Kaikissa IBM PC -yhteensopivissa tietokoneissa on arkkitehtuuri. Lyhyt tietoa IBM PC -yhteensopivista tietokoneista

Tässä esseessä yritämme selittää lyhyesti joitain IBM:n ominaisuuksia PC-yhteensopivia tietokoneita, ja esitellä myös joitakin peruskonseptit, johon viitataan myöhemmin useammin kuin kerran.

Avoin arkkitehtuuri (lohko-moduulirakenneperiaate)

IBM PC -yhteensopivien tietokoneiden vetovoima piilee niiden avoimessa arkkitehtuurissa. Tämä tarkoittaa erityisesti sitä vastaavia tietokoneita niillä on modulaarinen rakenneperiaate, eli niiden pääkomponentit ja lohkot valmistetaan erillisinä moduuleina. Näin ollen uusien tietokoneeseen sisältyvien laitteiden asentaminen tai vanhojen laitteiden vaihtaminen ei ole erityisen vaikeaa. Tällaisten tietokoneiden parantaminen on täysin käyttäjien itsensä kyvyissä.

IBM PC -yhteensopivassa tietokoneessa on kolme pääkomponenttia: järjestelmäyksikkö, näyttö ja näppäimistö. Järjestelmäyksikkö sisältää kaikki tietokoneen tärkeimmät elektroniset komponentit: virtalähde, emolevy (emolevy) ja tallennusasemat (levyasemat), joissa on irrotettava tai ei-irrotettava tietoväline. Näppäimistö on tavallinen laite tietojen syöttäminen, joka mahdollistaa tiettyjen merkkien tai merkkien siirtämisen tietokoneeseen

ohjaussignaalit. Näyttö (tai näyttö) on suunniteltu näyttämään yksivärisiä tai värillisiä, merkkejä tai graafista tietoa. Kaikki yllä luetellut pääkomponentit on kytketty toisiinsa erikoiskaapeleita liittimillä.

Kotelotyypistä lähtien järjestelmän yksikkö riippuvat erityisesti käytetyn emolevyn mitoista ja sijainnista, virtalähteen minimitehosta (eli mahdollinen numero, liitetyt laitteet) ja enimmäismäärä asennetut asemat. Tietokonekotelot tulevat torni- ja pöytätietokoneversioina. Pääasiallisena erona tämäntyyppisten koteloiden välillä voidaan pitää asemien erilaista asennustilojen määrää ja vastaavasti virtalähteen tehoa. Muuten, asemien asennustilat (asennuspaikat) voivat olla kahdenlaisia: kanssa ulkoinen pääsy ja sisäinen pääsy. Näin ollen määritelmän mukaan pääsy jälkimmäisen tyyppisiin asennuspaikkoihin asennettuihin asemiin voidaan saavuttaa vain järjestelmäyksikön kotelon kansi auki. Tällaisia asennuspaikkoja voidaan käyttää vain asemissa, joissa on ei-irrotettavat tietovälineet, kuten kiintolevyt.

Emolevy on tietokoneen perusta ja on litteä lasikuitulaminaattilevy, johon sijaitsevat tärkeimmät elektroniset elementit: perusmikroprosessori, RAM, kvartsiresonaattori ja muut apupiirit.

Periaatteen mukaan avoin arkkitehtuuri suurin osa

IBM PC -yhteensopivissa tietokoneissa on emolevyt, jotka sisältävät vain pääkomponentit, eikä niissä ole viestintäelementtejä esimerkiksi asemien, näytön ja muiden oheislaitteiden kanssa. Tällaisissa

Tässä tapauksessa nämä puuttuvat elementit sijaitsevat erillään painetut piirilevyt, jotka työnnetään tätä tarkoitusta varten tarkoitettuihin erityisiin laajennusliittimiin emolevy. Nämä lisämaksut kutsutaan tytärlevyiksi, ja emolevyä kutsutaan emolevyksi. Toiminnalliset laitteet Tytärlevyille tehtyjä tiedostoja kutsutaan usein ohjaimiksi tai sovittimiksi, ja itse tytärlevyjä kutsutaan laajennuskorteiksi.

Mikroprosessorit ja järjestelmäväylät

IBM PC -yhteensopivat tietokoneet käyttävät vain Intelin mikroprosessoreita tai niiden klooneja, joilla on samanlainen arkkitehtuuri.

Mikroprosessori on kytketty tietokoneen päälaitteisiin niin sanotun järjestelmäväylän kautta. Tämä väylä ei vain lähetä tietoa, vaan myös osoittaa laitteita sekä vaihtaa erikoispalvelusignaaleja. Yleensä yhteys lisälaitteita Vastaanottaja järjestelmäväylä tehdään laajennusliittimien kautta.

Laajennuskorttien liittämiseen i8088-mikroprosessoriin perustuvien tietokoneiden (IBM PC ja IBM PC/XT) järjestelmäväylään käytetään 62-nastaisia liittimiä. Tämä järjestelmäväylä sisältää erityisesti 8 datalinjaa ja 20 osoiteriviä, jotka rajoittavat tietokoneen osoiteavaruuden

1 Mt. PC/AT286-tietokoneissa otettiin ensimmäistä kertaa käyttöön uusi ISA (Industry Standard Architecture) -järjestelmäväylä, jonka kautta oli mahdollista siirtää 16 bittiä dataa rinnakkain ja 24 osoiterivin ansiosta päästä suoraan 16 megatavuun. järjestelmämuisti. Tämä järjestelmäväylä eroaa edellisestä siinä, että siinä on ylimääräinen 36-nastainen liitin vastaavia laajennuskortteja varten. I80386/486-mikroprosessoreihin perustuvat tietokoneet alkoivat käyttää erityisiä muistiväyliä, mikä mahdollisti sen nopeuden maksimaalisen hyödyntämisen. Jotkut järjestelmäväylän laajennusliittimien kautta kytketyt laitteet eivät kuitenkaan pysty saavuttamaan mikroprosessoriin verrattavaa siirtonopeutta. Tämä koskee pääasiassa työskentelyä tallennusohjaimien ja videosovittimien kanssa. Tämän ongelman ratkaisemiseksi he alkoivat käyttää niin kutsuttuja paikallisväyliä, jotka yhdistävät mikroprosessorin suoraan näiden oheislaitteiden ohjaimiin. Tällä hetkellä tunnetaan kaksi tavallista paikallisväylää: VL-bus (VESA Local-bus) ja PCI (Peripheral Component Interconnect). Laitteiden kytkemiseksi tällaisiin väyliin tietokoneen emolevyllä on erityiset liittimet.

Portit, keskeytykset, suora pääsy muistiin

Mikroprosessori pitää kaikkia järjestelmäväylällä olevia laitteita joko osoitettavana muistina tai I/O-portteina. Yleisesti ottaen portilla tarkoitetaan tiettyä liitäntäpiiriä, joka sisältää yleensä yhden tai useamman tulo/lähtörekisterin (erityiset muistisolut).

Mikroprosessori voi oppia tietyn tapahtuman esiintymisestä signaalilla, jota kutsutaan keskeytykseksi. Tässä tapauksessa nykyisen komentosarjan suoritus keskeytyy (keskeytyy), ja toinen tätä keskeytystä vastaava sekvenssi alkaa suorittaa sen sijaan. Keskeytykset jaetaan yleensä laitteistoon, loogiseen ja ohjelmistoon.

Laitteistokeskeytykset (IRQ:t) lähetetään erityisten järjestelmäväylälinjojen kautta ja liittyvät pyyntöihin ulkoisia laitteita(esimerkiksi näppäimistön näppäimen painaminen). Loogisia keskeytyksiä esiintyy itse mikroprosessorin toiminnan aikana (esimerkiksi jako nollalla), ja ohjelmistokeskeytykset ovat suoritettavan ohjelman käynnistämiä ja niitä käytetään yleensä erityisten aliohjelmien kutsumiseen.

Ensinnäkin IBM:n tietokoneet PC:ssä käytettiin i8259-keskeytysohjainpiiriä (Interrupt Controller), jossa on kahdeksan tuloa keskeytyssignaaleille (IRQ0-IRQ7). Kuten tiedetään, samaan aikaan mikroprosessori voi palvella vain yhtä tapahtumaa ja valinnassa tästä tapahtumasta sitä avustaa keskeytysohjain, joka asettaa kullekin tulolleen tietyn tärkeystason - prioriteetin. Korkein prioriteetti on keskeytyspyyntörivi IRQ0 ja alin on IRQ7, eli prioriteetti laskee rivinumeron nousevassa järjestyksessä. IBM PC/AT:ssa kahdeksan keskeytyslinjaa ei enää riittänyt ja niiden määrä nostettiin 15:een. Ensimmäisissä malleissa tähän käytettiin kahden i8259-sirun kaskadiliitäntää. Se suoritettiin kytkemällä toisen ohjaimen lähtö ensimmäisen IRQ2-tuloon.

Seuraava on tärkeää ymmärtää tässä. Keskeytyslinjojen IRQ8 - IRQ15 (eli toisen ohjaimen tulojen) prioriteetti on pienempi kuin IRQ1, mutta korkeampi kuin IRQ3.

Suorakäyttötilassa (DMA, Direct Memory Access) oheislaite kytketty RAM-muistiin suoraan, ei mikroprosessorin sisäisten rekisterien kautta. Tällainen tiedonsiirto on tehokkainta tilanteissa, joissa sitä tarvitaan suuri nopeus vaihtaa Suuri määrä tiedot. Suorakäyttöprosessin käynnistämiseksi järjestelmäväylällä käytetään asianmukaisia signaaleja.

IBM PC:n ja PC/XT:n kanssa yhteensopivissa tietokoneissa suoran muistin käytön järjestämiseen käytetään yhtä 4-kanavaista DMA i8237 -sirua, jonka kanava 0 on tarkoitettu dynaamiseen muistin regenerointiin. Kanavia 2 ja 3 käytetään ohjaamaan nopeaa tiedonsiirtoa levykeasemien, kiintolevyn ja RAM-muistin välillä.

IBM PC/AT-yhteensopivissa tietokoneissa on 7 kanavaa suoraa muistia varten. Ensimmäisissä tietokoneissa tämä saavutettiin ketjuttamalla kaksi i8237-sirua, kuten keskeytysohjaimien tapauksessa.

Tietokoneen muisti

Kaikki henkilökohtaiset tietokoneet käyttävät kolmea muistityyppiä: RAM, pysyvä muisti ja ulkoinen muisti (eri tallennuslaitteet). RAM on suunniteltu tallentamaan muuttuvaa tietoa, koska se sallii sen sisällön muuttua, kun mikroprosessori suorittaa vastaavia toimintoja. Koska satunnaisesti valittua solua voidaan käyttää milloin tahansa, tämän tyyppistä muistia kutsutaan myös hajasaantimuistiksi - RAM (Random Access Memory).

Kaikki ohjelmat, mukaan lukien peliohjelmat, suoritetaan sisään RAM-muisti. Pysyvä muisti sisältää yleensä tietoa, jonka ei pitäisi muuttua pitkään aikaan. Pysyvällä muistilla on oma nimi - ROM (Read Only Memory), joka osoittaa, että se tarjoaa vain luku- ja tallennustilat.

Looginen muistiorganisaatio

Kuten tiedät, IBM PC:ssä PC/XT:ssä käytetty i8088-mikroprosessori tarjoaa 20 osoiteväylänsä kautta pääsyn vain 1 Mt muistitilaan. Ensimmäiset 640 kilotavua osoitettavaa tilaa IBM PC-yhteensopivissa tietokoneissa kutsutaan yleensä nimellä tavallinen muisti(perinteinen muisti). Loput 384 kt on varattu systeeminen käyttö ja niitä kutsutaan muistiksi suosituimmat osoitteet(UMB, Upper Memory Blocks, High DOS Memory tai UM Area - UMA Tämä muistialue on varattu järjestelmän ROM BIOSin (Read Only Memory Basic) sijoittamiseen Input Output System), videomuistille ja lisäsovittimien ROM-muistille.

Lisämuisti (laajennettu).

Lähes kaikissa henkilökohtaisissa tietokoneissa UMB-muistialue on harvoin täysin täynnä. Yleensä järjestelmän ROM-BIOSin laajennusalue tai osa videomuistista ja sen alla oleva alue lisämoduuleja ROM. Tämä on EMS-lisämuistimäärityksen (Expanded Memory Specification) perusta, jonka ensimmäisenä kehittivät Lotus Development, Intel ja Microsoft (jota kutsutaan siksi joskus LIM-spesifikaatioksi). Tämä spesifikaatio sallii sovellusohjelmien RAM-muistin käytön, joka ylittää 640 kilotavua. Lisämuistin käytön periaate perustuu muistilohkojen (sivujen) vaihtamiseen. UMB-alueella, videopuskurin ja järjestelmän RGM BIOSin välissä, on varattu kohdistamaton 64 kt:n "ikkuna", joka on jaettu sivuille. Ohjelmisto ja laitteisto mahdollistavat minkä tahansa lisämuistin kohdistamisen mille tahansa varatulle "window(TM)"-sivulle. Vaikka mikroprosessori käyttää aina "ikkunaan" tallennettuja tietoja (osoite alle 1 Mt), näiden tietojen osoitteet. voidaan siirtää lisämuistissa useiden megatavujen "ikkunoihin" nähden (katso kuva 1).

Tietokoneen konfiguraattorin yhteensopivuuden tarkistuksen avulla voit nopeasti koota järjestelmäyksikön käyttäjälle välttämätön tekniset ominaisuudet. Verkkosuunnittelijamme avulla voit helposti koota luotettavan toimistokoneen, kodin multimediajärjestelmäyksikön tai tehokkaan pelikokoonpanon.

Tietokoneen kokoonpano verkossa

Nykyään, kuten monta vuotta aiemmin, tietokoneen kokoaminen itsenäisesti valituista komponenteista on suosittua. Tämä hyvä tilaisuus valitse mitä haluat. Mikään ei rajoita sinua, käytettävissä on satoja kokoonpanovaihtoehtoja, joista löydät varmasti mieleisesi.

Verkkokauppamme tarjoaa mahdollisuuden koota tietokone verkossa konfiguraattorin kautta. Hänessä Tämä prosessi esitetty komponenttiluokkien muodossa prosessorista virtalähteeseen. Jokainen kategoria sisältää laajennetun mallivalikoiman ja ominaisuuksien kuvaukset valinnan helpottamiseksi.

Komponenttien valinnan yksinkertaistamiseksi konfiguraattorissa on yhteensopivuussuodatin kokoonpanon pääkomponenteille. Esimerkiksi, kun valitset tietyn prosessorin, seuraavat komponentit suodatetaan automaattisesti yhteensopivuuden mukaan. Lisäksi sinulle tarjotaan asennusvaihtoehto käyttöjärjestelmä. Kokoonpanon jälkeen saat lopputuloksen kolmen parametrin perusteella: hinta, tekniset tiedot, renderöity kuva. Kun olet tehnyt tilauksen ja vahvistanut sen puhelimitse, asiantuntijamme kokoavat tämän sarjan ja tarkistavat sen toimivuuden.

Tämän järjestelmäyksikön ostotavan etuna on, että et vain valitse haluamasi komponentit, vaan sinulla on myös mahdollisuus valita osan merkki tai valmistaja.

Kun tietty kokoonpano on koottu ja valmis napsauttamalla kokoa/osta-painikkeita, kokoonpanolle määritetään tietty sarjanumero, kirjoittamalla tuotehakupalkkiin löydät tämän tietokoneen ja lähetät siihen linkin ystävillesi tai tutuillesi neuvontaa tai ostosuosituksia varten.

Tärkeä ominaisuus konfiguraattorimme on toiminto "selvitä asiantuntijan mielipide" lähettämällä pyyntösi kautta Tämä muoto, Saat yksityiskohtaisen vastauksen ja suosituksen sähköposti määrittämäsi.

Kokeile ja katso itse – tietokoneen kokoaminen verkossa on helppoa ja yksinkertaista! Ongelmatilanteissa voit aina saada neuvoja asiantuntijoiltamme kaikissa sinua kiinnostavissa asioissa.

Lyhyt tietoa IBM PC -yhteensopivista tietokoneista

Tässä esseessä yritämme selittää lyhyesti joitakin IBM PC -yhteensopivien tietokoneiden ominaisuuksia ja esitellä myös joitain peruskäsitteitä, joihin viitataan myöhemmin useammin kuin kerran.

Avoin arkkitehtuuri (lohko-moduulirakenneperiaate)

IBM PC -yhteensopivien tietokoneiden vetovoima piilee niiden avoimessa arkkitehtuurissa. Tämä tarkoittaa erityisesti sitä, että tällaisissa tietokoneissa on modulaarinen rakenneperiaate, eli niiden pääkomponentit ja lohkot on valmistettu erillisinä moduuleina. Näin ollen uusien tietokoneeseen sisältyvien laitteiden asentaminen tai vanhojen laitteiden vaihtaminen ei ole erityisen vaikeaa. Tällaisten tietokoneiden parantaminen on täysin käyttäjien itsensä kyvyissä.

IBM PC -yhteensopivassa tietokoneessa on kolme pääkomponenttia: järjestelmäyksikkö, näyttö ja näppäimistö. Järjestelmäyksikkö sisältää kaikki tietokoneen tärkeimmät elektroniset komponentit: virtalähde, emolevy (emolevy) ja tallennusasemat (levyasemat), joissa on irrotettava tai ei-irrotettava tietoväline. Näppäimistö on tavallinen syöttölaite, joka mahdollistaa tiettyjen merkkien tai merkkien lähettämisen tietokoneelle.

ohjaussignaalit. Näyttö (tai näyttö) on suunniteltu näyttämään yksiväristä tai värillistä, symbolista tai graafista tietoa näytöllään. Kaikki yllä luetellut pääkomponentit on kytketty toisiinsa erityisillä liittimillä varustetuilla kaapeleilla.

Järjestelmäyksikön kotelon tyyppi riippuu erityisesti käytetyn emolevyn mitoista ja sijainnista, virtalähteen vähimmäistehosta (eli mahdollisesta liitettyjen laitteiden määrästä) ja asennettujen asemien enimmäismäärästä. Tietokonekotelot tulevat torni- ja pöytätietokoneversioina. Pääasiallisena erona tämäntyyppisten koteloiden välillä voidaan pitää asemien erilaista asennustilojen määrää ja vastaavasti virtalähteen tehoa. Muuten, asemien asennustilat (asennuspaikat) voivat olla kahdenlaisia: ulkoisella ja sisäisellä pääsyllä. Näin ollen määritelmän mukaan pääsy jälkimmäisen tyyppisiin asennuspaikkoihin asennettuihin asemiin voidaan saavuttaa vain järjestelmäyksikön kotelon kansi auki. Tällaisia asennuspaikkoja voidaan käyttää vain asemissa, joissa on ei-irrotettavat tietovälineet, kuten kiintolevyt.

Emolevy on tietokoneen perusta ja on litteä lasikuitulaminaattilevy, johon sijaitsevat tärkeimmät elektroniset elementit: perusmikroprosessori, RAM, kvartsiresonaattori ja muut apupiirit.

Avoimen arkkitehtuurin periaatteen mukaisesti suurin osa

Tässä tapauksessa nämä puuttuvat elementit sijaitsevat erillisillä painetuilla piirilevyillä, jotka asetetaan emolevyn tätä tarkoitusta varten oleviin erityisiin laajennuspaikkoihin. Näitä lisäkortteja kutsutaan tytärlevyiksi, ja emolevyä kutsutaan emolevyksi. Tytärlevyille tehtyjä toiminnallisia laitteita kutsutaan usein ohjaimiksi tai sovittimiksi, ja itse tytärkortteja kutsutaan laajennuskorteiksi.

Mikroprosessorit ja järjestelmäväylät

IBM PC -yhteensopivat tietokoneet käyttävät vain Intelin mikroprosessoreita tai niiden klooneja, joilla on samanlainen arkkitehtuuri.

Mikroprosessori on kytketty tietokoneen päälaitteisiin niin sanotun järjestelmäväylän kautta. Tämä väylä ei vain lähetä tietoa, vaan myös osoittaa laitteita sekä vaihtaa erikoispalvelusignaaleja. Pääsääntöisesti lisälaitteet liitetään järjestelmäväylään laajennusliittimien kautta.

1 Mt. PC/AT286-tietokoneissa käytettiin ensimmäistä kertaa uutta ISA (Industry Standard Architecture) -järjestelmäväylää, jonka kautta pystyttiin välittämään 16 bittiä dataa rinnakkain ja 24 osoiterivin ansiosta pääsi suoraan 16 Mt järjestelmään. muisti. Tämä järjestelmäväylä eroaa edellisestä siinä, että siinä on ylimääräinen 36-nastainen liitin vastaavia laajennuskortteja varten. I80386/486-mikroprosessoreihin perustuvat tietokoneet alkoivat käyttää erityisiä muistiväyliä, mikä mahdollisti sen nopeuden maksimaalisen hyödyntämisen. Jotkut järjestelmäväylän laajennusliittimien kautta kytketyt laitteet eivät kuitenkaan pysty saavuttamaan mikroprosessoriin verrattavaa siirtonopeutta. Tämä koskee pääasiassa työskentelyä tallennusohjaimien ja videosovittimien kanssa. Tämän ongelman ratkaisemiseksi he alkoivat käyttää niin kutsuttuja paikallisväyliä, jotka yhdistävät mikroprosessorin suoraan näiden oheislaitteiden ohjaimiin. Tällä hetkellä tunnetaan kaksi tavallista paikallisväylää: VL-bus (VESA Local-bus) ja PCI (Peripheral Component Interconnect). Laitteiden kytkemiseksi tällaisiin väyliin tietokoneen emolevyllä on erityiset liittimet.

Portit, keskeytykset, suora pääsy muistiin

Laitteistokeskeytykset (IRQ) lähetetään järjestelmäväylän erityislinjoja pitkin, ja ne liittyvät ulkoisten laitteiden pyyntöihin (esimerkiksi näppäimistön näppäimen painamiseen). Loogisia keskeytyksiä esiintyy itse mikroprosessorin toiminnan aikana (esimerkiksi jako nollalla), ja ohjelmistokeskeytykset ovat suoritettavan ohjelman käynnistämiä ja niitä käytetään yleensä erityisten aliohjelmien kutsumiseen.

Ensimmäiset IBM PC:t käyttivät i8259 Interrupt Controller -sirua, jossa on kahdeksan keskeytystuloa (IRQ0-IRQ7). Kuten tiedät, samaan aikaan mikroprosessori voi palvella vain yhtä tapahtumaa ja tämän tapahtuman valinnassa sitä auttaa keskeytysohjain, joka asettaa kullekin tulolleen tietyn tärkeystason - prioriteetin. Korkein prioriteetti on keskeytyspyyntörivi IRQ0 ja alin on IRQ7, eli prioriteetti laskee rivinumeron nousevassa järjestyksessä. IBM PC/AT:ssa kahdeksan keskeytyslinjaa ei enää riittänyt ja niiden määrä nostettiin 15:een. Ensimmäisissä malleissa tähän käytettiin kahden i8259-sirun kaskadiliitäntää. Se suoritettiin kytkemällä toisen ohjaimen lähtö ensimmäisen IRQ2-tuloon.

Seuraava on tärkeää ymmärtää tässä. Keskeytyslinjojen IRQ8 - IRQ15 (eli toisen ohjaimen tulojen) prioriteetti on pienempi kuin IRQ1, mutta korkeampi kuin IRQ3.

Suorakäyttötilassa (DMA, Direct Memory Access) oheislaite kommunikoi suoraan RAM:n kanssa, ei mikroprosessorin sisäisten rekisterien kautta. Tällainen tiedonsiirto on tehokkainta tilanteissa, joissa suurelle tietomäärälle vaaditaan korkea vaihtokurssi. Suorakäyttöprosessin käynnistämiseksi järjestelmäväylällä käytetään asianmukaisia signaaleja.

IBM PC/AT-yhteensopivissa tietokoneissa on 7 kanavaa suoraa muistia varten. Ensimmäisissä tietokoneissa tämä saavutettiin ketjuttamalla kaksi i8237-sirua, kuten keskeytysohjaimien tapauksessa.

Tietokoneen muisti

Kaikki henkilökohtaiset tietokoneet käyttävät kolmea muistityyppiä: RAM, pysyvä muisti ja ulkoinen muisti (eri tallennuslaitteet). RAM on suunniteltu tallentamaan muuttuvaa tietoa, koska se mahdollistaa sen sisällön muuttumisen, kun mikroprosessori suorittaa vastaavia toimintoja. Koska satunnaisesti valittua solua voidaan käyttää milloin tahansa, tämän tyyppistä muistia kutsutaan myös hajasaantimuistiksi - RAM (Random Access Memory).

Kaikki ohjelmat, mukaan lukien peliohjelmat, suoritetaan RAM-muistissa. Pysyvä muisti sisältää yleensä tietoa, jonka ei pitäisi muuttua pitkään aikaan. Pysyvällä muistilla on oma nimi - ROM (Read Only Memory), joka osoittaa, että se tarjoaa vain luku- ja tallennustilat.

Looginen muistiorganisaatio

Kuten tiedät, IBM PC:ssä PC/XT:ssä käytetty i8088-mikroprosessori tarjoaa 20 osoiteväylänsä kautta pääsyn vain 1 Mt muistitilaan. Ensimmäiset 640 kilotavua osoitettavaa tilaa IBM PC-yhteensopivissa tietokoneissa kutsutaan yleensä tavanomaiseksi muistiksi. Loput 384 kt on varattu järjestelmän käyttöön, ja niitä kutsutaan muistiksi ylemmissä osoitteissa (UMB, Upper Memory Blocks, High DOS Memory tai UM Area - UMA Tämä muistialue on varattu järjestelmän ROM BIOS (Read Only Memory) -muistiin). Basic Input Output System), videomuistille ja lisäsovittimien ROM-muistille.

Lisämuisti (laajennettu).

Lähes kaikissa henkilökohtaisissa tietokoneissa UMB-muistialue on harvoin täysin täynnä. Yleensä järjestelmän BIOS-ROM-levyn laajennusalue tai osa videomuistista ja alueet lisäROM-moduuleille ovat tyhjiä. Tämä on EMS-lisämuistimäärityksen (Expanded Memory Specification) perusta, jonka ensimmäisenä kehittivät Lotus Development, Intel ja Microsoft (jota kutsutaan siksi joskus LIM-spesifikaatioksi). Tämä spesifikaatio sallii sovellusohjelmien RAM-muistin käytön, joka ylittää 640 kilotavua. Lisämuistin käytön periaate perustuu muistilohkojen (sivujen) vaihtamiseen. UMB-alueella, videopuskurin ja järjestelmän RGM BIOSin välissä, on varattu kohdistamaton 64 kt:n "ikkuna", joka on jaettu sivuille. Ohjelmisto ja laitteisto mahdollistavat minkä tahansa lisämuistin kohdistamisen mille tahansa varatulle "window(TM)"-sivulle. Vaikka mikroprosessori käyttää aina "ikkunaan" tallennettuja tietoja (osoite alle 1 Mt), näiden tietojen osoitteet. voidaan siirtää lisämuistissa useiden megatavujen "ikkunoihin" nähden (katso kuva 1).

i8088-prosessoriin perustuvissa tietokoneissa lisämuistin toteuttamiseksi erityiskortteja, joissa on laitteistotuki muistilohkojen (sivujen) "hakutamiseen" ja vastaavat ohjainohjelmisto. Tietysti lisämuistikortteja voidaan asentaa myös tietokoneisiin, jotka perustuvat i80286:een ja sitä uudempiin prosessoreihin.

Laajennettu muisti

Tietokoneet, jotka käyttävät l80286-prosessoria ja 24-bittisiä osoiteväyliä, voivat fyysisesti osoittaa 16 megatavua ja i80386/486-suorittimien tapauksessa 4 Gt muistia. Tämä ominaisuus on käytettävissä vain prosessorin suojatussa toimintatilassa, jota käyttöjärjestelmä käyttää MS-DOS järjestelmäälä tue. Laajennettu muisti sijaitsee 1 Mt:n osoitealueen yläpuolella (älä sekoita 1 Mt RAM-muistia 1 Mt:n osoiteavaruuteen). Laajennetun muistin käyttöä varten mikroprosessorin on vaihdettava todellisesta suojattuun tilasta ja takaisin. Toisin kuin l80286, i80386/486-mikroprosessorit suorittavat tämän toiminnon melko yksinkertaisesti, minkä vuoksi MS-DOS sisältää erikoiskuljettaja- muistinhallinta EMM386 (katso kuva 2).

Muuten, jos sinulla on sopiva ajuri, laajennettu muisti voidaan emuloida lisämuistiksi. Tässä tapauksessa laitteistotuen on tarjottava vähintään i80386:n mikroprosessori tai erikoissirujen lisäsarja (esimerkiksi Chips and Technologiesin NEAT-sarjat). On huomattava, että monia LIM/EMS-standardia tukevia muistikortteja voidaan käyttää myös laajennettuna muistina.

	Laajennettu muisti
	HMA alue		Aineettomien hyödykkeiden kenttä - muisti

	Järjestelmän ROM BIOS

	ROM BIOS -laajennus
			"EMS-ikkuna"

	Kiintolevyn ROM BIOS

	EGA/VGA ROM BIOS
			Videomuisti
	CGA näyttö

	Yksivärinen näyttö
	EGA/VGA näyttö
			Kuljettaja EMM.SYS
	TSR-ohjelmat


Riisi. 1 Lisämuistia		Riisi. 2 Laajennettu muisti

Välimuisti

Välimuisti on suunniteltu vastaamaan suhteellisen hitaiden laitteiden, kuten dynaamisen muistin, nopeutta nopean mikroprosessorin kanssa. Välimuistin käyttäminen välttää toiminnassaan odotusjaksoja, jotka heikentävät koko järjestelmän suorituskykyä.

Välimuistin avulla yritetään yleensä koordinoida ulkoisten laitteiden, esimerkiksi eri asemien, ja mikroprosessorin toimintaa. Vastaavan välimuistiohjaimen on varmistettava, että käskyt ja tiedot, joita mikroprosessori tarvitsee tietyllä hetkellä, ovat välimuistissa sillä hetkellä.

Tallennuslaitteet

Tallennuslaitteet voidaan luokitella seuraavien kriteerien mukaan:

säilytyselementtien tyypin mukaan

toiminnallisen tarkoituksen mukaan

kierrätysorganisaation tyypin mukaan

lukemisen luonteen vuoksi

varastointimenetelmällä

järjestäytymisen kautta

Säilytyselementtien tyypin mukaan

Puolijohde

Magneettinen

Kondensaattori

Optoelektroniikka

Holografinen

Kryogeeninen

Toiminnallisen tarkoituksen mukaan

Valituksen järjestämismenetelmän mukaan

Jaksottaisella haulla

Suora pääsy

Osoite

Assosiatiivinen

Pinottu

Store

Lukemisen luonteen mukaan

Tiedon tuhoamisen kanssa

Tietoa tuhoamatta

Säilytystavan mukaan

Staattinen

Dynaaminen

Järjestäytymistavan mukaan

Yksiakselinen

Kaksikoordinaattinen

Kolmen koordinaatin

Kaksi-kolme koordinaatti

Bibliografia

Tämän työn valmisteluun käytettiin materiaalia sivustolta http://referat2000.bizforum.ru/

Arkkitehtuurin perusta IBM PC-tietokoneet Prosessorin ja muiden tietokoneen komponenttien välisten yhteyksien väyläjärjestelyn periaate perustuu. Vaikka sen jälkeen käytetyt väylät ja niiden rakenne ovat muuttuneet useaan otteeseen, arkkitehtuuri, tietokoneen sisäisen organisaation perusperiaate, on pysynyt muuttumattomana. Tietokoneen rakenne on esitetty alla olevassa kaaviossa.

Keskusyksikkö (CPU) on tietokonejärjestelmän ydin. Viestintä muiden komponenttien kanssa tapahtuu ulkoisen prosessoriväylän kautta. Prosessorin sisällä on väylät ALU:n, ohjauslaitteiden ja muistirekisterien välistä vuorovaikutusta varten. Prosessorin ulkoinen väylä koostuu linjoista, jotka kuljettavat dataa, osoitteita (jotka osoittavat, mistä data tulee ja mihin se lähetetään) ja ohjauskomentoja. Siksi yhteinen linja-auto on jaettu dataväylä, osoiteväylä ja ohjausväylä. Jokainen rivi voi kuljettaa yhden bitin dataa, osoitetta tai ohjauskomentoa. Linjojen lukumäärää väylässä kutsutaan väylän leveydeksi. Väylän leveys määrittää samanaikaisesti lähetettyjen bittien enimmäismäärän, mikä puolestaan määrittää tietokoneen yleisen suorituskyvyn. Toisin sanoen mitä suurempi väylän leveys on, sitä enemmän dataa voidaan lähettää samanaikaisesti, sitä korkeampi suorituskyky. Toinen suorituskykyyn vaikuttava parametri on väylän tiedonsiirtonopeus, joka määräytyy väylän kellonopeuden mukaan.

Väylän taajuus on riittävä tärkeä ominaisuus, mutta ei silti määritä tietokoneen suorituskykyä. Suurin osa tärkeitä parametreja varten yleinen suoritus tietokone ovat keskusprosessorin kellonopeus ja bittisyvyys. Ja tämä on luonnollista monesta syystä. Se on prosessori, joka suorittaa tärkeimmät tietojenkäsittelytehtävät ja usein käynnistää ja hallinnoi tiedonvaihtoa. Kellotaajuus määrää nopeuden operaatioiden suorittaminen ja terän syvyys datan määrä, käsitelty yhden toimenpiteen aikana.

Kysymys 20: Henkilökohtaisen tietokoneen rakenneosien järjestelmä. Muototekijät.

Tietokone ter(englanniksi tietokone, - "laskin") - laite tai järjestelmä, joka pystyy suorittamaan tietyn, selkeästi määritellyn, muuttuvan toimintosarjan. Nämä ovat useimmiten numeeristen laskutoimitusten ja tietojen käsittelyn operaatioita, mutta tämä sisältää myös syöttö-tulostusoperaatioita. Toimintosarjan kuvausta kutsutaan ohjelmaksi.

Elektroninen tietokone,tietokone- monimutkainen teknisiä keinoja, jossa tärkein toiminnallisia elementtejä(looginen, tallennus, näyttö jne.) tehdään elektronisille elementeille, jotka on suunniteltu automaattiseen tietojenkäsittelyyn laskennallisten ja informaatioongelmien ratkaisuprosessissa.

Henkilökohtainen tietokone , PC(englanniksi henkilökohtainen tietokone, PC), PC(henkilökohtainen elektroninen tietokone) - pöytämikrotietokone, jolla on toimintaominaisuudet kodinkone ja universaali toiminnallisuus.

Muotoseikka( englannista muototekijä) - standardi, joka määrittää mitat tekninen tuote sekä sen lisäsarjojen kuvaus tekniset parametrit, kuten muoto, tyypit lisäelementtejä asetetaan laitteeseen/päälle, niiden sijainti ja suunta.

Muotokerroin (kuten kaikki muutkin standardit) on luonteeltaan neuvoa-antava.

Muototekijämäärittelyssä määritellään vaaditut ja valinnaiset komponentit. Suurin osa valmistajista kuitenkin mieluummin noudattaa eritelmää, koska olemassa olevien standardien noudattamisen hinta on yhteensopivuus emolevy ja standardisoidut laitteet (oheislaitteet, laajennuskortit) muilta valmistajilta tulevaisuudessa.

Sähköinen tietokone sisältää käytön elektroniset komponentit toiminnallisina yksiköinä tietokone voidaan kuitenkin suunnitella muilla periaatteilla - se voi olla mekaaninen, biologinen, optinen, kvantti jne. (lisätietoja: Tietokoneluokat Tyypin mukaan työympäristö), jotka toimivat mekaanisten osien, elektronien, fotonien tai muiden fysikaalisten ilmiöiden vaikutuksesta. Lisäksi tietokone voi toiminnan tyypistä riippuen olla digitaalinen (DVM) ja analoginen (ABM).

Toisaalta termi "tietokone" tarkoittaa mahdollisuutta muuttaa suoritettavaa ohjelmaa (uudelleenohjelmointi). Monet elektroniset laskentakoneet voi suorittaa tiukasti määritellyn toimintosarjan, sisältää syöttö- ja tulostuslaitteita tai koostua samankaltaisista kuin mitä käytetään elektroninen tietokone rakenneosat (esimerkiksi rekisterit), mutta eivät tarkoita mahdollisuutta ohjelmoida uudelleen.*

Suunnitteluominaisuuksia

Nykyaikaisissa tietokoneissa käytetään kaikkia suunnitteluratkaisuja, jotka on kehitetty koko tietotekniikan kehitysjakson aikana. Nämä ratkaisut eivät pääsääntöisesti riipu tietokoneiden fyysisestä toteutuksesta, vaan ovat itsessään perusta, johon kehittäjät luottavat. Alla on eniten tärkeitä kysymyksiä, ratkaistu tietokoneiden luojien toimesta:

Digitaalinen tai analoginen

Peruspäätös tietokonetta suunniteltaessa on sen valinta, onko järjestelmä digitaalinen vai analoginen. Jos digitaaliset tietokoneet toimivat erillisten numeeristen tai symbolisten muuttujien kanssa, analogiset tietokoneet on suunniteltu käsittelemään jatkuvia saapuvia tietovirtoja. Nykyään digitaalisilla tietokoneilla on paljon laajempi sovellusvalikoima, vaikka niiden analogisia vastineita käytetään edelleen joihinkin erityistarkoituksiin. On myös mainittava, että muutkin lähestymistavat ovat mahdollisia tässä, esimerkiksi pulssi- ja kvanttilaskennassa, mutta toistaiseksi ne ovat joko pitkälle erikoistuneita tai kokeellisia ratkaisuja.

Esimerkkejä analogisista tietokoneista yksinkertaisista monimutkaisiin ovat: nomogrammi, diasääntö, astrolabe, oskilloskooppi, televisio, analoginen ääniprosessori, autopilotti, aivot.

Yksinkertaisimpien diskreettien laskimien joukossa tunnetaan abacus tai tavallinen abacus; Monimutkaisin tämäntyyppisistä järjestelmistä on supertietokone.

Numerojärjestelmä

Esimerkki desimaalilukujärjestelmään perustuvasta tietokoneesta on ensimmäinen amerikkalainen tietokone, Mark I.

Tärkein askel kehityksessä tietokone teknologia aloitti siirtymisen numeroiden sisäiseen esittämiseen binäärimuodossa. Tämä on yksinkertaistanut huomattavasti tietokonelaitteiden ja oheislaitteiden suunnittelua. Binäärilukujärjestelmän perustaminen mahdollisti aritmeettisten funktioiden ja loogisten operaatioiden toteuttamisen yksinkertaisemmin.

Siirtyminen binäärilogiikkaan ei kuitenkaan ollut välitön ja ehdoton prosessi. Monet suunnittelijat yrittivät kehittää tietokoneita desimaalilukujärjestelmän perusteella, joka on ihmisille tutumpi. Muitakin on käytetty Rakentavia päätöksiä. Niinpä yksi varhaisista Neuvostoliiton koneista toimi kolminumerojärjestelmän pohjalta, jonka käyttö on monessa suhteessa kannattavampaa ja kätevämpää kuin binäärijärjestelmä (Setun-kolmiotietokoneprojektin kehitti ja toteutti lahjakas Neuvostoliiton insinööri N.P. Brusentsov).

Akateemikko Ya A. Khetagurovin johdolla kehitettiin "erittäin luotettava ja turvallinen ei-binäärisen koodausjärjestelmän mikroprosessori reaaliaikaisille laitteille", jossa käytettiin 1/4 koodausjärjestelmää aktiivisella nollalla.

Kaiken kaikkiaan kuitenkin valinta sisäinen järjestelmä tietojen esittäminen ei muuta tietokoneen toiminnan perusperiaatteita - mikä tahansa tietokone voi jäljitellä mitä tahansa muuta.

Ohjelmien ja tietojen tallentaminen

Laskelmia suoritettaessa on usein tarpeen tallentaa välitiedot myöhempää käyttöä varten. Monien tietokoneiden suorituskyvyn määrää suurelta osin nopeus, jolla ne voivat lukea ja kirjoittaa arvoja muistista. kokonaiskapasiteetti. Aluksi tietokoneen muistiin Käytettiin vain väliarvojen tallentamiseen, mutta pian ehdotettiin, että ohjelmakoodi tallennettaisiin samaan muistiin (von Neumann-arkkitehtuuri, alias "Princeton") tiedon kanssa. Tätä ratkaisua käytetään useimmissa tietokonejärjestelmissä nykyään. Ohjausohjaimille (mikrotietokoneille) ja signaaliprosessoreille osoittautui kuitenkin kätevämmaksi järjestelmä, jossa tiedot ja ohjelmat tallennetaan eri muistiosiin (Harvard-arkkitehtuuri).

PC:n pääosa, mukaan lukien:

elektroniset laitteet, jotka ohjaavat tietokoneen toimintaa (mukaan lukien " prosessori”, ”yhteisprosessori”, ”RAM”, ”ohjaimet” (”sovittimet”), ”väylä”);

virtalähde, joka muuntaa vaihtovirtajännitteen vaaditun alhaisen arvon tasajännitteeksi ja syöttää sen elektroniikkapiireihin ja muihin PC-komponentteihin;

laitteet ulkoinen muisti, joka on suunniteltu ohjelmien ja tietojen kirjoittamiseen ja lukemiseen ja koostuu kiintolevyasemasta (HDD) ja yhdestä tai kahdesta levykeasemasta (FMD).

PC-järjestelmäyksikön rakenne koostuu kotelosta, useista elektroniikkakorteista (ensisijaisesti "järjestelmä" tai "emolevy"), standardoiduista liittimistä (paikat), joustavista moniytimisistä liitäntäkaapeleista, virtakytkimestä ja pienestä määrästä kytkimiä ( painikkeet) tietokoneen käyttötilojen ohjaamiseen.

PC-järjestelmäyksikön kotelo on saatavana seuraavina versioina:

Vaaka (pöytäkone), sis. pienennetyssä (Mini-footprint, Slimline) ja pienikokoisessa versiossa (Ultra-slimline);

Pysty ("torni"), sis. suurennetussa muodossa, sopii asennettavaksi lattialle - "Big Tower", pienikokoinen - "Small Tower" ja keskikokoinen versio - "Medium Tower";

"Kaikki yhdessä" - Pöytäkone, jossa on järjestelmäyksikkö ja näyttö yhdistettynä yhteen koteloon;

Kannettava tai kannettava, mukaan lukien valikoima erilaisia vaihtoehtoja, mukaan lukien "polvisuoja" ja "muistilehtiö" (katso - Kannettava tietokone tai taskukirja). Näissä tapauksissa järjestelmäyksikön kotelo sisältää myös näytön, näppäimistön, ohjauspallon ja joissakin malleissa CD-ROM-aseman

jako nollalla suorituksen yhteydessä

muistivirhe tuloksia kirjoitettaessa

Nykyään ei juuri ole olemassa prosessoreita, jotka suorittavat käskyjä peräkkäin. Ne on korvattu prosessoreilla, jotka suorittavat käskyjä rinnakkain ja jotka muiden tekijöiden ollessa samat tarjoavat paremman suorituskyvyn. Yksinkertaisin prosessori komentojen rinnakkaisella suorittamisella - prosessori, jossa on käskyputki. Käskyputkiprosessori voidaan johtaa peräkkäisprosessorista tekemällä jokainen käskyjakson vaihe riippumattomaksi edellisistä ja myöhemmistä vaiheista.

Tätä varten kunkin vaiheen tulokset, paitsi viimeinen, tallennetaan apumuistielementteihin (rekistereihin), jotka sijaitsevat vaiheiden välissä:

Haun tulos - koodattu komento - tallennetaan rekisteriin, joka sijaitsee haku- ja dekoodausvaiheen välissä

Dekoodauksen tulos - toiminnan tyyppi, operandien arvot, tuloksen osoite - tallennetaan rekistereihin dekoodauksen ja suoritusvaiheen välillä

Suoritustulokset - ehdollisen hypyn ohjelmalaskurin uusi arvo, ALU:ssa laskettu tulos aritmeettinen operaatio ja niin edelleen - tallennetaan rekistereihin suoritusvaiheiden ja tulosten kirjaamisen välillä

Viimeisessä vaiheessa tulokset kirjoitetaan jo rekistereihin ja/tai muistiin, joten apurekistereitä ei tarvita.

Vector keskeytys

Tällä keskeytysjärjestelmän organisoinnilla palvelua pyytänyt laite tunnistaa itsensä käyttämällä keskeytysvektoria - mikrotietokoneen päämuistisolun osoitetta, johon on tallennettu joko keskeytyspalvelun alirutiinin ensimmäinen komento. tästä ajoneuvoyksiköstä, tai tällaisen aliohjelman alun osoite. Siten prosessori, saatuaan keskeytysvektorin, siirtyy välittömästi suorittamaan vaadittua keskeytysprosessointirutiinia. Mikrotietokoneessa, jossa on vektorikeskeytysjärjestelmä, jokaisella tietokoneella on oltava oma keskeytyksen käsittelyrutiini.

Joten miksi ovat moderneja pöytätietokoneet(paitsi tietokoneet Omena) kutsutaan edelleen IBM-yhteensopiviksi, vaikka IBM:n itsensä valmistamien PC-tietokoneiden osuus on melko pieni? Tosiasia on, että vain IBM henkilökohtaisten tietokoneiden tuotannon kynnyksellä tietokonelaitteisto tietokoneversiossaan julisti "avoimen arkkitehtuurin" periaatteen. Tämä tarkoitti, että IBM, toisin kuin muut valmistajat, ei aikonut salata, mitä sen henkilökohtaisessa sisällä oli.
tietokoneita, ja mikä tärkeintä, se kannusti avoimesti muita yrityksiä sekä valmistamaan komponentteja IBM-yhteensopiviin tietokoneisiin että valmistamaan täsmälleen samoja tietokoneita, joita siitä hetkestä lähtien alettiin kutsua IBM-yhteensopiviksi.

Tämän politiikan ansiosta IBM-yhteensopivat tietokoneet valtasivat tiukasti markkinat ja syrjäyttivät täysin kaikki tuolloin saatavilla olevat kilpailijat, joita oli monia: monia
Aivan vahingossa yritykset julkaisivat omia henkilökohtaisia tietokoneitaan, joiden arkkitehtuuri oli kokonaan suljettu - Commodore, Olivetti...

Paradoksi oli kuitenkin se, että annettuaan maailmalle IBM-yhteensopivia tietokoneita, yritys itse menetti nopeasti johtavan asemansa niiden tuotannossa. Hyödyntämällä näiden koneiden täysin avointa ja hyvin dokumentoitua arkkitehtuuria, eri valmistajia alkoivat tuottaa omia modifikaatioita, jotka olivat usein paljon parempia kuin IBM-malleja, minkä seurauksena sellaiset tunnetut yritykset kuin Compaq tulivat areenalle, Hewlett Packard, Acer, Dell ja muut.

Lisäksi arkkitehtuurin avoimuus johti ns. Noname-tietokoneiden syntymiseen, jotka mm lelutietokone, koostuivat täysin erilaisten, ei kovin tunnettujen valmistajien komponenteista. On kuitenkin huomattava, että lähes kaikki ns. merkkitietokoneet on koottu eri yritysten komponenteista. Ja oman tuotemerkin tuovan yrityksen tehtävänä on varmistaa näiden komponenttien valinta ja korkea laadunvalvonta.

On kuitenkin olemassa yksi, täysin erillinen tyyppi henkilökohtaiset tietokoneet, joka ei ole IBM-yhteensopiva. Nämä ovat Applen tietokoneita, joita vain Apple valmistaa. Applen tietokoneita käytetään usein henkilökohtaisina koneina, mutta niiden päätarkoitus on julkaisu ja painatus.