Обзорная лекция по основным разделам (дидактическим единицам ГОС) дисциплины «Информатика», страница 6

Процессор, руководивший работой внешних устройств, значительную часть времени простаивал в ожидании реакции «внешнего мира», т.е. сигналов от медленных внешних устройств. Для решения этого вопроса – освобождения процессора от функций обмена и передачи этих функций специализированным устройствам – был разработан контроллер внешнего устройства.

Контроллер – это специализированный процессор, управляющий работой «вверенного ему» внешнего устройства. Имеет собственную систему команд (например, позиционировать считывающую головку на нужный сектор и дорожку диска, читать, записывать, форматировать – контроллер дисковых устройств).

Наличие контроллера изменяет идеологию обмена данными. Центральный процессор может выдать команду контроллеру и перейти к дальнейшему выполнению программы или другой задачи.

Схема современного ПК:

Рис. 2

Обмен данными осуществляется через шину – набор проводников (линий), по которым одновременно передается N разрядов.

Различают шины:

·  для передачи данных (шина данных);

·  для передачи адреса в ОЗУ (RAM) (адресная шина);

·  для управления сигналами.

, представленную на рис. 2, легко дополнить новыми внешними устройствами – т.н. принцип открытой архитектуры – пользователь может самостоятельно подбирать конфигурацию своего ПК.

Еще раз о понятии «архитектура ЭВМ»

 В понятие «архитектура ЭВМ» входит:

·  конфигурация ЭВМ;

·  структура памяти ЭВМ;

·  способы доступа к внешним устройствам;

·  возможность изменения конфигурации;

·  система команд;

·  формат данных.

Архитектура ЭВМ – это не блоки (железо), из которых состоит ПК, это принцип действия, взаимодействия узлов, конфигурация, а также система команд и форматы данных.

Система команд

Система команд – совокупность действий, которые процессор может выполнить с данными. В систему команд входит примерно 1000 команд.

Системы команд делятся на:

Ø RISK – Reduced Instruction Set Computing – сокращенная система команд.

Ø CISK – Complex Instruction Set Computing – расширенная система команд.

Для семейства машин на базе Intel X86 совместимость по системе команд происходит «сверху вниз»:

·  Intel 80286;

·  Intel 80386;

·  Intel 80486;

·  Intel Pentium;

·  Intel Pentium MMX;

·  Intel Celeron;

·  Intel Xeon.

В систему команд входят:

-  команды передачи данных;

-  арифметические операции: сложение, вычитание;

-  логические операции: и, или, не;

-  сдвиг влево, вправо;

-  ввод/вывод данных с внешних устройств;

-  команды управления: if, go to;

Каждая команда имеет две части: код операции и адрес операнда.

Шинные интерфейсы материнских плат.

В современных ПК используется много периферийных устройств, работающих с разной скоростью, поэтому неразумно подключать все устройства к одной шине (магистрали), т.к. она будет работать со скоростью самого медленного устройства. Поэтому в современных компьютерах используются разные типы шин для разных внешних устройств.

Это выглядит так:

Северный, южный мост – сложные микросхемы для связи шин разного типа (разной скорости работы).

Шина ISA (EISA) – Industry Standard Architecture – использовалась в 286 модели, сейчас слишком медленная, если есть, то для подключения модемов и звуковых карт.

Шина PCI – Peripheral Component Interconnect – стандарт подключения внешнего устройства – поддерживает режим plug-and-play – автоматические установки нового устройства.

Шина FSB – Front Side Bus- высокое быстродействие – до 200 МГц – связь Процессор – ОП.

Шина AGP – Advanced Graphic Port – усовершенствованный графический порт.

Шина USB – Universal Serial Bus – универсальная последовательная шина. До 256 различных устройств.

III. Программные средства реализации информационных процессов. Базы данных