Архитектура IBM PC - OXFORDST.RU

Архитектура IBM PC

Архитектура и процессоры персональных компьютеров

Как уже отмечалось, персональный компьютер представляет собой наиболее развитый вид микропроцессорных систем. На основе персональных компьютеров можно строить самые сложные контрольно-измерительные, управляющие , вычислительные и информационные системы . Имеющиеся в персональном компьютере аппаратные и программные средства делают его универсальным инструментом для самых разных задач.

В случае вычислительных и информационных систем персональный компьютер не нуждается в подключении нестандартной аппаратуры, все сводится к подбору или написанию необходимого программного обеспечения. В случае же контрольно-измерительных и управляющих систем персональный компьютер оснащается набором инструментов для сопряжения с внешними устройствами и соответствующими программными средствами. Во многих случаях строить систему на основе персонального компьютера оказывается гораздо проще, быстрее и даже дешевле, чем проектировать ее с нуля на базе какого-то микропроцессора, микропроцессорного комплекта или микроконтроллера .

Конечно, в большинстве случаев система на основе персонального компьютера оказывается сильно избыточной, это плата за универсальность . Но в то же время один и тот же компьютер может решать самые разнообразные задачи. Например, в системе управления технологическими процессами или научными установками он может математически моделировать происходящие процессы, выдавать в реальном времени управляющие сигналы, принимать в реальном времени ответные сигналы, накапливать информацию, обрабатывать ее, обмениваться информацией с другими компьютерами и т.д. Развитый интерфейс пользователя (видеомонитор, полноразмерная клавиатура, мышь ) делают работу с персональным компьютером комфортной и эффективной. А стоимость персональных компьютеров вследствие большого объема выпуска постоянно снижается. Поэтому их использование не только удобно, но и экономически выгодно.

Но чтобы грамотно и полноценно использовать персональный компьютер в составе любых систем, надо иметь представление о его архитектуре , об основных принципах построения, об устройствах, входящих в его состав, наконец, о внешних интерфейсах.

7.1. Архитектура персонального компьютера

Персональный компьютер типа IBM PC имеет довольно традиционную архитектуру микропроцессорной системы и содержит все обычные функциональные узлы: процессор , постоянную и оперативную память , устройства ввода/вывода, системную шину, источник питания (рис.7.1). Основные особенности архитектуры персональных компьютеров сводятся к принципам компоновки аппаратуры, а также к выбранному набору системных аппаратных средств.

Функции основных узлов компьютера следующие:

  • Центральный процессор — это микропроцессор со всеми необходимыми вспомогательными микросхемами, включая внешнюю кэш -память и контроллер системной шины. (О кэш -памяти подробнее будет рассказано в следующих разделах). В большинстве случаев именно центральный процессор осуществляет обмен по системной шине.
  • Оперативная память может занимать почти все адресуемое пространство памяти процессора. Однако чаще всего ее объем гораздо меньше. В современных персональных компьютерах стандартный объем системной памяти составляет, как правило, от 64 до 512 Мбайт. Оперативная память компьютера выполняется на микросхемах динамической памяти и поэтому требует регенерации.
  • Постоянная память (ROM BIOS — Base Input/Output System) имеет небольшой объем (до 64 Кбайт), содержит программу начального запуска, описание конфигурации системы, а также драйверы (программы нижнего уровня) для взаимодействия с системными устройствами .
  • Контроллер прерываний преобразует аппаратные прерывания системной магистрали в аппаратные прерывания процессора и задает адреса векторов прерывания. Все режимы функционирования контроллера прерываний задаются программно процессором перед началом работы.
  • Контроллер прямого доступа к памяти принимает запрос на ПДП из системной магистрали, передает его процессору, а после предоставления процессором магистрали производит пересылку данных между памятью и устройством ввода/вывода. Все режимы функционирования контроллера ПДП задаются программно процессором перед началом работы. Использование встроенных в компьютер контроллеров прерываний и ПДП позволяет существенно упростить аппаратуру применяемых плат расширения.
  • Контроллер регенерации осуществляет периодическое обновление информации в динамической оперативной памяти путем проведения по шине специальных циклов регенерации. На время циклов регенерации он становится хозяином (задатчиком) шины.
  • Перестановщик байтов данных помогает производить обмен данными между 16-разрядным и 8-разрядным устройствами, пересылать целые слова или отдельные байты.
  • Часы реального времени и таймер-счетчик — это устройства для внутреннего контроля времени и даты, а также для программной выдержки временных интервалов, программного задания частоты и т.д.
  • Системные устройства ввода/вывода — это те устройства, которые необходимы для работы компьютера и взаимодействия со стандартными внешними устройствами по параллельному и последовательному интерфейсам . Они могут быть выполнены на материнской плате, а могут располагаться на платах расширения.
  • Платы расширения устанавливаются в слоты (разъемы) системной магистрали и могут содержать оперативную память и устройства ввода/вывода. Они могут обмениваться данными с другими устройствами на шине в режиме программного обмена, в режиме прерываний и в режиме ПДП . Предусмотрена также возможность захвата шины, то есть полного отключения от шины всех системных устройств на некоторое время.

Важная особенность подобной архитектуры — ее открытость, то есть возможность включения в компьютер дополнительных устройств, причем как системных устройств , так и разнообразных плат расширения. Открытость предполагает также возможность простого встраивания программ пользователя на любом уровне программного обеспечения компьютера.

Первый компьютер семейства, получивший широкое распространение, IBM PC XT, был выполнен на базе оригинальной системной магистрали PC XT- Bus . В дальнейшем (начиная с IBM PC AT) она была доработана до магистрали, ставшей стандартной и получившей название ISA ( Industry Standard Architecture ). До недавнего времени ISA оставалась основой компьютера. Однако, начиная с появления процессоров i486 (в 1989 году), она перестала удовлетворять требованиям производительности, и ее стали дублировать более быстрыми шинами: VLB ( VESA Local Bus ) и PCI ( Peripheral Component Interconnect bus ) или заменять совместимой с ISA магистралью EISA ( Enhanced ISA ). Постепенно шина PCI вытеснила конкурентов и стала фактическим стандартом, а начиная с 1999 года в новых компьютерах рекомендуется полностью отказываться от магистрали ISA , оставляя только PCI . Правда, при этом приходится отказываться от применения плат расширения, разработанных за долгие годы для подключения к магистрали ISA .

Другое направление совершенствования архитектуры персонального компьютера связано с максимальным ускорением обмена информацией с системной памятью. Именно из системной памяти компьютер читает все исполняемые команды, и в системной же памяти он хранит данные. То есть больше всего обращений процессор совершает именно к памяти. Ускорение обмена с памятью приводит к существенному ускорению работы всей системы в целом. Но при использовании для обмена с памятью системной магистрали приходится учитывать скоростные ограничения магистрали. Системная магистраль должна обеспечивать сопряжение с большим числом устройств, поэтому она должна иметь довольно большую протяженность; она требует применения входных и выходных буферов для согласования с линиями магистрали. Циклы обмена по системной магистрали сложны, и ускорять их нельзя. В результате существенного ускорения обмена процессора с памятью по магистрали добиться невозможно.

Разработчиками был предложен следующий подход. Системная память подключается не к системной магистрали, а к специальной высокоскоростной шине, находящейся «ближе» к процессору, не требующей сложных буферов и больших расстояний. В таком случае обмен с памятью идет с максимально возможной для данного процессора скоростью, и системная магистраль не замедляет его. Особенно актуальным это становится с ростом быстродействия процессора (сейчас тактовые частоты процессоров персональных компьютеров достигают 1—3 ГГц).

Таким образом, структура персонального компьютера из одношинной, применявшейся только в первых компьютерах, становится трехшинной (рис. 7.2).

Назначение шин следующее:

  • к локальной шине подключаются центральный процессор и кэш -память (быстрая буферная память );
  • к шине памяти подключается оперативная и постоянная память компьютера , а также контроллер системной шины;
  • к системной шине (магистрали) подключаются все остальные устройства компьютера.

Все три шины имеют адресные линии, линии данных и управляющие сигналы. Но состав и назначение линий этих шин не совпадают между собой, хотя они и выполняют одинаковые функции. С точки зрения процессора, системная шина ( магистраль ) в системе всего одна, по ней он получает данные и команды и передает данные как в память , так и в устройства ввода/вывода.

Временные задержки между системной памятью и процессором в данном случае минимальны, так как локальная шина и шина памяти соединены только простейшими быстродействующими буферами. Еще меньше задержки между процессором и кэш -памятью, подключаемой непосредственно к локальной шине процессора и служащей для ускорения обмена процессора с системной памятью.

Если в компьютере применяются две системные шины, например, ISA и PCI , то каждая из них имеет свой собственный контроллер шины, и работают они параллельно, не влияя друг на друга. Тогда получается уже четырехшинная, а иногда и пятишинная структура. Пример такой структуры компьютера приведен на рис. 7.3.

В наиболее распространенных настольных компьютерах класса Desk-top в качестве конструктивной основы используется системная или материнская плата ( motherboard ), на которой располагаются все основные системные узлы компьютера, а также несколько разъемов (слотов) системной шины для подключения дочерних плат — плат расширения (интерфейсных модулей, контроллеров, адаптеров). Как правило, современные системные платы допускают замену процессора, выбор его тактовой частоты, замену и наращивание оперативной памяти, выбор режимов работы других узлов.

На системной плате сейчас обычно располагаются также основные средства внешнего интерфейса, служащие для присоединения как встроенных устройств (например, дисковых носителей), так и внешних устройств компьютера (например, клавиатуры, мыши, принтера, сканера, модема). Для подключения видеомонитора, как правило, используется специальная плата расширения ( контроллер дисплея), вставляемая в один из слотов. Это позволяет заменять ее более мощной при необходимости установки нового монитора.

Читайте также  Нервно-мышечные нарушения голоса и речи

Отметим, что для получающих все более широкое распространение портативных персональных компьютеров класса ноутбуков ( notebook ) применяются несколько иные конструктивные решения. В частности, в них отсутствуют слоты расширения системной шины, а практически все узлы компьютера выполняются на одной плате. Но мы в основном будем говорить о компьютерах типа desktop (настольных), так как именно они наиболее приспособлены для построения сложных систем, допускают довольно простую модернизацию ( upgrade ) и настройку на конкретные нужды пользователя.

Архитектура IBM PC (стр. 1 из 3)

Высшего профессионального образования

Реферат по информатике

«Архитектура IBM PC».

Выполнила студентка 133 группы

Смирнова Полина Сергеевна

Сметкина Ольга Михайловна.

1.Введение

Общие сведения и типы архитектур компьютеров.

Архитектура компьютера — логическая организация и структура аппаратных и программных ресурсов вычислительной системы. Архитектура заключает в себе требования к функциональности и принципы организации основных узлов ЭВМ.

Архитектура персонального компьютера это компоновка его основных частей, таких как процессор, ОЗУ, видеоподсистема, дисковая система, периферийные устройства и устройства ввода-вывода.

В настоящее время наибольшее распространение получили 2 типа архитектуры: принстонская (фон Неймана) и гарвардская. Обе они выделяют 2 основных узла ЭВМ: центральный процессор и память компьютера. Различие заключается в структуре памяти: в принстонской архитектуре программы и данные хранятся в одном массиве памяти и передаются в процессор по одному каналу, тогда как гарвардская архитектура предусматривает отдельные хранилища и потоки передачи для команд и данных.

Гарвардская архитектура — архитектура ЭВМ, отличительным признаком которой является раздельное хранение и обработка команд и данных. Архитектура была разработана Говардом Эйкеном в конце 1930-х годов в Гарвардском университете.

В 30-х годах правительство США поручило Гарвардскому и Принстонскому университетам разработать архитектуру компьютера для военно-морской артиллерии. Победила разработка Принстонского университета (более известная как архитектура фон Неймана, названная так по имени разработчика, первым предоставившего отчет об архитектуре), так как она была проще в реализации. Гарвардская архитектура не использовалась вплоть до конца 70-х годов.

Классическая гарвардская архитектура

Типичные операции (сложение и умножение) требуют от любого вычислительного устройства нескольких действий: выборку двух операндов, выбор инструкции и её выполнение, и, наконец, сохранение результата. Идея, реализованная Эйкеном, заключалась в физическом разделении линий передачи команд и данных. В первом компьютере Эйкена «Марк I» для хранения инструкций использовалась перфорированная лента, а для работы с данными — электромеханические регистры. Это позволяло одновременно пересылать и обрабатывать команды и данные, благодаря чему значительно повышалось общее быстродействие.

Модифицированная гарвардская архитектура

Соответствующая схема реализации доступа к памяти имеет один очевидный недостаток — высокую стоимость. При разделении каналов передачи адреса и данных на кристалле процессора последний должен иметь почти в два раза больше выводов (т.к. шины адреса и данных составляют основную часть выводов микропроцессора). Способом решения этой проблемы стала идея использовать общую шину данных и шину адреса для всех внешних данных, а внутри процессора использовать шину данных, шину команд и две шины адреса. Такую концепцию стали называть модифицированной Гарвардской архитектурой.

Такой подход применяется в современных сигнальных процессорах. Еще дальше по пути удешевления стоимости пошли при создании однокристалльных ЭВМ — микроконтроллеров. В них одна шина адреса и данных применяется и внутри кристалла.

Разделение шин в модифицированной Гарвардской структуре осуществляется при помощи раздельных управляющих сигналов: чтения, записи или выбора области памяти.

Расширенная гарвардская архитектура

Часто требуется выбрать три составляющие : два операнда и инструкцию (в алгоритмах цифровой обработки сигналов это наиболее распространенная задача в БПФ и КИХ, БИХ фильтрах). Для этого существует кэш-память. В ней может храниться инструкция — следовательно, обе шины остаются свободными и появляется возможность передать два операнда одновременно. Использование кэш-памяти вместе с разделёнными шинами получило название «Super Harvard Architecture» («SHARC») — расширенная Гарвардская архитектура.

Примером могут служить процессоры «Analog Devices»:

ADSP-21xx — модифицированная Гарвардская Архитектура, ADSP-21xxx(SHARC) — расширенная Гарвардская Архитектура.

Архитектура фон Неймана (англ. Von Neumann architecture) — широко известный принцип совместного хранения программ и данных в памяти компьютера. Вычислительные системы такого рода часто обозначают термином «Машина фон Неймана», однако, соответствие этих понятий не всегда однозначно. В общем случае, когда говорят об архитектуре фон Неймана, подразумевают физическое отделение процессорного модуля от устройств хранения программ и данных.

Наличие заданного набора исполняемых команд и программ было характерной чертой первых компьютерных систем. Сегодня подобный дизайн применяют с целью упрощения конструкции вычислительного устройства. Так, настольные калькуляторы, в принципе, являются устройствами с фиксированным набором выполняемых программ. Их можно использовать для математических расчётов, но невозможно применить для обработки текста и компьютерных игр, для просмотра графических изображений или видео. Изменение встроенной программы для такого рода устройств требует практически полной их переделки, и в большинстве случаев невозможно. Впрочем, перепрограммирование ранних компьютерных систем всё-таки выполнялось, однако требовало огромного объёма ручной работы по подготовке новой документации, перекоммутации и перестройки блоков и устройств и т. п.

Всё изменила идея хранения компьютерных программ в общей памяти. Ко времени её появления использование архитектур, основанных на наборах исполняемых инструкций, и представление вычислительного процесса как процесса выполнения инструкций, записанных в программе, чрезвычайно увеличило гибкость вычислительных систем в плане обработки данных. Один и тот же подход к рассмотрению данных и инструкций сделал лёгкой задачу изменения самих программ.

Принципы фон Неймана

В 1946 году группа учёных во главе с Джоном фон Нейманом (Герман Голдстайн, Артур Беркс) опубликовали статью «Предварительное рассмотрение логической конструкции Электронно-вычислительного устройства». В статье обосновывалось использование двоичной системы для представления данных в ЭВМ (преимущественно для технической реализации, простота выполнения арифметических и логических операций. До этого машины хранили данные в десятеричном виде) [1] , выдвигалась идея использования программами общей памяти. Имя фон Неймана было достаточно широко известно в науке того времени, что отодвинуло на второй план его соавторов, и данные идеи получили название «Принципы фон Неймана».

1. Принцип использования двоичной системы счисления для представления данных и команд.

2. Принцип программного управления.

Программа состоит из набора команд, которые выполняются процессором друг за другом в определенной последовательности.

3. Принцип однородности памяти.

Как программы (команды), так и данные хранятся в одной и той же памяти (и кодируются в одной и той же системе счисления — чаще всего двоичной). Над командами можно выполнять такие же действия, как и над данными.

4. Принцип адресуемости памяти.

Структурно основная память состоит из пронумерованных ячеек; процессору в произвольный момент времени доступна любая ячейка.

5. Принцип последовательного программного управления

Все команды располагаются в памяти и выполняются последовательно, одна после завершения другой.

6. Принцип условного перехода.

Компьютеры, построенные на этих принципах, относят к типу фоннеймановских.

В середине 1940-х проект компьютера, хранящего свои программы в общей памяти был разработан в Муровской школе электрических разработок (англ. The Moore School of Electrical Engineering) в Университете штата Пенсильвания (англ. The University of Pennsylvania). Подход, описанный в этом документе, стал известен как архитектура фон Неймана, по имени единственного из названных авторов проекта Джона фон Неймана, хотя на самом деле авторство проекта было коллективным. Архитектура фон Неймана решала проблемы, свойственные компьютеру «ЭНИАК», который создавался в то время, за счёт хранения программы компьютера в его собственной памяти. Информация о проекте стала доступна другим исследователям вскоре после того, как в 1946 году было объявлено о создании «Эниака». По плану предполагалось осуществить проект силами Муровской школы в машине EDVAC, однако до 1953 года EDVAC не был запущен из-за технических трудностей в создании надёжной компьютерной памяти. Другие научно-исследовательские институты, получившие копии проекта, сумели решить эти проблемы гораздо раньше группы разработчиков из Муровской школы и реализовали их в собственных компьютерных системах. Первыми 5 компьютерами, в которых были реализованы основные особенности архитектуры фон Неймана, были:

«Манчестерский Марк I». Прототип («Манчестерское дитя») Университет Манчестера (англ. The University of Manchester) Великобритания, 21 июня 1948 года;

EDSAC. Кембриджский университет (англ. The Cambridge University). Великобритания, 6 мая 1949 года;

BINAC. США, апрель или август 1949 года;

CSIR Mk 1. Австралия, ноябрь 1949 года;

SEAC. США, 9 мая 1950 года.

2.Основная часть

История создания. Принцип архитектуры IBM PC

Архитектура IBM PC использует архитектуру фон Неймана.

Распространение персональных компьютеров к концу 70-х го-дов привело к некоторому снижению спроса на большие ЭВМ и миниЭВМ. Это стало предметом серьезного беспокойства фирмы IBM (International Bussines Machines Corporation) ведущей компании по производству больших ЭВМ, и в 1979 году фирма IBM решила попробовать свои силы на рынке персональных компьютеров.

Читайте также  Баллистика и баллистическое движение

Компьютерная грамотность с Надеждой

Заполняем пробелы – расширяем горизонты!

Краткая история появления персонального компьютера IBM PC

В 1980 году руководство компании IBM принимает решение начать работу над собственным недорогим персональным компьютером.

ПК – это сокращение от “Персональный компьютер”, или тоже самое по-английски PC – “Personal Computer”.

В компании IBM было создано отдельное подразделение Entry Systems Division (штат Флорида, город Бока-Ратон) для разработки персонального компьютера, состоящее из 12 специалистов. Именно специалисты Entry Systems Division спроектировали и создали первый полноценный IBM PC.

Стоит отметить, что выпущенная в 1975 году модель с индексом 5100, в сущности, также являлась настоящим компьютером. Но компания IBM позиционировала это устройство как интеллектуальный программируемый терминал.

Сначала появился System/23 Datamaster

IBM System/23 Datamaster (Фото из Википедии)

На фото выше показан профессиональный компьютер IBM System/23 Datamaster. Выпускался с 1981 по 1985 год. Каковы его основные характеристики?

Процессор Intel 8085. Оперативная память 256 кб RAM (Random Access Memory – запоминающее устройство с произвольным доступом, куда можно записывать, стирать и перезаписывать информацию многократно при включенном компьютере) и 112 кб ROM (Read Only Memory – постоянное запоминающее устройство, в которое информацию можно записать один лишь раз до момента сборки персонального компьютера).

Для хранения данных использовались два 8-дюймовых дисковода. Это больше по размерам, чем «большие» дисководы на 5 дюймов или «маленькие» дисководы на 3 дюйма, которые нам удалось застать в нашей стране в эру первых персональных компьютеров.

Операционная система System/23 Datamaster – встроенный BASIC, и это еще не DOS (PC DOS, MS DOS), которая появилась позже. Клавиатура и монитор представляли собой единое целое, находились в одном корпусе.

Переход от System/23 Datamaster к IBM PC

Многие узлы в IBM PC скопированы с проекта System/23 DataMaster. Это связано с тем, что практически все сотрудники нового подразделения были задействованы в разработке компьютера DataMaster.

К примеру, были заимствованы общая электрическая схема и раскладка клавиатуры. Однако в DataMaster клавиатура была совмещена с монитором, что было очень неудобно.

Также, кроме прочего, использовалась аналогичная системная шина и контролер прерываний. Платы расширения, устанавливаемые на «материнскую» плату, изначально созданные для DataMaster, полноценно работали и в IBM PC.

В DataMaster использовался процессор 8085 (Intel). Он базировался на 8-разрядной шине данных и был способен адресовать только 64 килобайт памяти. Данных параметров уже было недостаточно. По этой причине разработчики перешли на процессор с индексом 8088, который использовал адресное пространство 1 мегабайт, а его внутренняя шина данных была 16-разрядной.

Внутренняя же шина персонального компьютера осталась 8-разрядной, что и позволило добиться полной совместимости с платами для DataMaster. Конечно, при этом скорость работы процессора несколько снижалась, так как он не мог работать полноценно с «быстрыми» 16-и разрядными командами.

Но главное было сделано – компьютер работал как единое целое, а именно, обеспечивалось единство аппаратного и программного обеспечения: hardware (содержимое компьютера, его «железо») и software (программное обеспечение компьютера, его программная начинка). Позже появился сленг, на котором это единение звучит более упрощенно, как общность «железа» и «софта», или по английски «hard & soft».

Первый массовый персональный компьютер IBM PC

Персональный компьютер IBM PC 5150 (Фото из Википедии)

Первый массовый персональный компьютер IBM PC появился 12 августа 1981 года. Его выпускали до апреля 1987 года. Кратко перечислим основные характеристики этого «первенца». Процессор Intel 8088. Оперативная память могла быть до 256 килобайт. При этом самый дешевый вариант компьютера имел объем памяти всего 16 кб.

Жесткий диск отсутствовал. Еще не было подходящих жестких дисков по своей надежности и по доступным размерам, поэтому операционную систему надо было загружать со специальной системной дискеты.

На такой системной дискете, поставляемой в комплекте или приобретаемой отдельно, были записаны файлы и загрузочная часть операционной системы PC-DOS 1.0. В прежних 8-и разрядных моделях операционная система могла загружаться из постоянной памяти ROM без использования системной дискеты.

Новый подход IBM к разработке PC

Все этапы разработки персонального компьютера IBM PC заняли менее года: с июля 1980 года и до августа 1981 года. Из-за таких сжатых сроков IBM вынуждена была активно использовать узлы и разработки сторонних разработчиков. Это был нестандартный ход, поскольку до этого компания придерживалась правила – использовать в процессе разработки новых устройств только собственные наработки.

Благодаря такому подходу сформировалась так называемая «открытая архитектура» персонального компьютера, которая позволяла буквально собирать компьютер из разных комплектующих разных производителей. Именно открытая архитектура, разумеется, в сочетании с другими возможностями персональных компьютеров, сделали их столь популярными во всем мире по сей день.

В персональном компьютере вместо процессора Intel 8085 использовали новый Intel 8088. Поэтому понадобилось создание новой 16-и разрядной операционной системы (ОС) вместо прежней 8-и разрядной системы BASIC.

Разработку ОС и инструментов программирования для нового ПК доверили компании Microsoft из Редмонда, которая на тот момент была малоизвестной. Данный контракт во многом поспособствовал росту популярности Microsoft и, главное, росту ее доходов за счет отчислений от продажи каждого персонального компьютера.

IBM PC 5150 с принтером, представлен в августе 1981 (Фото с habr.com/ru/post/406013/)

Так начиналась эра персональных компьютеров, когда еще многие не верили, что компьютеры появятся, практически, у каждого человека, в каждом доме, а не только у отдельных специалистов в области программирования. Вот так возникал и впоследствии формировался наш современный мир, в котором цифровизация стала его неотъемлемой частью.

Видео: История IBM PC

Архитектура персональных компьютеров IBM PC

Архитектура персональных компьютеров IBM PC — раздел Связь, Тема Архитектура Персональных Компьютеров Ibm Pc П Л А Н Введение 1. Основные.

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 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

В нем располагаются все основные узлы компьютера электронные схемы, уп. Обычно персональные компьютеры IBM PC состоят из трех частей блоков си. ОСНОВНЫЕ БЛОКИ IBM PC. Здесь системный блок, монитор и клавиатура заключены в один кор- пусси. блок питания, преобразующий электропитание сети в посто- янный ток низ.

ДОПОЛНИТЕЛЬНЫЕ УСТРОЙСТВА

Кроме монитора и клавиатуры, такими устройствами являются принтер — дл. Некоторые устройства, например, многие разновидности скане- ров прибор. К системному блоку компьютера IBM PC можно подключать различные устрой. ДОПОЛНИТЕЛЬНЫЕ УСТРОЙСТВА. Многие устройства подсоеди- няются через специальные гнезда разъемы, н.

ЛОГИЧЕСКОЕ УСТРОЙСТВО КОМПЬЮТЕРА

Но- вейшие микропроцессоры фирмы Intel 80486 и Pentium сами уме- ют вы. 4На блок-схеме контроллер клавиатуры обы 0ч 4но 4находится на системно. 4КОНТРОЛЛЕРЫ ПОРТОВ ВВОДА — ВЫВОДА.Одним из контроллеров , 4которые пр. Для компьютеров на основе Intel-80386DX или 80486SX размер кэш-памяти . В число этих символов входят большие и малые латинские буквы, циф- ры.

Если Вам нужно дополнительный материал на эту тему, или Вы не нашли то, что искали, рекомендуем воспользоваться поиском по нашей базе работ: Архитектура персональных компьютеров IBM PC

Читайте также  Вклад Аристотеля в развитие психологии

Что будем делать с полученным материалом:

Если этот материал оказался полезным для Вас, Вы можете сохранить его на свою страничку в социальных сетях:

Еще рефераты, курсовые, дипломные работы на эту тему:

Архитектура персональных компьютеров IBM PC
Однако руководство фирмы недооценило будущую важность этого рынка и рассматривало создание компьютера всего лишь как мелкий эксперимент — что-то.. И это подразделение сполна использовало предоставленный шанс. Прежде всего, в.. В августе 1981 года новый компьютер под названием IBM PC был официально представлен публике и вскоре после этого он..

Архитектура персональных компьютеров
Однако руководство фирмы недооценило будущую важность этого рынка и рассматривало создание компьютера всего лишь как мелкий эксперимент — что-то.. В частности, ему было разрешено не конструировать персональный компьютер с.. В августе 1981 года новый компьютер под названием IBM PC был официально представлен публике и вскоре после этого он..

Архитектура персонального компьютера
Информационно логические основы построения.. глава функционально структурная.. микропроцессоры..

Архитектура и основные характеристики персонального компьютера
С начала 90-х годов ХХ века начинается бурное внедрение персональных компьютеров во все сферы функционирования общества, создаются принципиально.. В сфере коммуникаций появилось и стало быстро распространятся новое средство.. Вместе с тем существует минимально необходимый набор устройств, называемой базовой аппаратной конфигурацией ПК, при..

Архитектура персонального компьютера
Определение universal serial bus usb это стандарт для связи периферийных устройств с компьютером все пк выпущенных в последнее время.. universal serial bus usb имеет много общего с последовательным портом usb.. видеомониторы устройства предназначенные для вывода информации от пк пользователю мониторы..

Архитектура компьютеров
Операции выполняемые компьютерами.. операция это действие инициируемое одной командой и реализуемое аппаратурой.. эффективность набора операций это степень соответствия набора назначению компьютера т е классу алгоритмов для..

Использование персональных компьютеров на уроках изобразительного искусства
Для того, чтобы удовлетворить свои потребности, общаться, играть, учиться и трудиться, человек должен воспринимать мир, обращать внимание на те.. Поэтому, без участия познавательных процессов человеческая деятельность.. Приступая к педагогической работе с детьми, прежде всего, нужно разобраться в том, что ребенку дано от природы и что..

Лекция: архитектура компьютерной системы в лекции подробно рассмотрена архитектура компьютерной системы: Управление прерываниями
В лекции подробно рассмотрена архитектура компьютерной системы управление прерываниями памятью вводом выводом иерархия памяти ассоциативная.. содержание введение архитектура компьютерной системы.. введение..

Карманные и блокнотные персональные компьютеры
Современный человек, для того что бы не просто идти в ногу со временем, а не отставать от него, должен на все реагировать молниеносно.Под стать ему.. Управление осуществляется двумя руками, что менее привычно, но тоже достаточно.. КПК работают под управлением операционной системы. 1.1 Понятие «Операционная система» Операционная система, ОС, ось..

Логические операции. Базовая конфигурация PC. Внутренние устройства. Устройства, располагаемые на материнской плате. Шинные интеРФейсы. Периферийные устройства pc
Логические операции.. в компьютерных программах используются операции.. и пересечение или конъюнкция a b в программном коде обозначается как and а в функциональных схемах как знак..

Персональный компьютер IBM PC: архитектура, состав, основные технические характеристики.

Основным элементом ПК, определяющим его быстродействие, является Центральный процессор. Среди не очень большого разнообразия, в повседневной жизни в основном встречаются ПК построенные на базе процессоров совместимых с IBM-PC.

Наибольшее распространение в России имеют IBM-совместимые персональные компьютеры. Термин IBM-совместимые означает, что программное обеспечение предназначенное для работы на компьютерах производства фирмы IBM будет работать на совместимых компьютерах.

Процессоры для таких ПК производят такие фирмы как Intel, AMD, Cyrix (IBM). В настоящее время не все из них совместимы электрически, но поддерживают одну и туже систему команд, что обеспечивает их программную совместимость.

архитектура ЭВМ используется для описания принципа действия, конфигурации и взаимного соединения основных логических узлов ЭВМ

перечень наиболее общих принципов построения ЭВМ:

1структура памяти ЭВМ.

2способы доступа к памяти и внешним устройствам

3. возможность изменения конфигурации компьютера

4. система команд

6. организация интерфейса

персональный ЭВМ строится на принципах одно-,двух-, или многошинной архитектуре. Архитектура – это наиболее общие принципы построения ЭВМ, реализующие программное управление работой и взаимодействием основных ее функциональных узлов.

Основными характеристиками накопителей на жестком магнитном диске являются: объем, тип интерфейса, скорость вращения шпинделя. Важной характеристикой – пропускной способностью контроллера.

В настоящее время существуют и используются следующие интерфейсы: SCSI – (small computer system interface), IDE (ATA), и super ATA (SATA). Самые надежные и дорогие HDD как правило используются на серверных платформах и оснащены интерфейсом SCSI. Самые недорогие, бюджетные Hdd оснащены IDE (ATA) или SATA интерфейсом, имеют скорость вращения шпинделя 5400 – 7200 об./мин, но менее надежны. Объем информации на таких в настоящее время HDD кратен 20 Гб: 20/40/60/80/100/120/160/200/250 .

8. Устройства ввода информации. Сканер.

Устройства ввода – клавиатура, дисковод, мышь, джойстик, сканер и т.д.

Устройства вывода – монитор, принтер, колонки.

Сканер – устройство ввода графических изображений в компьютер. В сканер закладывается лист бумаги с изображением. Устройство считывает его и пересылает компьютеру в цифровом виде. Во время сканирования вдоль листа с изображением плавно перемещается мощная лампа и линейка с множеством расположенных на ней в ряд светочувствительных элементов. Обычно в качестве светочувствительных элементов используют фотодиоды. Каждый светочувствительный элемент вырабатывает сигнал, пропорциональный яркости отраженного света от участка бумаги, расположенного напротив него. Яркость отраженного луча меняется из-за того, что светлые места сканируемого изображения отражают гораздо лучше, чем темные, покрытые краской. В цветных сканерах расположено три группы светочувствительных элементов, обрабатывающих соответственно красные, зеленые и синие цвета. Таким образом, каждая точка изображения кодируется как сочетание сигналов, вырабатываемых светочувствительными элементами красной, зеленой и синей групп. Закодированный таким образом сигнал передается на контроллер сканера в системный блок.

Различают сканеры ручные, протягивающие и планшетные. В ручных сканерах пользователь сам ведет сканер по поверхности изображения или текста. Протягивающие сканеры предназначены для сканирования изображений на листах только определенного формата. Протягивающее устройство таких сканеров последовательно перемещает все участки сканируемого листа над неподвижной светочувствительной матрицей. Наибольшее распространение получили планшетные сканеры, которые позволяют сканировать листы бусмги, книги и другие объекты, содержащие изображения. Такие сканеры состоят из пластикового корпуса, закрываемого крышкой. Верхняя поверхность корпуса выполняется из оптически прозрачного материала, на который кладется сканируемое изображение. После этого изображение закрывается крышкой и производится сканирование. В процессе сканирования под стеклом перемещается лампа со светочувствительной матрицей.

Главные характеристики сканеров — это скорость считывания, которая выражается количеством сканируемых станиц в минуту (pages per minute — ppm), и разрешающая способность, выражаемая числом точек получаемого изображения на дюйм оригинала (dots per inch — dpi).

После ввода пользователем исходных данных компьютер должен их обработать в соответствии с заданной программой и вывести результаты в форме, удобной для восприятия пользователем или для использования другими автоматическими устройствам посредством устройств вывода.

Выводимая информация может отображаться в графическом виде, для этого используются мониторы, принтеры или плоттеры. Информация может также воспроизводиться в виде звуков с помощью акустических колонок или головных телефонов, регистрироваться в виде тактильных ощущений в технологии виртуальной реальности, распространяться в виде управляющих сигналовустройства автоматики, передаваться в виде электрических сигналов по сети.

9. Устройства вывода информации. Принтер.

Устройства ввода – клавиатура, дисковод, мышь, джойстик, сканер и т.д.

Устройства вывода – монитор, принтер, колонки.

Принтер – устройство для вывода графической и текстовой информации на бумагу. Существуют 3 типа принтеров – матричные ударные, струйные, лазерные. Матричные ударные – реализуют принцип ***, когда печатающая головка верт. ряд металлич. полок, выдвигающихся из головки и формирующих символ по команде из PC и пропечатывая его через чернильную ленту на бумаге. К достоинствам матричных ударных принтеров относятся: низкая цена, к недостаткам – низкое качество печати, низкая скорость. Струйные принтеры – изображение формируется каплями спец. чернил, выдуваемых на бумагу из дырочек печ. головки. Достоинства: более качественная печать, уве*** изображение. Недостатки – требовательны к качеству бумаги, необходимо квалифицированное обслуживание. Лазерные принтеры – используется принцип ксерографии: изображение переносится на бумагу со спец. барабана, к которому электрически притягиваются частицы порошка (тонера) после прохождения по этой части луча лазера. Достоинства – наилучшее качество печати, высокая скорость печати. Недостатки: высокая стоимость и высокая себестоимость печати.

Дата добавления: 2018-02-28 ; просмотров: 395 ; Мы поможем в написании вашей работы!

Понравилась статья? Поделиться с друзьями:
Добавить комментарий

;-) :| :x :twisted: :smile: :shock: :sad: :roll: :razz: :oops: :o :mrgreen: :lol: :idea: :grin: :evil: :cry: :cool: :arrow: :???: :?: :!: