ТЕМА: АРХИТЕКТУРА ПЕРСОНАЛЬНЫХ КОМПЬЮТЕРОВ IBM PC
П Л А Н
ВВЕДЕНИЕ
1. ОСНОВНЫЕ БЛОКИ IBM PC
2.ДОПОЛНИТЕЛЬНЫЕ УСТРОЙСТВА
3.ЛОГИЧЕСКОЕ УСТРОЙСТВО КОМПЬЮТЕРА
4
Введение
Распространение персональных компьютеров к концу
70-х го-
дов привело к некоторому снижению спроса на большие ЭВМ и
мини
ЭВМ.Это стало предметом серьезного беспокойства
фирмы IBM
(International Bussines Machines Corporation)
- ведущей компа-
нии по производству больших ЭВМ,и в 1979 году фирма IBM
решила
попробовать свои силы на рынке персональных компьютеров.
Однако руководство фирмы недооценило будущую
важность
этого рынка и рассматривало создание компьютера всего
лишь как
мелкий эксперимент - что-то вроде одной из десятков
проводив-
шихся в фирме работ по созданию нового
оборудования.Чтобы не
тратить на этот эксперимент слишком много
денег,руководство
фирмы предоставило подразделению ,ответственному за
данный
проект,невиданную в фирме свободу.В частности,ему было
разре-
шено не конструировать персональный компьютер
"с нуля",а
использовать блоки,изготовленные другими фирмами.И это
подраз-
деление сполна использовало предоставленный шанс.
Прежде всего,в качестве основного микропроцессора
компь-
ютера был выбран новейший тогда 16-разрядный
микропроцессор
Intel-8088.Его использование позволило значительно
увеличить
потенциальные возможности компьютера,так как новый микропро-
цессор позволял работать с 1 Мбайтом памяти,а все
имевшиеся
тогда компьютеры были ограничены 64 Кбайтами.В компьютере
были
использованы и другие комплектующие различных фирм,а его
прог-
раммное обеспечение было поручено разработать небольшой
фирме
Microsoft.
В августе 1981 года новый компьютер под названием
IBM PC
был официально представлен публике и вскоре после
этого он
приобрел большую популярность у пользователей.Через
один-два
года компьютер IBM PC занял ведущее место на
рынке,вытеснив
модели 8-битовых компьютеров.Фактически IBM PC стал
стандартом
персонального компьютера.Сейчас такие компьютеры
("совместимые
с IBM PC") составляют около 90% всех
производимых в мире
персональных компьютеров.
ОСНОВНЫЕ БЛОКИ IBM PC
Обычно персональные компьютеры IBM PC состоят из
трех
частей (блоков) :
# системного блока;
# клавиатуры,позволяющей вводить символы в
компьютер;
# монитора (или дисплея) - для изображения
текстовой и
графической информации.
Компьютеры выпускаются и в портативном варианте - в
"на-
коленном" (лэптор) или "блокнотом"
(ноутбук) исполнении.Здесь
системный блок,монитор и клавиатура заключены в один
кор-
пус:системный блок спрятан под клавиатурой,а монитор
сделан
как крышка к клавиатуре.
Хотя из этих частей компьютера системный блок
выглядит
наименее эффектно,именно он является в компьютере
"главным".В
нем располагаются все основные узлы компьютера:
# электронные схемы,управляющие работой компьютера
(мик-
ропроцессор,оперативная память,контроллеры
устройства и
т.д.);
# блок питания,преобразующий электропитание сети в
посто-
янный ток низкого напряжения,подаваемый на
электронные
схемы компьютера;
# накопители (или дисководы) для гибких
магнитных
дисков,используемые для чтения и записи на гибкие
маг-
нитные диски (дискеты);
# накопитель на жестом магнитном
диске,предназначенный
для чтения и записи на несъемный жесткий магнитный
диск
(винчестер).
ДОПОЛНИТЕЛЬНЫЕ УСТРОЙСТВА
К системному блоку компьютера IBM PC можно
подключать
различные устройства ввода-вывода информации,расширяя
тем са-
мым его функциональные возможности.Многие устройства
подсоеди-
няются через специальные гнезда (разъемы),находящиеся
обычно
на задней стенке системного блока компьютера.Кроме
монитора и
клавиатуры,такими устройствами являются:
# принтер - для вывода на печать текстовой и
графической
информации;
# мышь - устройство,облегчающее ввод информации в
компь-
ютер;
# джойстик - манипулятор в виде укрепленной на
шарнире
ручки с кнопкой,употребляется в
основном
для компьютерных игр;
# а также другие устройства.
Некоторые устройства могут вставляться внутрь
системного
блока компьютера,например:
# модем - для обмена информацией с другими компьютерами
через телефонную сеть;
# факс-модем - сочетает возможность модема и
телефакса;
# стример - для хранения данных на магнитной ленте.
Некоторые устройства,например,многие разновидности
скане-
ров (приборов для ввода рисунков и текстов в
компь-
ютер),используют смешанный способ подключения:в системный
блок
компьютера вставляется только электронная плата
(контрол-
лер),управляющая работой устройства,а само устройство
подсое-
диняется к этой плате кабелем.
ЛОГИЧЕСКОЕ УСТРОЙСТВО КОМПЬЮТЕРА
МИКРОПРОЦЕССОР.Самым главным элементом в
компьютере,его
"мозгом",является микропоцессор - небольшая (в
несколько сан-
тиметров) электронная схема,выполняющая все вычисления и
обра-
ботку информации.Микропроцессор умеет производить сотни
раз-
личных операций и делает это со скоростью в несколько
десятков
или даже сотен миллионов операций в секунду.В компьютерах
типа
IBM PC используются микропроцессоры фирмы Intel,а также
сов-
местимые с ними микропроцессоры других фирм
(AMD,Cyrix,IBM и
др.).
СОПРОЦЕССОР.В тех случаях,когда на компьютере
приходится
выполнять много математических вычислений (например,в
инженер-
ных расчетах),к основному микропроцессору добавляют
математи-
ческий сопроцессор.Он помогает основному
микропроцессору вы-
полнять математические операции над вещественными
числами.Но-
вейшие микропроцессоры фирмы Intel (80486 и Pentium) сами
уме-
ют выполнять операции над вещественными числами,так
что для
них сопроцессоры не требуются.
ОПЕРАТИВНАЯ ПАМЯТЬ.Следующим очень важным
элементом
компьютера является оперативная память.Именно из нее
процессор
и сопроцессор берут программы и исходные данные для
обработ-
ки,в нее они записывают полученные результаты.Название
"опера-
тивная" эта память получила потому,что она
работает очень
быстро,так что процессору не приходится ждать при чтении
дан-
ных из памяти или записи в память.Однако содержащиеся
в ней
данные сохраняются только пока компьютер включен,при
выключе-
нии компьютера содержимое оперативной памяти
стирается (за
исключением,о которых говорится ниже).
КОНТРОЛЛЕРЫ И ШИНА.Чтобы компьютер мог
работать,необходи-
мо,чтобы в его оперативной памяти находились программа и
дан-
ные.А попадают они туда из различных устройств
компьютера -
клавиатуры,дисководов для магнитных дисков и
т.д.Обычно эти
устройства называют внешними,хотя некоторые из них могут
нахо-
диться не снаружи компьютера,а встраиваться внутрь
системного
блока,как это описывалось выше.Результаты выполнения
программ
выводятся на внешние устройства - монитор,диски,принтер и
т.д.
Таким образом,для работы компьютера необходим
обмен ин-
формацией между оперативной памятью и внешними
устройства-
ми.Такой обмен называется вводом-выводом.Но этот обмен не
про-
исходит непосредственно:между любым внешним устройством и
опе-
ративной памятью в компьютере имеются целых два
промежуточных
звена :
1.Для каждого внешнего устройства в компьютере
имеется
электронная схема,которая им управляет. Эта схема
называется
контроллером,или адаптером.Некоторые контроллеры
(напри-
мер,контроллер дисков) могут управлять сразу несколькими
уст-
ройствами.
2.Все контроллеры и адаптеры взаимодействуют с
микропро-
цессором и оперативной памятью через системную
магистраль пе-
редачи данных,которую в просторечии обычно называют
шиной.
ЭЛЕКТРОННЫЕ ПЛАТЫ.Для упрощения подключения
устройств
электронные схемы IBM PC состоят из нескольких
модулей -
электронных плат.На основной плате компьютера -
системной,или
материнской,плате - обычно располагаются основной
микропро-
цессор,сопроцессор,оперативная память и
шина.Схемы,управляющие
внешними устройствами компьютера (контроллеры или
адапте-
ры),находятся на отдельных платах,вставляющихся в
унифициро-
ванные разъемы (слоты) на материнской плате.Через эти
разъемы
контроллеры устройств подключаются непосредственно к
системной
магистрали передачи данных в компьютере - шине.Таким
обра-
зом,наличие свободных разъемов шины обеспечивает
возможность
добавления к компьютеру новых устройств.Чтобы заменить
одно
устройство другим (например,устаревший адаптер монитора
на но-
вый),надо просто вынуть соответствующую плату из
разъема и
вставить вместо нее другую.Несколько сложнее
осуществляется
замена самой материнской платы.
БЛОК - СХЕМА. 4На блок-схеме контроллер
клавиатуры обы 0ч 4но
4находится на системной плате,поскольку
это упрощает
4изготовление компьютера.Иногда на системной плате
размещаются
4и контроллеры других устройств.
4КОНТРОЛЛЕРЫ ПОРТОВ ВВОДА - ВЫВОДА.Одним из
контроллеров ,
4которые присутствуют почти в каждом
компьютере,является
4контроллер портов ввода-вывода.Эти порты
бывают следующих
4типов:
4# параллельные (обозначаемые LPT1-LPT4),к ним
обыкновенно
подключаются принтеры;
4# асинхронные последовательные (обозначаемые
СОМ1-СОМ3).
Через них обычно подсоединяются мышь,модем и т.д.
4# игровой порт - для подключения джойстика.
4Некоторые устройства могут
подключаться и к
4параллельным,и к последовательным
портам.Параллельные порты
4выполняют ввод
и вывод с
большей
скоростью,чем
4последовательные (за счет использования
большего числа
4проводов в кабеле).
4МИКРОПРОЦЕССОР
4Микропроцессор является
"мозгом" компьютера. Он
4осуществляет выполнение программ,работающих на
компьютере,и
4управляет работой остальных устройств
компьютера.Скорость его
4работы во многом определяет быстродействие
компьютера.В IBM PC
4используются микропроцессоры,разработанные
фирмой Intel,а
4иногда - совместимые с ними микропроцессоры
других фирм.
4ХАРАКТЕРИСТИКИ
МИКРОПРОЦЕССОРОВ.Микропроцессоры 0отлича-
ют 4ся друг от друга двумя характеристиками:типом
0(моделью) и
так 4товой частотой.Наиболее распространены модели
0Intel - 8088,
480286,80386SX,80386,80486 и Pentium, они
приведены в 0порядке
4возрастания производительности и цены.Одинаковые
0модели мик-
ропроцессоров могут иметь разную тактовую частоту- чем
выше
тактовая частота,тем выше производительность и цена
микропро-
цессора.
ТАКТОВАЯ ЧАСТОТА указывает,сколько элементарных
операций
(тактов) микропроцессор выполняет в одну
секунду.Тактовая
частота измеряется в мегагерцах (МГц).Следует
заметить,что
разные модели микропроцессоров выполняют одни и те же
операции
(например,сложение или умножение) за разное число
тактов.Чем
выше модель микропроцессора,тем,как правило,меньше тактов
тре-
буется для выполнения одних и тех же
операций.Поэтому,напри-
мер,микропроцессор Intel-80386 работает раза в два
быстрее
Intel-80286 с такой же тактовой частотой.
МОДЕЛИ МИКРОПРОЦЕССОРОВ.Исходный вариант
компьютера IBM
PC и модель IBM PC ХТ использовали микропроцессор
Intel-8088.В
начале 80-х годов эти микропроцессоры выпускались с
тактовой
частотой 4,77 МГц,затем были созданы модели с тактовой
часто-
той 12 МГц (т.е. новые модели работают в 1,7-2,1 раза
быст-
рее).Модели с увеличенной производительностью (тактовой
часто-
той) иногда называются Turbo-ХТ.Сейчас микропроцессоры
типа
Intel-8088 производятся в небольших количества,и для
использо-
вания не в компьютерах,а в различных специализированных
уст-
ройствах.
Модель IBM PC АТ использует более мощный
микропроцессор
Intel-80286,и ее производительность приблизительно в 4-5
раз
больше,чем у IBM PC ХТ.Исходные варианты IBM PC АТ
работали на
Главная
Файлы & Ссылки
Информация
