Список використаної літератури ............................................. .21.
1.Архітектура персонального комп'ютера.
Зазвичай ПЕОМ включає три основні пристрої: системний блок, клавіатуру і дисплей (монітор).
Однак для розширення функціональних можливостей ПЕОМ можна підключити різні додаткові периферійні пристрої, зокрема: друкують пристрої (принтери), накопичувачі на магнітній стрічці (стриммери), різні маніпулятори (миша, джойстик, трекбол, світлове перо), пристрої оптичного зчитування зображень (сканери) , графопостроители (плоттери) і ін.
Ці пристрої під'єднуються до системного блоку за допомогою кабелів через спеціальні гнізда (рознімання), які розміщуються зазвичай на задній стінці системного блоку.
ПЕОМ, як правило, має модульну структуру. Всі модулі пов'язані з системною магістраллю (шиною).
Системний блок. Будучи головним в ПЕОМ, цей блок включає до свого складу: центральний мікропроцесор, співпроцесор, модулі оперативної і постійної пам'яті, контролери, накопичувачі на магнітних дисках і інші функціональні модулі. Набір модулів визначається типом ПЕОМ. Користувачі за своїм бажанням можуть змінювати конфігурацію ПЕОМ, підключаючи додаткові периферійні пристрої.
У системний блок може бути вбудовано звуковий пристрій, за допомогою якого користувачеві зручно стежити за роботою машини, вчасно звертати увагу на виниклі збої в окремих пристроях або на виникнення незвичайної ситуації при вирішенні задачі на ПЕОМ. 2
Зі звуковим пристроєм часто пов'язаний таймер, що дозволяє вести відлік часу роботи машини, фіксувати календарне час, вказувати на закінчення заданого проміжку часу при виконанні того чи іншого завдання.
Контролери (К). Ці пристрої служать для управління зовнішніми пристроями. Кожному ВУ відповідає - свій контролер. Електронні модулі-контролери реалізуються на окремих друкованих платах, що вставляються всередину системного блоку. Такі плати часто називають адаптерами ВУ (від адаптувати - пристосовувати). Після отримання команди від мікропроцесора контролер функціонує автономно, звільняючи мікропроцесор від виконання специфічних функцій, необхідних для того чи іншого конкретного ВУ.
Для прискорення обміну інформацією між мікропроцесором і зовнішніми пристроями в ПЕОМ використовується прямий доступ до пам'яті (ПДП). Контролер ПДП, отримавши сигнал запиту від зовнішнього пристрою, приймає управління обміном на себе і забезпечує обмін даними з ОП, минаючи центральний процесор. В цей час мікропроцесор продовжує без переривання виконувати поточну програму. Прямий доступ до пам'яті, з одного боку, звільняє мікропроцесор від безпосереднього обміну між пам'яттю і зовнішніми пристроями, а з іншого боку, дозволяє значно швидше в порівнянні з режимом переривань задовольняти запити на обмін.
Мікропроцесор. Ядром будь-якої ПЕОМ є центральний мікропроцесор, який виконує функції обробки інформації та управління роботою всіх блоків ПЕОМ.
Конструктивно МП, як правило, виконаний на одному кристалі (на одній НВІС). До складу МП входять:
• центральний пристрій управління;
• внутрішня реєстрова пам'ять;
• схеми управління системною шиною і ін. Розглянемо структуру і функціонування мікропроцесора на прикладі розробленої фірмою Intel моделі 486.
АЛУ виконує логічні операції, а також арифметичні операції в двійковій системі числення і в двійковій-десятковому коді, причому арифметичні операції над числами, представленими у формі з плаваючою точкою, реалізуються в спеціальному блоці. У деяких конфігураціях з цією метою використовується арифметичний співпроцесор. Він має власні регістри даних і управління, працює паралельно з центральним МП, обробляє дані з плаваючою точкою.
Пристрій управління мікропроцесорного типу забезпечує конвеєрну обробку даних за допомогою блоку попередньої вибірки (черги команд).
Блок попередньої вибірки команд і даних здійснює заповнення черги команд довжиною 32 байта, причому вибірка байтів з пам'яті виконується в проміжках між магістральними циклами команд.
Продуктивність мікропроцесора значно підвищується за рахунок буферизації часто використовуваних команд і даних у внутрішній КЕШ-пам'яті розміром (в даному випадку) 8 Кбайт. При цьому скорочується число звернень до зовнішньої пам'яті. Внутрішня Кеш-пам'ять має декілька режимів роботи, що забезпечує гнучкість налагодження і виконання робочих програм.
Сегментація корисна для організації в пам'яті локальних модулів. Це інструмент прикладного програміста, в той час як сторінкове розподіл зручно системному програмісту для ефективного використання фізичної пам'яті ПЕОМ.
До складу внутрішньої пам'яті МП входять доступні програмісту функціональні регістри: регістри загального призначення, покажчик команд, регістр прапорів і регістри сегментів.
32-розрядний регістр прапорів вказує ознаки результату виконання команди.
Крім вищевказаних, реєстрова пам'ять МП містить регістри процесора обробки чисел з плаваючою точкою, системні та деякі інші регістри.
Пристрій управління мікропроцесора забезпечує багатозадачність. Багатозадачність - спосіб організації роботи ПЕОМ, при якому в її пам'яті одночасно містяться програми і дані для виконання декількох завдань. У складі МП i486 є апаратно-програмні засоби, що дозволяють ефективно організувати багатозадачність, в тому числі системи переривання і захисту пам'яті.
Система переривань обробляє запити на переривання, як від зовнішніх пристроїв, так і від внутрішніх блоків МП. Надходження запиту на переривання від внутрішнього блоку МП свідчить про виникнення виняткової ситуації, наприклад про переповнення розрядної сітки. Зовнішнє переривання може бути пов'язано з обслуговуванням запитів від периферійних пристроїв. Вимагаючи своєчасного обслуговування, зовнішній пристрій посилає запит переривання мікропроцесора. Мікропроцесор у відповідь призупиняє нормальне виконання поточної програми і переходить на обробку цього запиту, щоб в подальшому виконати певні дії по введенню-висновку даних. Після скоєння таких дій відбувається повернення до перерваної програми. МП i486 здатний обробляти до 256 різних типів переривань, причому перші 32 типу відведені для внутрішньосистемних цілей і не доступні користувачеві.
Захист пам'яті від несанкціонованого доступу в багатозадачному режимі здійснюється за допомогою системи привілеїв, що регулюють доступ до того чи іншого сегменту пам'яті в залежності від рівня його захищеності і ступенем важливості.
Захищеність визначається рівнем привілеї, необхідним для доступу до відповідного сегменту. Рівні привілеї задаються номерами від 0 до 3. Найбільш захищена область пам'яті - відведена під ядро операційної системи - має рівень 0. При зверненні програми до сегментів програм або даних у захищеному режимі відбувається перевірка рівня привілеї, і в разі, якщо цей рівень є недостатнім, відбувається переривання.
Шина даних забезпечує передачу інформації між МП, пам'яттю і периферійними пристроями. По цій шині можливе пересилання 32, 16 і 8-розрядних даних. Шина двунаправленная, тобто дозволяє здійснювати пересилання даних, як в прямому, так і в зворотному напрямку.
Шина управління призначена для передачі керуючих сигналів - управління пам'яттю, управління обміном даних, запитів на переривання і т.д.
Внутрішня пам'ять ПЕОМ складається з оперативної пам'яті і постійної пам'яті (ПП).
Постійна пам'ять (ПП). Вона є незалежною, використовується для зберігання системних програм, зокрема, так званої базової системи введення-виведення (BIOS - Basic Input and Output System), допоміжних програм і т.п. Програми, що зберігаються в ПП, призначені для постійного використання мікропроцесором.