Концепция построения компьютера архитектуры ibm pc at

Обязательные системные средства ввода-вывода:

• процессор(ы), а для процессоров 8086-80386 и сопроцессор;

• память:

• постоянная (ROM или Flash BIOS);

• оперативная (DRAM);

• для устаревших процессоров – кэш (SRAM)

• интерфейсные схемы и разъемы шин расширения;

• контроллеры клавиатуры, DMA, прерываний;

• RTC CMOS RAM;

• таймеры;

• средства управления динамиком.

Вспомогательные компоненты системной платы IBM PC AT:

• кварцевый генератор синхронизации;

• схема формирования сброса системы по сигналу PowerGood от блока питания или кнопки Reset;

• схема управления блоком питания (отсутствует в платах конструктива AT);

• регуляторы напряжения (Voltage Regulation Module, VRM);

• средства мониторинга состояния системного блока: измерители скорости вращения вентиляторов и температуры процессора и других компонентов; измерители питающих напряжений; сигнализаторы несанкционированного доступа и т.п.

Состав системной платы pc-совместимого компьютера

Системные платы первых ПК, выполненных на процессорах 8088/86, помимо процессора и памяти, содержали несколько периферийных БИС (контроллеры прерываний, прямого доступа к памяти, контроллер шины) и связующую логику на микросхемах малой и средней степени интеграции.

Современные платы исполняются на основе чипсетов – наборов из нескольких БИС, реализующих все необходимые функции связи основных компонентов – процессора, памяти и шин расширения.

Чипсет определяет возможности применения различных типов процессоров, основной и кэш-памяти, а также ряд других характеристик системы, наиболее важных в плане ее функциональности и перспектив модернизации.

Тип чипсета существенно влияет на производительность – при одинаковых установленных компонентах (процессор, память, графический адаптер и жесткий диск) производительность компьютеров, собранных на разных системных платах (чипсетах), может различаться на 30 %.

Структурная схема пэвм Сompaq Deskpro 386/16

Системная шина состоит из двух сегментов – центрального и периферийного.

Сегменты связаны посредством конвертера-согласователя шин (КСШ).

Процессорная подсистема:

• центральный процессор;

• один из сопроцессоров (i287-4/8 или i387-16);

• вспомогательные элементы окружения процессора.

Конвертер-согласователь шин

Cостав:

• конвертер шины данных;

• буферные усилители и регистр адреса;

• блок управления локальной шиной, АТ-шиной и Х-шиной.

Функции:

• обнаружение факта обращения к системной периферии и устройствам АТ-шины;

• синхронизация циклов ЛШ и АТ-шины, в частности - синхронизация обмена с устройствами, работающими по принципу “запрос-ответ”;

• инициирование циклов АТ-шины для обмена информацией между 8- и 16-разрядными устройствами, подключенными к АТ-шине и 32-разрядной ЛШ;

• взаимная коммутация байтовых трактов АТ-шины и ЛШ, запоминание байтов и (или) слов на время преобразования двойного слова.

Cтруктурная схема контроллера 82c206

Архитектура pc-совместимого компьютера как фактор совместимости

Архитектура PC-совместимого компьютера определяется рядом свойств, обеспечивающих возможность функционирования программного обеспечения, управляющего периферийным оборудованием.

Совместимость существует благодаря изначальной открытости архитектуры первых IBM PC и сохранения имеющихся решений, зачастую не самых лучших, в последующих моделях, «обрастающих» новыми узлами.

Способы взаимодействия программ с устройствами:

• посредством вызовов функций операционной системы (прерывания DOS, API Windows и т.п.);

• посредством вызовов функций базовой системы ввода-вывода (BIOS);

• непосредственное взаимодействие с известным аппаратным обеспечением – портами и памятью устройств или контроллеров интерфейсов.

Обобщенная функциональная схема PC на основе i386 с кэш-памятью

Шинно-мостовая архитектура компьютера PC

Хабовая архитектура компьютера PC

Микропроцессоры семейства М68000 фирмы Motorola

Микросхема	MC68000	MC68010	MC68030	MC68040	MC68060
Год выпуска	1979	1984	1987	1990	1994
Количество транзисторов	70 000	200 000			2 500 000
Адресное пространство, байт	16 М	4 Г	4 Г	4 Г	4 Г
Шина данных, бит	16	32	32	32	32
Тактовая частота, МГц	8-16	16-33	16-50	25, 33	50, 66
Кэш инструкций, байт	—	256	256	4 К	8 К
Кэш данных, байт	—	—	256	4 К	8 К
Пакетные передачи, байт	—	—	16 (чт.)	16 (чт./зп.)	16 (чт./ зп.)
Регистры общего назначения	16	16	16	16	16
Режимы адресации	14	18	18	18	18
Устр-во управления памятью	—	—	+	+	+
Устр-во с ПТ	68881	68881	68881	встр.	встр.
Производительность, MIPS/MFLOPS	1,6 / —	5,5 / 0,25	12 / 0,5	40 / 3,5	100 / 13