Реферат: Архитектура персональных компьютеров

СОПРОЦЕССОР.В тех случаях,когда на компьютере приходится выполнять много математических вычислений (например,в инженер­ных расчетах),к основному микропроцессору добавляют математи­ческий сопроцессор.Он помогает основному микропроцессору вы­полнять математические операции над вещественными числами.Но­вейшие микропроцессоры фирмы Intel (80486 и Pentium) сами уме­ют 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 обработ­ки,в нее они записывают полученные результаты.Название "опера­тивная" эта память получила потому,что она работает очень быстро,так что процессору не приходится ждать при чтении дан­ных из памяти или записи в память.Однако содержащиеся в ней данные сохраняются только пока компьютер включен,при выключе­нии компьютера содержимое оперативной памяти стирается (за исключением,о которых говорится ниже).

КОНТРОЛЛЕРЫ И ШИНА.Чтобы компьютер мог работать,необходи­мо,чтобы в его оперативной памяти находились программа и дан­ные.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 нахо­диться 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 ин­формацией между оперативной памятью и внешними устройства­ми.Такой обмен называется вводом-выводом.Но этот обмен не про­исходит непосредственно:между любым внешним устройством и опе­ративной 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 (напри­мер,контроллер дисков) могут управлять сразу несколькими уст­ройствами.

2.Все контроллеры и адаптеры взаимодействуют с микропро­цессором и оперативной памятью через системную магистраль пе­редачи 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 микропро­цессор,сопроцессор,оперативная память и шина.Схемы,управляющие внешними устройствами компьютера (контроллеры или адапте­ры),находятся на отдельных платах,вставляющихся в унифициро­ванные разъемы (слоты) на материнской плате.Через эти разъемы контроллеры устройств подключаются непосредственно к системной магистрали передачи данных в компьютере - шине.Таким обра­зом,наличие свободных разъемов шины обеспечивает возможность добавления к компьютеру новых устройств.Чтобы заменить одно устройство другим (например,устаревший адаптер монитора на но­вый),надо просто вынуть соответствующую плату из разъема и вставить вместо нее другую.Несколько сложнее осуществляется замена самой материнской платы.

БЛОК - СХЕМА._{На блок-схеме контроллер клавиатуры обы} ч_{но находится на системной плате,поскольку это упрощает изготовление компьютера.Иногда на системной плате размещаются и контроллеры других устройств.}

_{КОНТРОЛЛЕРЫ ПОРТОВ ВВОДА - ВЫВОДА.Одним из контроллеров , которые присутствуют почти в каждом компьютере,является контроллер портов ввода-вывода.Эти порты бывают следующих типов:}

_{# параллельные (обозначаемые LPT1-LPT4),к ним обыкновенно}

_{подключаются принтеры;}

_{# асинхронные последовательные (обозначаемые СОМ1-СОМ3).}

_{Через них обычно подсоединяются мышь,модем и т.д.}

_{# игровой порт - для подключения джойстика.}

_{Некоторые устройства могут подключаться и к}

_{параллельным,и к последовательным портам.Параллельные порты}

_{выполняют ввод и вывод с большей скоростью,чем}

_{последовательные (за счет использования большего числа}

_{проводов в кабеле).}

_{МИКРОПРОЦЕССОР}

_{Микропроцессор является "мозгом" компьютера. Он}

_{осуществляет выполнение программ,работающих на компьютере,и}

_{управляет работой остальных устройств компьютера.Скорость его}

_{работы во многом определяет быстродействие компьютера.В IBM PC}

_{используются микропроцессоры,разработанные фирмой Intel,а}

_{иногда - совместимые с ними микропроцессоры других фирм.}

_{ХАРАКТЕРИСТИКИ МИКРОПРОЦЕССОРОВ.Микропроцессоры отлича­ются друг от друга двумя характеристиками:типом (моделью) и тактовой частотой.Наиболее распространены модели Intel - 8088, 80286,80386SX,80386,80486 и Pentium, они приведены в порядке возрастания производительности и цены.Одинаковые модели мик­ропроцессоров могут иметь разную тактовую частоту- чем выше тактовая частота,тем выше производительность и цена микропро­цессора.}

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 тре­буется для выполнения одних и тех же операций.Поэтому,напри­мер,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 часто­той 12 МГц (т.е. новые модели работают в 1,7-2,1 раза быст­рее).Модели с увеличенной производительностью (тактовой часто­той) иногда называются Turbo-ХТ.Сейчас микропроцессоры типа Intel-8088 производятся в небольших количества,и для использо­вания не в компьютерах,а в различных специализированных уст­ройствах.

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 микропроцессорах с тактовой частотой 6 МГц,затем были созданы модели этого микропроцессора с тактовой частотой от 12 до 25 МГц,т.е. работающие в 2-3 раза быстрее.Микропроцессор Intel-80286 имеет несколько больше возможностей по сравнению с Intel-8088,но эти дополнительные возможности используются с Intel-8088,но эти дополнительные возможности используются очень редко,так что большинство программ,работающих на АТ,бу­дет работать и на ХТ.Сейчас микропроцессоры типа Intel-80286 также считаются устаревшими и для применения в компьютерах не производятся.