Bus-design modular PC

realizarea hardware a proceselor informaționale

Computer - este un dispozitiv electronic multifuncțional pentru stocarea automată, prelucrarea și transmiterea de informații.

În anii 1946-1948 la Universitatea Princeton (SUA), o echipa de cercetatori condusa de John von Neumann a dezvoltat un proiect de computer care nu a fost niciodată realizat, dar ideea de utilizare în ziua de azi. Acest proiect a fost numit mașini von Neumann, sau mașini Princeton. Acesta a constat din schema (discutată mai jos) și principiile de funcționare a calculatorului:

1) de gestionare a software-principiu: de lucru este reglementată printr-un program de calculator ce permite introducerea unor programe diferite pentru a rezolva probleme diferite. Comenzile care cuprind programul sunt interpretate introduse în mod specific în dispozitivul de circuit - dispozitivul de comandă. Structura unei comenzi este după cum urmează:

<код операции> <операнды>, unde <код операции> El definește ce se efectuează operație,

Acest principiu a fost cea mai progresistă dintre incluse în proiect, deoarece acesta oferă mainframe. Principiul de control al software-ului în conformitate cu orice calculator - un set de hardware (tehnic) și piese de software;

2) Principiul de transfer condiționată: echipa programului fiind executat nu este întotdeauna una după alta. Poate fi prezent în programul de instrucțiuni ramură condiționale care modifică executarea secvențială a comenzilor în funcție de valorile de date;

3) Principiul introducerea programului în memorie: programul necesar pentru funcționarea unui calculator anterior plasat în memorie, și nu introduceți o echipă pentru echipa;

4) Principiul ierarhiei de memorie: memorie calculatoare eterogene. Pentru datele utilizate frecvent se alocă un volum mai mic de memorie, dar mai mult de viteză; pentru datele utilizate rar volum este alocat mai multă memorie, dar viteza mai mică;

5) principiul sistemului binar: pentru date și programe de calculator în memoria internă este utilizat sistemul binar, care poate fi mai ușor să pună în aplicare punct de vedere tehnic.

Figura 1. Schema echipamentului Princeton

Luați în considerare numirea elementelor individuale ale schemei și relația lor în procesul de funcționare a calculatorului.

un set de instrucțiuni de prescriere a computerului pentru a efectua acțiunea necesară (pe conexiunea schema 1) - printr-un dispozitiv de intrare (ICC), program în memoria (P). Când intrați în programul (și datele ulterioare) se realizează afișarea informațiilor de intrare într-o reprezentare internă, luată în computer.

După plasarea în memoria de program al unității de control (CU) secvențial selectează comanda pentru comanda de memorie (comunicare 2) și o interpretează în conformitate cu următoarele reguli:

• dacă instrucțiunea selectată este o comandă CU intrare de date trimite un semnal de control (comunicare 3) UVV pentru a începe introducerea de date. Datele pot fi introduse, de asemenea, prin conectarea 1 și n sunt situate în memorie;

• în cazul în care comanda selectată asociată cu executarea sau aritmetice operații logice în memorie P de la CU trimite un semnal (comunicare 4) pe proba indicată în datele de comandă cu livrare ulterioară la o unitate logică aritmetică (ALU) (conexiune 5), în sine ALU semnal transmis cu codul dorit de funcționare (comunicare 7). ALU efectuează operații aritmetice și logice pe operanzi transferate. După efectuarea acțiunii necesare, returnează rezultatul ALU la memorie n (comunicare 6);

• în cazul în care comanda selectată este o comandă de ieșire CU generează dispozitivul de semnal de ieșire de comandă (UVyv) (comunicare 8) la începutul operațiunii a datelor de ieșire. Datele în sine este selectat dintre n memorie 9 pe comunicare.

UVyv afișează informații de la calculator și îl convertește din reprezentarea internă la extern.

În conformitate cu principiul unității de memorie de memorie ierarhia în Fig. 3.1 este împărțit în două blocuri - memoria externă și internă. Memoria externă este rezervată în mod tradițional pentru depozitarea pe termen lung a datelor și a programelor, precum și de prelucrare foarte în timp util a datelor în conformitate cu programul, așa cum sa discutat mai sus, se efectuează în memoria internă.

În calculatoare moderne și unități ALU CU grupate într-un bloc, numit procesor. Structura procesorului, cu excepția acelor blocuri, care include, de asemenea, mai multe registre - regiuni speciale de memorie mici, în cazul în care procesorul plasează rezultatele intermediare și alte informații necesare pentru ca aceasta să funcționeze în următoarele cicluri.

În conformitate cu arhitectura de calculator se referă la organizarea logică, structura, resursele, adică resursele sale de sistem de calculator care pot fi alocate pentru a procesa date pentru un anumit interval de timp. Baza arhitecturii calculatoarelor personale moderne pune principiu-bus modular (fig. 3.2).

Figura 2. Principalele module principiu structura calculatorului

Sistemul modular de organizare pe bază de principiu trunchi (autobuz) schimbul de informații cu privire la. Procesorul efectuează operații aritmetice și logice, comunică cu memorie, controale și coordonează operarea dispozitivelor periferice.

autobuz de date. Prin acest autobuz, datele sunt transferate între diferite dispozitive. Lățimea magistrală de date determinată de procesorul bit, t. E. numărul de biți pe care procesele de procesor pe ciclu de ceas. Peste 25 de ani au trecut de la crearea primului computer personal (1975), lățime magistrală de date a crescut de la 8 la 64 de biți. Principalele moduri de operare a procesorului prin magistrale de date includ:

• citește / scrie date de la RAM (Random Access Memory - RAM);

• date de înregistrare / citire de la dispozitive externe de memorie (DDT);

• citirea datelor de la dispozitivele de intrare;

• trimiterea de date la dispozitive de ieșire.

Bus de control. Cu autobuzul de control transmite semnale care definesc schimbul de informații linie de caracter. Semnalele de control care determină funcționare - pentru a citi sau scrie informații din memorie - trebuie să producă sincronizeze schimbul de informații între dispozitive, etc ...

Clasificarea calculatoarelor

Cu programare următoarele tipuri de calculatoare:

a) universal - concepute pentru diferite sarcini, dintre care tipuri nu sunt specificate. Aceste calculatoare sunt caracterizate prin:

• o varietate de forme de date prelucrate (numerice, caracter, etc ...), cu o gamă largă de variație și de reprezentare de înaltă precizie;

• o capacitate mare de memorie internă;

• datele de sistem de dezvoltare de intrare-ieșire pentru conectarea diferitelor dispozitive de intrare și de ieșire.

b)-orientate pe problemă - sunt folosite pentru a rezolva o gamă îngustă de sarcini asociate, de regulă, cu gestionarea obiectelor tehnologice, înregistrarea, acumularea și prelucrarea unor cantități mici de date, efectuarea de calcule pe reguli simple. Ei au un set limitat de hardware și software.

c) specialist - utilizat pentru a rezolva o gamă foarte îngustă de aplicații. Acest lucru ne permite să specifice structura lor, să reducă costurile și complexitatea menținând în același timp de înaltă performanță și fiabilitate. Pentru această clasă de calculatoare sunt calculatoare care controlează dispozitivele de intrare și de ieșire și memoria externă în computerele de astăzi. Astfel de dispozitive sunt numite adaptoare sau controlere.

În mărime și funcționalitate distinge patru tipuri de calculatoare: supercalculatoare, mari, mici și micro.

Super calculator este un puternic calculatoare multi-procesor cu o viteză extraordinară. Multiprocesare permite paraleliza sarcinilor și crește capacitatea de memorie, care accelerează semnificativ procesul de soluționare. Ele sunt adesea folosite pentru a rezolva probleme experimentale, de exemplu, pentru turneele de șah cu un bărbat.

calculatoare mainframe (numite mainframe din limba engleză. Serverul central) caracterizat prin moduri de multiplayer (până la 1000 de utilizatori simultan pot rezolva problemele lor). Direcția de bază - soluția problemelor științifice și tehnice, lucra cu volume mari de date, managementul rețelelor de calculatoare și a resurselor acestora.

calculatoare mici sunt utilizate pentru a gestiona calculator pentru a controla procesul. Acestea sunt, de asemenea, folosite pentru calcule în sistemele multi-utilizator, în proiectarea de sisteme de automatizare, sisteme de modelare obiecte simple, sisteme de inteligenta artificiala.

Prin numirea microcomputer poate fi universală și specializată. În funcție de numărul de utilizatori simultani pe un computer - multi- si single-player. Specializat multi-microcalculator (servere. - de la server în limba engleză) sunt calculatoare puternice utilizate în rețele de calculatoare pentru a gestiona cererile tuturor calculatoarelor din rețea. Dedicate pentru un singur utilizator (stații de lucru -. Stații de lucru, în engleză) operate de rețele de calculatoare pentru a efectua sarcini de aplicații. microcalculatoare universale sunt mai multe computere puternice, echipate cu mai multe terminale. Universal cu un singur utilizator microcalculator publice. Acestea includ calculatoare personale - PC-uri. Cel mai popular reprezentant al PC-ului în țara noastră este un computer de clasa PC IBM (International Business Machines - Personal Computer).

În conformitate cu caracteristicile de design ale PC-ului sunt împărțite în fixe (desktop - de tip desktop) și portabil.

Figura 3. Clasificarea calculatoarelor personale pe caracteristicile de proiectare

Laptop-uri, de obicei, trebuie să capete de întreprinderi, manageri, oameni de știință, jurnaliști, care trebuie să lucreze în afara biroului - la domiciliu, la prezentări sau în timpul călătoriilor de afaceri.

Notebook (notebook-uri, notebook-uri), dimensiunea este mai aproape de carte în format mare. Are o greutate de aproximativ 3 kg. Plasat în portofoliu-diplomat. Pentru a comunica cu biroul său este de obicei completat cu un modem. Laptop-uri sunt adesea prevăzute cu o unitate CD-ROM. Multe laptop-uri moderne includ blocuri interschimbabile cu conectori standard. Aceste module sunt proiectate pentru funcții foarte diferite. În același cuib poate fi necesar pentru a introduce unitatea CD-ROM, unitatea de disc magnetic, o baterie de rezervă sau hard disk amovibil. Notebook-ul este rezistent la întreruperi în alimentarea cu energie. Chiar dacă este alimentat de o sursă de alimentare convențională, în caz de eșec, se comută instantaneu la energia bateriei.

Palmtop (PDA) - cel mai mic de calculatoare personale moderne. Se potrivește în palma ta. Discuri magnetice în care le înlocuiește memoria electronică volatilă. Nu, și unități de disc - schimbul de informații cu calculatoare convenționale este prin linii de comunicație. În cazul în care set supliment Palmtop, înregistrate în programele sale de afaceri de memorie non-volatile, veți obține un asistent digital personal (Personal Digital Assistant).