Разделы презентаций


Характеристики ЭВМ

Содержание

Важнейшими характеристиками ЭВМ служат быстродействие и производительность. Эти характеристики сильно связаны, но их не следует смешивать. Быстродействие характеризуется числом определенного типа команд, выполняемых ЭВМ за одну секунду. Производительность - это объем

Слайды и текст этой презентации

Слайд 1Характеристики ЭВМ

Характеристики ЭВМ

Слайд 2Важнейшими характеристиками ЭВМ служат быстродействие и производительность. Эти характеристики сильно

связаны, но их не следует смешивать.

Быстродействие характеризуется числом определенного

типа команд, выполняемых ЭВМ за одну секунду.

Производительность - это объем работ (например, число стандартных программ), выполняемый ЭВМ в единицу времени.

Применительно к ПЭВМ в качестве относительной характеристики быстродействия используют значение тактовой частоты работы микропроцессора.
Важнейшими характеристиками ЭВМ служат быстродействие и производительность. Эти характеристики сильно связаны, но их не следует смешивать. Быстродействие

Слайд 3Другой важнейшей характеристикой ЭВМ является емкость запоминающих устройств. Емкость памяти

измеряется количеством структурных единиц информации, которое может одновременно находиться в

памяти.

Наименьшей структурной единицей информации является бит - одна двоичная цифра. Как правило, емкость памяти оценивается в более крупных единицах измерения - байтах (байт равен восьми битам). Следующими единицами измерения служат
1 Кбайт = 210 байта = 1024 байта,
1 Мбайт = 210 Кбайта = 220 байта,
1 Гбайт = 210 Мбайта = 220 Кбайта = 230 байта.
Обычно отдельно характеризуют емкость оперативной памяти и емкость внешней памяти. Этот показатель очень важен для определения, какие программные пакеты и их приложения могут одновременно обрабатываться в машине.
Другой важнейшей характеристикой ЭВМ является емкость запоминающих устройств. Емкость памяти измеряется количеством структурных единиц информации, которое может

Слайд 4Надежность - это способность ЭВМ при определенных условиях выполнять требуемые

функции в течение заданного периода времени.

Высокая надежность ЭВМ закладывается в

процессе ее производства. Переход на новую элементную базу - сверхбольшие интегральные схемы (СБИС) резко сокращает число используемых интегральных схем, а значит и число их соединений друг с другом.

Хорошо продуманы компоновка компьютера и обеспечение требуемых режимов работы (охлаждение, защита от пыли). Модульный принцип построения позволяет легко проверять и контролировать работу всех устройств, проводить диагностику и устранение неисправностей.
Надежность - это способность ЭВМ при определенных условиях выполнять требуемые функции в течение заданного периода времени.Высокая надежность

Слайд 5Точность - возможность различать почти равные значения. Точность получения результатов

обработки в основном определяется разрядностью ЭВМ, которая в зависимости от

класса ЭВМ может составлять 32, 64 и 128 двоичных разрядов.

Во многих случаях применениях ЭВМ не требуется большой точности, например, при обрабатывании текстов и документов, при управлении технологическими процессами. В этом случае достаточно использовать 8-16-разрядные двоичные коды.
При выполнении же сложных математических расчетов требуется использовать более высокую разрядность 32, 64 и более. Для работы с такими данными используются соответствующие структурные единицы представления информации (байт, слово, двойное слово). Программными способами диапазон представления и обработки данных может быть увеличен в несколько раз, что позволяет достигать очень высокой точности.
Точность - возможность различать почти равные значения. Точность получения результатов обработки в основном определяется разрядностью ЭВМ, которая

Слайд 6Достоверность - свойство информации быть правильно воспринятой.

Достоверность характеризуется вероятностью

получения безошибочных результатов. Заданный уровень достоверности обеспечивается аппаратно-программными средствами контроля

самой ЭВМ.

Возможны методы контроля достоверности путем решения эталонных задач и повторных расчетов. В особо ответственных случаях проводятся контрольные решения на других ЭВМ и сравнение результатов.
Достоверность - свойство информации быть правильно воспринятой. Достоверность характеризуется вероятностью получения безошибочных результатов. Заданный уровень достоверности обеспечивается

Слайд 7Принципы построения ПЭВМ

Принципы построения ПЭВМ

Слайд 8Основные принципы построения ЭЦВМ были сформулированы в 1947 г. Дж.фон-Нейманом

и сохранили свое значение до настоящего времени. Важнейшими из них

являются следующие.

1 принцип

Для хранения информации в ЭВМ служит память, для обработки информации - процессор.
Основные принципы построения ЭЦВМ были сформулированы в 1947 г. Дж.фон-Нейманом и сохранили свое значение до настоящего времени.

Слайд 92 принцип

Иерархическое построение памяти ЭВМ: память состоит из нескольких

запоминающих устройств (ЗУ), различающихся емкостью и быстродействием.

3 принцип

Для

внутреннего хранения и преобразования числовой информации должна использоваться двоичная система счисления. Для характеристики объема информации при этом используется двоичный символ - бит, который может принимать значения: 0 или 1.
2 принцип Иерархическое построение памяти ЭВМ: память состоит из нескольких запоминающих устройств (ЗУ), различающихся емкостью и быстродействием.

Слайд 10При больших объемах и при выполнении специфических машинных операций используются

производные от бита единицы информации:
триада - 3 бита;

тетрада - 4 бита;
байт - 8 бит. Восьмибитная единица информации позволяет закодировать 256 различных символов.

При большом объеме запоминающего устройства применяются производные от байта единицы информации:
1 Кбайт = 1024 байта;
1 Мбайт = 1024 Кбайт;
1 Гбайт = 1024 Мбайт;
1 Тбайт = 1024 Гбайт.
При больших объемах и при выполнении специфических машинных операций используются производные от бита единицы информации: триада -

Слайд 114 принцип

Принцип адресности памяти: вся память разделена на ячейки,

каждая из которых хранит одну единицу информации. Каждая ячейка имеет

свой уникальный номер, который называется ее адресом. При обращении к памяти указывается адрес - т.е. номер ячейки, в которую нужно поместить или из которой нужно прочитать число.

5 принцип

Арифметическое устройство ЭЦВМ должно строиться на основе единых схем для выполнения всех операций. В этом случае не требуется отдельных устройств для выполнения операций сложения, вычитания, умножения, и др., что сокращает объем оборудования и его стоимость.
4 принцип Принцип адресности памяти: вся память разделена на ячейки, каждая из которых хранит одну единицу информации.

Слайд 126 принцип

Принцип программного управления:
работой ЭВМ управляет программа, состоящая

из отдельных команд;
программа размещается вместе с данными в

основной памяти ЭВМ;
каждая команда хранится в отдельной ячейке памяти (или группе смежных ячеек) и имеет свой адрес;
все команды имеют одинаковую структуру. Они состоят из двух частей: кода операции и адресной части. Код операции определяет, какую команду нужно выполнить. Адресная часть определяет, где хранятся операнды - т.е. обрабатываемые данные, и куда необходимо поместить результат операции.
все команды программы выполняются последовательно, команда за командой, в том порядке, как они записаны в памяти ЭВМ.
6 принцип Принцип программного управления: работой ЭВМ управляет программа, состоящая из отдельных команд; программа размещается вместе с

Слайд 13Для организации разветвлений, циклического выполнения участков программы, есть команды, нарушающие

естественный порядок. К ним относятся: безусловная передача управления (или "безусловный

переход"), условная передача управления (т.е. переход, если выполняется заданное условие), обращение к подпрограмме (т.е. "переход с возвратом"), циклические операции.

При явном указании адреса следующей команды реализуется "принудительный" порядок следования команд. Он возможен только если программа размещается в доступной процессору части основной памяти. Поскольку при этом команды (с точки зрения процессора) ничем не отличаются от данных, в процессе выполнения программы ее команды можно изменять (модифицировать), что повышает гибкость программирования и универсальность ЭВМ.
Для организации разветвлений, циклического выполнения участков программы, есть команды, нарушающие естественный порядок. К ним относятся: безусловная передача

Слайд 14Базовая аппаратная конфигурация ПЭВМ

Базовая аппаратная конфигурация ПЭВМ

Слайд 15Персональный компьютер - универсальная техническая система. Его конфигурацию (состав оборудования)

можно гибко изменять по мере необходимости. Тем не менее, существует

понятие базовой конфигурации, которую считают типовой. В таком комплекте компьютер обычно поставляется. Понятие базовой конфигурации может меняться.

В настоящее время в базовой конфигурации рассматривают четыре устройства:

системный блок;
монитор;
клавиатуру;
мышь.
Персональный компьютер - универсальная техническая система. Его конфигурацию (состав оборудования) можно гибко изменять по мере необходимости. Тем

Слайд 16Системный блок

Системный блок

Слайд 17Системный блок представляет собой основной узел, внутри которого установлены наиболее

важные компоненты. Устройства, находящиеся внутри системного блока, называют внутренними, а

устройства, подключаемые к нему снаружи, называют внешними. Внешние дополнительные устройства, предназначенные для ввода, вывода и длительного хранения данных, также называют периферийными.
По внешнему виду системные блоки различаются формой корпуса. Корпуса персональных компьютеров выпускают в горизонтальном (desktop) и вертикальном (tower) исполнении. Корпуса, имеющие вертикальное исполнение, различают по габаритам: полноразмерный (big tower), среднеразмерный (midi tower) и малоразмерный (mini tower). Среди корпусов, имеющих горизонтальное исполнение, выделяют плоские и особо плоские (slim).
Рассмотрим внутренние устройства системного блока.
Системный блок представляет собой основной узел, внутри которого установлены наиболее важные компоненты. Устройства, находящиеся внутри системного блока,

Слайд 18Материнская плата - общие сведения

Материнская плата - общие сведения

Слайд 19Материнская плата - основная плата персонального компьютера. На ней размещаются:

процессор - основная микросхема, выполняющая большинство математических и логических операций;


микропроцессорный комплект (чипсет) - набор микросхем, управляющих работой внутренних устройств компьютера и определяющих основные функциональные возможности материнской платы;
шины - наборы проводников, по которым происходит обмен сигналами между внутренними устройствами компьютера;
оперативная память (оперативное запоминающее устройство, ОЗУ) - набор микросхем, предназначенных для временного хранения данных, когда компьютер включен;
ПЗУ (постоянное запоминающее устройство) - микросхема, предназначенная для длительного хранения данных, в том числе и когда компьютер выключен;
разъемы для подключения дополнительны устройств (слоты).
Материнская плата - основная плата персонального компьютера. На ней размещаются: процессор - основная микросхема, выполняющая большинство математических

Слайд 20Системы, расположенные на материнской плате

Системы, расположенные на материнской плате

Слайд 21Оперативная память

Оперативная память

Слайд 22Оперативная память (RAM — RandomAccess Memory) — это массив кристаллических

ячеек, способных хранить данные.

Существует много различных типов оперативной памяти,

но с точки зрения физического принципа действия различают динамическую память (DRAM) и статическую память (SRAM).

Ячейки динамической памяти (DRAM) можно представить в виде микроконденсаторов, способных накапливать заряд на своих обкладках. Это наиболее распространенный и экономически доступный тип памяти. Недостатки этого типа связаны, во-первых, с тем, что как при заряде, так и при разряде конденсаторов неизбежны переходные процессы, то есть запись данных происходит сравнительно медленно. Второй важный недостаток связан с тем, что заряды ячеек имеют свойство рассеиваться в пространстве, причем весьма быстро.
Оперативная память (RAM — RandomAccess Memory) — это массив кристаллических ячеек, способных хранить данные. Существует много различных

Слайд 23Ячейки статической памяти (SRAM) можно представить как электронные микроэлементы —

триггеры, состоящие из нескольких транзисторов. В триггере хранится не заряд,

а состояние (включен/выключен), поэтому этот тип памяти обеспечивает более высокое быстродействие, хотя технологически он сложнее и, соответственно, дороже.

Микросхемы динамической памяти используют в качестве основной оперативной памяти компьютера.

Микросхемы статической памяти используют в качестве вспомогательной памяти (так называемой кэш-памяти), предназначенной для оптимизации работы процессора.
Ячейки статической памяти (SRAM) можно представить как электронные микроэлементы — триггеры, состоящие из нескольких транзисторов. В триггере

Слайд 24Каждая ячейка памяти имеет свой адрес, который выражается числом.
В

настоящее время в процессорах Intel Pentium и некоторых других принята

32-разрядная адресация, а это означает, что всего независимых адресов может быть 232.
Таким образом, в современных компьютерах возможна непосредственная адресация к полю памяти размером
232 = 4 294 967 296 байт (4,3 Гбайт). Однако это отнюдь не означает, что именно столько оперативной памяти непременно должно быть в компьютере.

Предельный размер поля оперативной памяти, установленной в компьютере, определяется микропроцессорным комплектом (чипсетом) материнской платы и обычно составляет несколько сот Мбайт.

Каждая ячейка памяти имеет свой адрес, который выражается числом. В настоящее время в процессорах Intel Pentium и

Слайд 25Оперативная память в компьютере размещается на стандартных панельках, называемых модулями.

Модули оперативной памяти вставляют в соответствующие разъемы на материнской плате.



Конструктивно модули памяти имеют два исполнения — однорядные (SIMM-модули) и двухрядные (DIMM-модули). На компьютерах с процессорами Pentium однорядные модули можно применять только парами (количество разъемов для их установки на материнской плате всегда четное), а DIMM-модули можно устанавливать по одному.
Оперативная память в компьютере размещается на стандартных панельках, называемых модулями. Модули оперативной памяти вставляют в соответствующие разъемы

Слайд 26Основными характеристиками модулей оперативной памяти являются объем памяти и время

доступа.

SIMM-модули поставляются объемами 4, 8, 16, 32 Мбайт, а

DIMM-модули — 16, 32, 64, 128 Мбайт и более.

Время доступа показывает, сколько времени необходимо для обращения к ячейкам памяти — чем оно меньше, тем лучше. Время доступа измеряется в миллиардных долях секунды (наносекундах, нс). Типичное время доступа к оперативной памяти для SIMM-модулей — 50-70 нс. Для современных DIMM-модулеи оно составляет 7-10 нс.

Основными характеристиками модулей оперативной памяти являются объем памяти и время доступа. SIMM-модули поставляются объемами 4, 8, 16,

Слайд 27Процессор

Процессор

Слайд 28Процессор — основная микросхема компьютера, в которой и производятся все

вычисления.

Конструктивно процессор состоит из ячеек, похожих на ячейки оперативной

памяти, но в этих ячейках данные могут не только храниться, но и изменяться. Внутренние ячейки процессора называют регистрами. Среди регистров процессора есть и такие, которые в зависимости от своего содержания способны модифицировать исполнение команд. На этом и основано исполнение программ.

С остальными устройствами компьютера, и в первую очередь с оперативной памятью, процессор связан несколькими группами проводников, называемых шинами.

Основных шин три: шина данных, адресная шина и командная шина.
Процессор — основная микросхема компьютера, в которой и производятся все вычисления. Конструктивно процессор состоит из ячеек, похожих

Слайд 29Шины

Шины

Слайд 30Адресная шина. У процессоров Intel Pentium адресная шина 32-разрядная, то

есть состоит из 32 параллельных линий. В зависимости от того,

есть напряжение на какой-то из линий или нет, говорят, что на этой линии выставлена единица или ноль. Комбинация из 32 нулей и единиц образует 32-разрядный адрес, указывающий на одну из ячеек оперативной памяти. К ней и подключается процессор для копирования данных из ячейки в один из своих регистров.

Шина данных. По этой шине происходит копирование данных из оперативной памяти в регистры процессора и обратно. В компьютерах, собранных на базе процессоров Intel Pentium, шина данных 64-разрядная, то есть состоит из 64 линий, по которым за один раз на обработку поступают сразу 8 байтов.
Адресная шина. У процессоров Intel Pentium адресная шина 32-разрядная, то есть состоит из 32 параллельных линий. В

Слайд 31Шина команд. Для того чтобы процессор мог обрабатывать данные, ему

нужны команды. Он должен знать, что следует сделать с теми

байтами, которые хранятся в его регистрах.

Эти команды поступают в процессор тоже из оперативной памяти, но не из тех областей, где хранятся массивы данных, а оттуда, где хранятся программы. Команды тоже представлены в виде байтов.

Самые простые команды укладываются в один байт, однако, есть и такие, для которых нужно два, три и более байтов. В большинстве современных процессоров шина команд 32-разрядная, хотя существуют 64-разрядные процессоры и даже 128-разрядные.

Шина команд. Для того чтобы процессор мог обрабатывать данные, ему нужны команды. Он должен знать, что следует

Слайд 32Система команд процессора

Система команд процессора

Слайд 33В процессе работы процессор обслуживает данные, находящиеся в его регистрах,

в поле оперативной памяти, а также данные, находящиеся во внешних

портах процессора.
Часть данных он интерпретирует непосредственно как данные, часть данных — как адресные данные, а часть — как команды.
Совокупность всех возможных команд, которые может выполнить процессор над данными, образует так называемую систему команд процессора. Процессоры, относящиеся к одному семейству, имеют одинаковые или близкие системы команд. Процессоры, относящиеся к разным семействам, различаются по системе команд и невзаимозаменяемы.
В процессе работы процессор обслуживает данные, находящиеся в его регистрах, в поле оперативной памяти, а также данные,

Слайд 34Процессоры с расширенной и сокращенной системой команд

Процессоры с расширенной и сокращенной системой команд

Слайд 35Чем шире набор системных команд процессора, тем сложнее его архитектура,

тем длиннее формальная запись команды (в байтах), тем выше средняя

продолжительность исполнения одной команды, измеренная в тактах работы процессора. Так, например, система команд процессоров Intel Pentium в настоящее время насчитывает более тысячи различных команд. Такие процессоры называют процессорами с расширенной системой команд — CISC-процессорами (CISC — Complex Instruction Set Computing).

В противоположность СISC-процессорам в середине 80-х годов появились процессоры архитектуры RISC с сокращенной системой команд (RISC — Reduced Instruction Set Computing). При такой архитектуре количество команд в системе намного меньше, и каждая из них выполняется намного быстрее.
Чем шире набор системных команд процессора, тем сложнее его архитектура, тем длиннее формальная запись команды (в байтах),

Слайд 36Оборотная сторона сокращенного набора команд состоит в том, что сложные

операции приходится эмулировать далеко не эффективной последовательностью простейших команд сокращенного

набора.

В результате конкуренции между двумя подходами к архитектуре процессоров сложилось следующее распределение их сфер применения:

CISC-процессоры используют в универсальных вычислительных системах;

RISC-npoцеccopы используют в специализированных вычислительных системах или устройствах, ориентированных на выполнение единообразных операций.
Оборотная сторона сокращенного набора команд состоит в том, что сложные операции приходится эмулировать далеко не эффективной последовательностью

Слайд 37Совместимость процессоров

Совместимость процессоров

Слайд 38Если два процессора имеют одинаковую систему команд, то они полностью

совместимы на программном уровне. Это означает, что программа, написанная для

одного процессора, может исполняться и другим процессором.

Процессоры, имеющие разные системы команд, как правило, несовместимы или ограниченно совместимы на программном уровне. Группы процессоров, имеющих ограниченную совместимость, рассматривают как семейства процессоров. Так, например, все процессоры Intel Pentium относятся к так называемому семейству х86. Все эти модели, и не только они, а также многие модели процессоров компаний AMD и Cyrix относятся к семейству х86 и обладают совместимостью по принципу «сверху вниз».

Принцип совместимости «сверху вниз» — это пример неполной совместимости, когда каждый новый процессор «понимает» все команды своих предшественников, но не наоборот.
Если два процессора имеют одинаковую систему команд, то они полностью совместимы на программном уровне. Это означает, что

Слайд 39Основные параметры процессоров

Основные параметры процессоров

Слайд 40Основными параметрами процессоров являются: рабочее напряжение, разрядность, рабочая тактовая частота,

коэффициент внутреннего умножения тактовой частоты и размер кэш-памяти.

Рабочее напряжение процессора

обеспечивает материнская плата, поэтому разным маркам процессоров соответствуют разные материнские платы (их надо выбирать совместно). По мере развития процессорной техники происходит постепенное понижение рабочего напряжения.
Понижение рабочего напряжения позволяет уменьшить расстояния между структурными элементами в кристалле процессора до десятитысячных долей миллиметра, не опасаясь электрического пробоя. Пропорционально квадрату напряжения уменьшается и тепловыделение в процессоре, а это позволяет увеличивать его производительность без угрозы перегрева.
Основными параметрами процессоров являются: рабочее напряжение, разрядность, рабочая тактовая частота, коэффициент внутреннего умножения тактовой частоты и размер

Слайд 41Разрядность процессора показывает, сколько бит данных он может принять и

обработать в своих регистрах за один раз (за один такт).

Современные процессоры семейства Intel Pentium остаются 32-разрядными, хотя и работают с 64-разрядной шиной данных (разрядность процессора определяется не разрядностью шины данных, а разрядностью командной шины).
В основе работы процессора лежит тот же тактовый принцип, что и в обычных часах. Исполнение каждой команды занимает определенное количество тактов. В персональном компьютере тактовые импульсы задает одна из микросхем, входящая в микропроцессорный комплект (чипсет), расположенный на материнской плате. Чем выше частота тактов, поступающих на процессор, тем больше команд он может исполнить в единицу времени, тем выше его производительность.
Разрядность процессора показывает, сколько бит данных он может принять и обработать в своих регистрах за один раз

Слайд 42Первые процессоры х86 могли работать с частотой не выше 4,77

МГц, а сегодня рабочие частоты некоторых процессоров уже превосходят 500

миллионов тактов в секунду (500 МГц).

Тактовые сигналы процессор получает от материнской платы, которая, в отличие от процессора, представляет собой не кристалл кремния, а большой набор проводников и микросхем.
По чисто физическим причинам материнская плата не может работать со столь высокими частотами, как процессор. Сегодня ее предел составляет 100-133 МГц. Для получения более высоких частот в процессоре происходит внутреннее умножение частоты на коэффициент 3; 3,5; 4; 4,5; 5 и более.

Первые процессоры х86 могли работать с частотой не выше 4,77 МГц, а сегодня рабочие частоты некоторых процессоров

Слайд 43Сверхоперативная память

Сверхоперативная память

Слайд 44Обмен данными внутри процессора происходит в несколько раз быстрее, чем

обмен с другими устройствами, например с оперативной памятью.

Для того

чтобы уменьшить количество обращений к оперативной памяти, внутри процессора создают буферную область — так называемую кэш-память. Это как бы «сверхоперативная память».

Когда процессору нужны данные, он сначала обращается в кэш-память, и только если там нужных данных нет, происходит его обращение в оперативную память. Принимая блок данных из оперативной памяти, процессор заносит его одновременно и в кэш-память.
Обмен данными внутри процессора происходит в несколько раз быстрее, чем обмен с другими устройствами, например с оперативной

Слайд 45Нередко кэш-память распределяют по нескольким уровням.

Кэш первого уровня выполняется

в том же кристалле, что и сам процессор, и имеет

объем порядка десятков Кбайт.

Кэш второго уровня находится либо в кристалле процессора, либо в том же узле, что и процессор, хотя и исполняется на отдельном кристалле. Кэш-память первого и второго уровня работает на частоте, согласованной с частотой ядра процессора.

Кэш-память третьего уровня выполняют на быстродействующих микросхемах типа SRAM и размещают на материнской плате вблизи процессора. Ее объемы могут достигать нескольких Мбайт, но работает она на частоте материнской платы.

Нередко кэш-память распределяют по нескольким уровням. Кэш первого уровня выполняется в том же кристалле, что и сам

Слайд 46Микросхема ПЗУ и система BIOS

Микросхема ПЗУ и система BIOS

Слайд 47В момент включения компьютера в его оперативной памяти нет ничего

— ни данных, ни программ, поскольку оперативная память не может

ничего хранить без подзарядки ячеек более сотых долей секунды, но процессору нужны команды, в том числе и в первый момент после включения.

Поэтому сразу после включения на адресной шине процессора выставляется стартовый адрес. Это происходит аппаратно, без участия программ. Процессор обращается по выставленному адресу за своей первой командой и далее начинает работать по программам.

Этот исходный адрес не может указывать на оперативную память, в которой пока ничего нет. Он указывает на другой тип памяти — постоянное запоминающее устройство (ПЗУ).
В момент включения компьютера в его оперативной памяти нет ничего — ни данных, ни программ, поскольку оперативная

Слайд 48Микросхема ПЗУ способна длительное время хранить информацию, даже когда компьютер

выключен.
Программы, находящиеся в ПЗУ, называют «зашитыми» — их записывают

туда на этапе изготовления микросхемы.

Комплект программ, находящихся в ПЗУ, образует базовую систему ввода-вывода (BIOS — Basic Input Output System).

Основное назначение программ этого пакета состоит в том, чтобы проверить состав и работоспособность компьютерной системы и обеспечить взаимодействие с клавиатурой, монитором, жестким диском и дисководом гибких дисков. Программы, входящие в BIOS, позволяют нам наблюдать на экране диагностические сообщения, сопровождающие запуск компьютера, а также вмешиваться в ход запуска с помощью клавиатуры.
Микросхема ПЗУ способна длительное время хранить информацию, даже когда компьютер выключен. Программы, находящиеся в ПЗУ, называют «зашитыми»

Слайд 49Энергонезависимая память CMOS

Энергонезависимая память CMOS

Слайд 50Для того чтобы начать работу с другим оборудованием, программы, входящие

в состав BIOS, должны знать, где можно найти нужные параметры.



Специально для этого на материнской плате есть микросхема «энергонезависимой памяти», по технологии изготовления называемая CMOS.

От оперативной памяти она отличается тем, что ее содержимое не стирается во время выключения компьютера, а от ПЗУ она отличается тем, что данные в нее можно заносить и изменять самостоятельно, в соответствии с тем. какое оборудование входит в состав системы. Эта микросхема постоянно подпитывается от небольшой батарейки, расположенной на материнской плате. Заряда этой батарейки хватает на то, чтобы микросхема не теряла данные, даже если компьютер не будут включать несколько лет.
Для того чтобы начать работу с другим оборудованием, программы, входящие в состав BIOS, должны знать, где можно

Слайд 51В микросхеме CMOS хранятся данные о гибких и жестких дисках,

о процессоре, о некоторых других устройствах материнской платы. Тот факт,

что компьютер четко отслеживает время и календарь (даже и в выключенном состоянии), тоже связан с тем, что показания системных часов постоянно хранятся (и изменяются) в CMOS.

Таким образом, программы, записанные в BIOS, считывают данные о составе оборудования компьютера из микросхемы CMOS, после чего они могут выполнить обращение к жесткому диску, а в случае необходимости и к гибкому, и передать управление тем программам, которые там записаны.

В микросхеме CMOS хранятся данные о гибких и жестких дисках, о процессоре, о некоторых других устройствах материнской

Слайд 52Шинные интерфейсы материнской платы

Связь между всеми собственными и подключаемыми устройствами

материнской платы выполняют ее шины и логические устройства, размещенные в

микросхемах микропроцессорного комплекта (чипсета). От архитектуры этих элементов во многом зависит производительность компьютера.
Шинные интерфейсы материнской платыСвязь между всеми собственными и подключаемыми устройствами материнской платы выполняют ее шины и логические

Слайд 54Историческим достижением компьютеров платформы IBM PC стало внедрение почти двадцать

лет назад архитектуры, получившей статус промышленного стандарта ISA (Industry Standard

Architecture).
Она не только позволила связать все устройства системного блока между собой, но и обеспечила простое подключение новых устройств через стандартные разъемы (слоты).
Пропускная способность шины, выполненной по такой архитектуре, составляет до 5,5 Мбайт/с, но, несмотря на низкую пропускную способность, эта шина продолжает использоваться в некоторых компьютерах для подключения сравнительно «медленных» внешних устройств, например звуковых карт и модемов.
Историческим достижением компьютеров платформы IBM PC стало внедрение почти двадцать лет назад архитектуры, получившей статус промышленного стандарта

Слайд 56Расширением стандарта ISA стал стандарт EISA (Extended ISA), отличающийся увеличенным

разъемом и увеличенной производительностью (до 32 Мбайт/с).
Как и ISA,

в настоящее время данный стандарт считается устаревшим. После 2000 года выпуск материнских плат с разъемами ISA/EISA и устройств, подключаемых к ним, прекращается.
Расширением стандарта ISA стал стандарт EISA (Extended ISA), отличающийся увеличенным разъемом и увеличенной производительностью (до 32 Мбайт/с).

Слайд 58Название интерфейса переводится как локальная шина стандарта VESA (VESA Local

Bus). Понятие «локальной шины» впервые появилось в конце 80-х годов.

Локальная шина, имеющая повышенную частоту, связала между собой процессор и память в обход основной шины.

Впоследствии в эту шину «врезали» интерфейс для подключения видеоадаптера, который тоже требует повышенной пропускной способности, — так появился стандарт VLB, который позволил поднять тактовую частоту локальной шины до 50 МГц и обеспечил пиковую пропускную способность до 130 Мбайт/с.

Основным недостатком интерфейса VLB стало то, что предельная частота локальной шины и, соответственно, ее пропускная способность зависят от числа устройств, подключенных к шине.
Название интерфейса переводится как локальная шина стандарта VESA (VESA Local Bus). Понятие «локальной шины» впервые появилось в

Слайд 60Интерфейс PCI (Peripheral Component Interconnect — стандарт подключения внешних компонентов)

был введен в персональных компьютерах, выполненных на базе процессоров Intel

Pentium. По своей сути это тоже интерфейс локальной шины, связывающей процессор с оперативной памятью, в которую врезаны разъемы для подключения внешних устройств. Для связи с основной шиной компьютера (ISA/ EISA) используются специальные интерфейсные преобразователи — мосты PCI (PCI Bridge). В современных компьютерах функции моста PCI выполняют микросхемы микропроцессорного комплекта (чипсета).

Важным нововведением, реализованным этим стандартом, стала поддержка так называемого режима plug-and-play, впоследствии оформившегося в промышленный стандарт на самоустанавливающиеся устройства.
Интерфейс PCI (Peripheral Component Interconnect — стандарт подключения внешних компонентов) был введен в персональных компьютерах, выполненных на

Слайд 61Его суть состоит в том, что после физического подключения внешнего

устройства к разъему шины PCI происходит обмен данными между устройством

и материнской платой, в результате которого устройство автоматически получает номер используемого прерывания, адрес порта подключения и номер канала прямого доступа к памяти.

С появлением интерфейса РСI и с оформлением стандарта plug-and-play появилась возможность выполнять установку новых устройств с помощью автоматических программных средств — эти функции во многом были возложены на операционную систему.
Его суть состоит в том, что после физического подключения внешнего устройства к разъему шины PCI происходит обмен

Слайд 63Шина PCI, появившаяся в компьютерах на базе процессоров Intel Pentium

как локальная шина, предназначенная для связи процессора с оперативной памятью,

недолго оставалась в этом качестве.
Сегодня она используется только как шина для подключения внешних устройств, а для связи процессора и памяти, начиная с процессора Intel Pentium Pro используется специальная шина, получившая название front Side Bus (FSB).
Частота шины FSB является одним из основных потребительских параметров — именно он и указывается в спецификации материнской платы. Пропускная способность шины FSB при частоте 100 МГц составляет порядка 800 Мбайт/с.
Шина PCI, появившаяся в компьютерах на базе процессоров Intel Pentium как локальная шина, предназначенная для связи процессора

Слайд 65Видеоадаптер — устройство, требующее особенно высокой скорости передачи данных.
Как

при внедрении локальной шины VLB, так и при внедрении локальной

шины PCI видеоадаптер всегда был первым устройством, «врезаемым» в новую шину. Сегодня параметры шины PCI уже не соответствуют требованиям видеоадаптеров, поэтому для них разработана отдельная шина, получившая название AGP (Advanced Graphic Port — усовершенствованный графический порт). Частота этой шины соответствует частоте шины PCI (33 МГц или 66 МГц), но она имеет много более высокую пропускную способность — до 1066 Мбайт/с (в режиме четырехкратного умножения).
Видеоадаптер — устройство, требующее особенно высокой скорости передачи данных. Как при внедрении локальной шины VLB, так и

Слайд 67PCMCIA (Personal Computer Метолу Card International Association — стандарт международной

ассоциации производителей плат памяти для персональных компьютеров).

Этот стандарт определяет

интерфейс подключения плоских карт памяти небольших размеров и используется в портативных персональных компьютерах.
PCMCIA (Personal Computer Метолу Card International Association — стандарт международной ассоциации производителей плат памяти для персональных компьютеров).

Слайд 69USB (Universal Serial Bus — универсальная последовательная магистраль). Это одно

из последних нововведений в архитектурах материнских плат. Этот стандарт определяет

способ взаимодействия компьютера с периферийным оборудованием.
Он позволяет подключать до 256 различных устройств, имеющих последовательный интерфейс.
Удобство шины состоит в том, что она практически исключает конфликты между различным оборудованием, позволяет подключать и отключать устройства в «горячем режиме» (не выключая компьютер) и позволяет объединять несколько компьютеров в простейшую локальную сеть без применения специального оборудования и программного обеспечения.
USB (Universal Serial Bus — универсальная последовательная магистраль). Это одно из последних нововведений в архитектурах материнских плат.

Слайд 70Функции микропроцессорного комплекта (чипсета)

Функции микропроцессорного комплекта (чипсета)

Слайд 71Параметры микропроцессорного комплекта (чипсета) в наибольшей степени определяют свойства и

функции материнской платы.

В настоящее время большинство чипсетов материнских плат

выпускаются на базе двух микросхем, получивших название «северный мост» и «южный мост».

«Северный мост» управляет взаимосвязью четырех устройств: процессора, оперативной памяти, порта AGP и шины PCI. Поэтому его также называют четырехпортовым контроллером.

«Южный мост» называют также функциональным контроллером. Он выполняет функции контроллера жестких и гибких дисков, функции моста ISA — PCI, контроллера клавиатуры, мыши, шины USB и т. п.
Параметры микропроцессорного комплекта (чипсета) в наибольшей степени определяют свойства и функции материнской платы. В настоящее время большинство

Обратная связь

Если не удалось найти и скачать доклад-презентацию, Вы можете заказать его на нашем сайте. Мы постараемся найти нужный Вам материал и отправим по электронной почте. Не стесняйтесь обращаться к нам, если у вас возникли вопросы или пожелания:

Email: Нажмите что бы посмотреть 

Что такое TheSlide.ru?

Это сайт презентации, докладов, проектов в PowerPoint. Здесь удобно  хранить и делиться своими презентациями с другими пользователями.


Для правообладателей

Яндекс.Метрика