Lista literaturii folosite ............................................. .21.
1. Arhitectura unui calculator personal.
De obicei, PC-ul include trei dispozitive principale: o unitate de sistem, o tastatură și un monitor (monitor).
Cu toate acestea, pentru a extinde funcționalitatea de capacități de PC-uri se poate conecta o varietate de dispozitive periferice suplimentare, cum ar fi: dispozitive de imprimare (imprimante), unități de bandă magnetică (fanioane), diverse manipulatoare (mouse, joystick, trackball, stilou lumina), un cititor optic de imagine (scaner) , plotter (plottere), etc.
Aceste dispozitive sunt conectate la unitatea de sistem utilizând cabluri prin prize speciale (conectori), care sunt de obicei situate pe partea din spate a unității de sistem.
PC-ul, de regulă, are o structură modulară. Toate modulele sunt conectate la magistrala de sistem (magistrală).
Unitatea de sistem. Fiind în primul rând în PC-ul, acest bloc include în compoziția sa: CPU, coprocesor, RAM și non-volatile module de memorie și controlere, de stocare pe disc magnetic, și alte module funcționale. Setul de module este determinat de tipul de PC. Utilizatorii pot personaliza configurația PC-ului prin conectarea dispozitivelor periferice suplimentare.
Unitatea de sistem poate fi un dispozitiv audio, care permite utilizatorului să monitorizeze în mod convenabil funcționarea mașinii integrate, timpul să acorde o atenție la întreruperile care apar în anumite dispozitive, sau la apariția unei situații neobișnuite, pentru a rezolva problema pe PC. 2
Un cronometru este adesea conectat la dispozitivul de sunet, permițând să contorizați timpul mașinii, pentru a stabili timpul calendaristic, pentru a indica sfârșitul perioadei specificate atunci când efectuați o sarcină.
Controlere (K). Aceste dispozitive sunt utilizate pentru a controla dispozitivele externe. Fiecare controler corespunde propriului controller. Controlerele electronice sunt implementate pe plăci de circuite imprimate separate inserate în interiorul unității de sistem. Aceste plăci sunt adesea numite adaptoare VU (de la adaptare - adaptare). După primirea unei comenzi de la microprocesor, controlerul funcționează autonom, eliberând microprocesorul de îndeplinirea funcțiilor specifice necesare pentru o anumită unitate monotermă.
Pentru a accelera schimbul de informații între microprocesor și dispozitivele externe, PC-ul utilizează accesul direct la memorie (DMA). Controlerul DMA, care primește un semnal de cerere de la un dispozitiv extern, acceptă controlul de schimb pentru el însuși și asigură schimbul de date cu OP prin ocolirea microprocesorului central. În acest moment, microprocesorul continuă să execute programul curent fără întrerupere. Accesul direct la memorie, pe de o parte, eliberează microprocesorul de schimbul direct între memorie și dispozitivele externe și, pe de altă parte, permite satisfacerea semnificativă a solicitărilor de schimb mult mai rapid decât modul de întrerupere.
Cu microprocesor. Miezul oricărui PC este un microprocesor central care efectuează funcțiile de procesare a informațiilor și controlul funcționării tuturor unităților PC.
Structurally, deputatul, de regulă, se face pe un cristal (pe un VLSI). Componența MP include:
• unitate centrală de comandă;
• memorie internă a registrelor;
• scheme de control pentru magistrala de sistem, etc. Să luăm în considerare structura și funcționarea microprocesorului utilizând exemplul dezvoltat de modelul 486 al companiei.
ALU efectuează operații logice și operații aritmetice în notație binară, și în codul BCD, operațiile aritmetice pe numere reprezentate sub formă de virgulă flotantă, implementat într-o unitate specială. În unele configurații utilizate în acest scop, coprocessor aritmetică. Ea are propriile registre de date și control funcționează în paralel cu MP centrală prelucrează datele din punctul flotant.
Unitatea de control bazată pe microprocesor oferă procesare de date prin conducte cu o unitate prefetch (coada de comandă).
Blocul prefetch de comenzi și date completează finalizarea unei coadă de comandă de 32 de octeți în lungime, iar octeții sunt selectați din memorie în intervalele dintre buclele principale de instrucțiuni.
Performanța microprocesorului este mult îmbunătățită prin tamponarea comenzilor și datelor utilizate frecvent în memoria internă CACH în mărimea (în acest caz) de 8 KB. Acest lucru reduce numărul de apeluri către memoria externă. Memoria cache internă are mai multe moduri de funcționare, care oferă flexibilitatea de depanare și executare a programelor de lucru.
Segmentarea este utilă pentru organizarea modulelor locale în memorie. Este un instrument de programator de aplicații, în timp ce o distribuție de paginare este convenabilă pentru un programator de sistem pentru utilizarea eficientă a memoriei fizice a unui PC.
Memoria internă a MP include registrele funcționale disponibile programatorului: registre de uz general, indicatorul de comandă, registrul de steaguri și registrele segmentului.
Un registru de steaguri pe 32 biți indică rezultatul comenzii.
Pe lângă cele de mai sus, memoria de registru a MP conține registre ale procesorului pentru procesarea numerelor de puncte în virgulă, a sistemului și a altor registre.
Dispozitivul de control microprocesor oferă multitasking. Multitasking-ul este o modalitate de a organiza activitatea unui PC, în care conține simultan programe și date pentru mai multe sarcini. Ca parte a MP i486 există instrumente hardware și software care permit organizarea eficientă a unui mod multi-tasking, inclusiv întreruperea și protejarea sistemelor de memorie.
Sistemul de întrerupere procesează cereri de întrerupere, atât de la dispozitive externe, cât și de la blocuri interne MP. Primirea unei cereri de întrerupere de la unitatea interioară MP indică faptul că a apărut o excepție, de exemplu, depășirea grilei de biți. O întrerupere externă poate fi asociată cu cererile de întreținere de la dispozitivele periferice. Solicitarea de întreținere la timp, dispozitivul extern trimite o cerere de întrerupere către microprocesor. Microprocesorul, ca răspuns, suspendă executarea normală a programului curent și procedează la procesarea acestei solicitări pentru a efectua ulterior anumite acțiuni de I / O de date. După efectuarea unor astfel de acțiuni, programul revine la programul întrerupt. Modelul i486 este capabil să gestioneze până la 256 tipuri diferite de întreruperi, primele 32 de tipuri fiind dedicate în scopuri intrasisteme și nu sunt disponibile pentru utilizator.
Protecția memoriei de accesul neautorizat în modul multitasking se realizează utilizând un sistem de privilegii care reglează accesul la un anumit segment de memorie, în funcție de nivelul de securitate și gradul de importanță.
Securitatea este determinată de nivelul de privilegii necesar pentru a accesa segmentul corespunzător. nivelurile de privilegii sunt stabilite, numerotate de la 0 la 3. Zona de memorie cea mai protejată - rezervată pentru nucleul sistemului de operare - au un nivel de 0. Verificarea are loc la manipularea programului pentru segmente de programe sau date în privilegiu modul protejat, iar în cazul în care acest nivel nu este suficient, există o întrerupe.
Busul de date asigură transferul de informații între dispozitivele de memorie, memoria și dispozitivele periferice. Cu această magistrală pot fi transferate date de 32, 16 și 8 biți. Autobuzul este bidirecțional, i. vă permite să transmiteți date, atât în direcția înainte cât și înapoi.
Busul de comandă este proiectat să transmită semnale de control - gestionarea memoriei, controlul schimbului de date, cererile de întrerupere etc.
Memoria internă a PC-ului este formată din memorie RAM și memorie permanentă (PP).
Memorie permanentă (PP). Este nevolabil, utilizat pentru stocarea programelor de sistem, în special așa-numitul sistem de intrare / ieșire de bază (BIOS), programe auxiliare și așa mai departe. Programele stocate în PP sunt destinate utilizării permanente de către microprocesor.
Articole similare
Trimiteți-le prietenilor: