Магистрально-модульное устройство компьютера

Магистрально-модульный принцип построения компьютера

История развития ПЭВМ.

Тема 2. 1. Архитектура ПК

Годы	Элементная база	Применение
1945–1960гг	Электронные лампы	Научно-технические расчеты
1955–1970гг	Полупроводники (транзисторы)	Инженерные, научные, экономические задачи
1965–1980гг	Интегральные схемы (ИС), большие интегральные схемы (БИС)	АСУ, САПР, АСНИ и др.
1975–2000гг	Сверхбольшие интегральные схемы (СБИС), микропроцессоры	ИС для всех сфер деятельности: наука, производство, отдых, развлечения. Интернет.
Перспектива	Оптоэлектроника, криоэлектроника	Развитые интеллектуальные системы.

Классификация ПК

1. По потребительским качествам:

– настольные: бытовые и профессиональные, серверы и рабочие станции;

– переносные (NoteBook, TabletPC);

– карманные (КПК);

2. По фирмам-производителям: IBM PC, Macintosh (Apple), Compaq, Atari, Dell, HP, NEC и др.

3. По целевому признаку (классификация предложена фирмой INTEL (РС99)):

– Consumer PC, потребительский ПК;

– Оffice PC, офисный ПК;

– Entertainment PC, развлекательный ПК;

– Mobile PC, мобильный ПК;

– Workstation PC, рабочая станция.

В основу архитектуры современных персональных компьютеров положен магистрально-модульный принцип. Модульный принцип позволяет потребителю самому комплектовать нужную ему конфигурацию компьютера и производить при необходимости ее модернизацию. Модульная организация компьютера опирается на магистральный (шинный) принцип обмена информацией между устройствами.

Магистраль (системная шина) включает в себя три многоразрядные шины: шину данных, шину адреса и шину управления, которые представляют собой многопроводные линии. К магистрали подключаются процессор и оперативная память, а также периферийные устройства ввода, вывода и хранения информации, которые обмениваются информацией на машинном языке (последовательностями нулей и единиц в форме электрических импульсов).

Шина данных (ШД). По этой шине данные передаются между различными устройствами. Разрядность шины данных определяется разрядностью процессора, т. е. количеством двоичных разрядов, которые процессор обрабатывает за один такт. За 25 лет, со времени создания первого персонального компьютера (1975 г.), разрядность шины данных увеличилась с 8 до 64 бит.

Шина адреса (ША). Каждая ячейка оперативной памяти имеет свой адрес. Адрес передается по адресной шине, причем сигналы по ней передаются в одном направлении – от процессора к оперативной памяти и устройствам (однонаправленная шина).

Разрядность шины адреса определяет объем адресуемой памяти (адресное пространство) процессора, т. е. количество ячеек оперативной памяти, которые могут иметь уникальные адреса. Количество адресуемых ячеек памяти можно рассчитать по формуле:

N = 2^I, где I — разрядность шины адреса.

В первых персональных компьютерах разрядность шины адреса составляла 16 бит, а количество адресуемых ячеек памяти — N = 2¹⁶ = 65 536.

В современных персональных компьютерах разрядность шины адреса составляет 36 битов, а максимально возможное количество адресуемых ячеек памяти равно

N = 2³⁶ = 68 719 476 736.

Шина управления (ШУ). По шине управления передаются сигналы, определяющие характер обмена информацией по магистрали. Сигналы управления определяют, какую операцию — считывание или запись информации из памяти — нужно производить, синхронизируют обмен информацией между устройствами и т. д.

Дата добавления: 2014-01-06