"Система Тестирования

 

   
  Главное меню

  Главная

------------------------------------------

  Дистанционное обучение

------------------------------------------

  Олимпиада

------------------------------------------

  Библиотека

------------------------------------------

  Справочники

------------------------------------------

  Тестирование on-line

------------------------------------------

  Зачетная книжка

------------------------------------------

  Вход для

  преподавателей

------------------------------------------

 

    

 

Добро пожаловать в пользовательский раздел сайта!

 

Библиотека : Информатика : Устройство ЭВМ. Архитектура ЭВМ.

Электронная вычислительная машина (ЭВМ) – комплекс технических средств, предназначенных для автоматической обработки информации в процессе решения вычислительных и информационных задач.

Иногда, электронную вычислительную машину называют компьютером. С одним компьютером, одновременно, могут работать сразу несколько пользователей. Если компьютер предназначен для работы только одного пользователя, то такой компьютер называется персональным компьютером (ПК).

Мир вычислительных машин очень разнообразен, мы рассмотрим устройство лишь тех машин, спектр применения которых наиболее широк. Таковыми являются микрокомпьютеры, среди которых особо можно выделить персональные компьютеры (ПК). Все ПК относятся к разряду ЦВМ – цифровых вычислительных машин или машин дискретного действия, которые работают с информацией, представленной в дискретной, а точнее в цифровой форме. Персональные компьютеры удовлетворяют требованиям общедоступности и универсальности применения.

Любой современный ПК состоит из отдельных блоков, которые можно условно разделить на две категории: минимально необходимый набор блоков и дополнительные блоки. Здесь нельзя не отметить, что сегодня существуют ПК, в которых и минимальный и дополнительный набор блоков объединены в один блок. К таким ПК относятся ноутбуки, «карманные» компьютеры (названные так за свои размеры).

Минимально необходимый набор блоков – это блоки необходимые для функционирования ПК, он включает в себя:

1.     системный блок;

2.     монитор;

3.     клавиатура.

Отсутствие одного из этих блоков делает работу ПК невозможной.

Каждый из этих блоков выполняет строго определенную роль: системный блок выполняет обработку и хранение информации, монитор передает информацию от ПК пользователю, клавиатура служит для ввода информации, то есть передает информацию от пользователя к ПК.

Дополнительные блоки – блоки позволяющие расширять функциональные возможности ПК, следовательно, наличие дополнительных блоков не является обязательным, и принципиально ПК будет работать и с минимальным набором блоков. Да действительно сегодня практически все ПК комплектуются мышью и тем не менее мышь остается дополнительным блоком, который позволяет упростить работу с ПК. Можно составить достаточно большой список дополнительных устройств, перечислим лишь основные, те, которые используются чаще других.

1.     мышь;

2.     принтер;

3.     сканер;

4.     плоттер;

5.     модем;

6.     звуковые колонки …

Необходимо отметить, что количество одновременно подключенных дополнительных блоков к ПК ограничивается лишь возможностями самого ПК или если говорить более конкретно, то возможностями системного блока. Причем каждое устройство служит для выполнения строго определенных функций, например, принтер предназначен для вывода текстовой информации на бумагу, плоттер для вывода графической информации на бумагу, а сканер служит для ввода информации.

Начало популярности блочной структуры ПК совпадает с выходом первого персонального компьютера выпущенного фирмой IBM.

Фирма IBM сделала компьютер не единым неразъемным устройством, а обеспечила возможность его сборки из независимо изготовленных частей аналогично детскому конструктору. При этом методы сопряжения (соединения) устройств с компьютером IBM PC не только не держались в секрете, но и были доступны всем желающим. Этот принцип, называемый принципом открытой архитектуры, наряду с другими достоинствами обеспечил потрясающий успех компьютеру IBM PC, но лишил фирму IBM возможности единолично пользоваться плодами этого успеха.

Открытость архитектуры компьютеров IBM стала мощным стимулом для поставщиков отдельных компонентов, разработчиков программных продуктов и других участников компьютерного бизнеса.

В течение трех лет исчезли почти все конкурирующие стандарты персональных компьютеров. Исключение составили только Apple II и Macintosh фирмы Apple. Все другие фирмы либо обанкротились, либо были переориентированы на выпуск IBM-совместимых машин. В конце концов и сама IBM утратила контроль над архитектурой персональных компьютеров. IBM-PC стал промышленным стандартом de-facto.

Наибольшую выгоду от открытости архитектуры IBM PC получили, естественно, пользователи. Они могли самостоятельно расширять возможности своих компьютеров, покупая соответствующие устройства и подсоединяя их в свободные разъемы на системной плате. При этом они не были связаны ассортиментом моделей, предлагаемых фирмой IBM, так как могли покупать дополнительные устройства, производимые независимыми фирмами. Они могли сэкономить деньги, ориентируясь при покупке компьютеров на свои сегодняшние, а не будущие потребности - ведь при необходимости компьютер можно модернизировать.

Рис. 4-1-001. Блочная схема устройства ЭВМ, отражающая принцип открытой архитектуры.

Основой для размещения всех элементов IBM PC является системная, или как ее чаще называют, материнская плата. На материнской плате располагаются основные элементы вычислительной системы, в первую очередь это процессор. Для его установки используется специальный разъем, тип которого определяется типом процессора. Следующим по значимости элементом материнской платы, в плане обработки данных, является набор системной логики. Набор системной логики обычно выполнен в виде двух микросхем (чипсетов) называемых северным и южным мостом, реже используется одна микросхема. Северный мост расположен ближе к разъему для установки процессора и содержит контроллеры процессорной и графической шин и шины памяти. Таким образом, именно северный мост определяет какой процессор можно применить с данной материнской платой, какая оперативная память может быть установлена в системе и какую графическую подсистему можно использовать. Более того, северный мост может содержать встроенный графический контроллер.

 

Рис. 4-1-002. Материнская плата производства ASUS

1-     разъем для установки процессора;

2-     северный мост;

3-     южный мост;

4-     разъемы для установки модулей памяти;

5-     слоты расширения;

6-     разъемы для подключения внешних устройств;

7-     разъемы для подключения накопителей на магнитных дисках;

8-     батарея BIOS;

9-     постоянное запоминающее устройство BIOS.

Подпись: 4

 

    Южный мост обеспечивает внешние интерфейсы материнской платы, он содержит контроллеры: дисковых накопителей, слотов PCI и PCI Express, локальной сети, аудио, универсальной последовательной шины (USB), а также внутренний интерфейс – шину BIOS.  Следует заметить, что звуковой и сетевой контроллеры интегрированы в южный мост, но для их работы на материнской плате размещаются специальные микросхемы связанные с южным мостом соответствующей шиной, например звуковой кодек –микросхема содержащая цифро-аналоговый ЦАП и аналого-цифровой АЦП преобразователи.

 

Помимо перечисленных элементов, на материнской плате находятся разъемы для установки модулей оперативной памяти, их может от двух до четырех, но на некоторых, специализированных платах их может быть и больше.

Обычно рядом с разъемами для установки оперативной памяти размещаются разъемы для подключения накопителей на магнитных дисках. На современных платах представлены разъемы  трех типов: floppy, IDE, SATA.

На противоположной стороне материнской платы расположены разъемы для подключения внешних устройств: клавиатуры, мыши и т.д. Этот ряд разъемов продолжают слоты расширения, предназначенные для установки дополнительных контроллеров, помимо тех, которые интегрированы в северный и южный чипы материнской платы. Так, например, видеоконтроллер может быть интегрирован в северный мост, но может подключаться и дополнительно, для этой цели используются слоты расширения типов AGP или PCIExpress.

Контроллер – это специализированный процессор, интегрированный либо в один из чипов, либо расположенный на отдельной плате устанавливаемой в слот расширения. Назначением контроллеров является разгрузка центрального процессора от операций преобразования информации из одной формы в другую понятную тому устройству, для которого она предназначена.

    Еще одним важным элементом, размещенным на материнской плате, является микросхема BIOS или постоянное запоминающее устройство и батарея питающая BIOS. Важность этого элемента объясняется тем, что именно BIOS хранит программу начального тестирования узлов компьютера при его запуске, а так же хранит и позволяет изменять параметры вычислительной системы.

 

Предыдущая

Содержание

Следующая

     
 

 

 

 

 

 
 

Центр компьютерного обучения © 2001 - 2020 г.