Processing math: 100%
Справочник от Автор24
Найди эксперта для помощи в учебе
Найти эксперта
+2

Магистрально-модульный принцип

Основные устройства в составе ПК

Прогресс в области информационных технологий идет очень быстрыми шагами. Новые устройства появляются каждые пару лет. Тем не менее ряд устройств в составе ПК долгое время остается неизменным. Эти устройства являются основными. К ним относится:

  • центральный процессор;
  • оперативная память (оперативное запоминающее устройство, ОЗУ);
  • постоянная память (постоянное запоминающее устройство, ПЗУ);
  • устройства ввода данных;
  • устройства вывода.

Процессор контролирует действия всех остальных устройств и выполнение программ. Главной характеристикой процессора является его разрядность. Разрядностью процессора называют число битов, которые процессор может обрабатывать одновременно. Процессоры на современных ПК имеют 32 или 64 разряда. Также современные процессоры имеют свою внутреннюю память, которая называется кеш-памятью.

Оперативная память служит для временного хранения программ, данных и промежуточных вычислений. Пользователь не может контролировать данные в оперативной памяти. К ней имеет прямой доступ только процессор. Обмен данными процессора и оперативной памяти происходит на очень высокой скорости (быстрее происходит только обмен данными процессора с его внутренней кеш-памятью). Скорость обмена данными других устройств с процессором намного ниже. Оперативная память является временной – данные в ней хранятся только до момента выключения ПК.



Рисунок 1.

Постоянная память служит для долговременного хранения данных, которое продолжается и после выключения компьютера. Пользователь может по своему усмотрению записывать и считывать данные, находящиеся в постоянной памяти, в отличии от данных, находящихся в оперативной памяти. К постоянной памяти относится жесткий диск компьютера, переносные винчестеры, флеш-память.

«Магистрально-модульный принцип» 👇
Помощь эксперта по теме работы
Найти эксперта
Решение задач от ИИ за 2 минуты
Решить задачу
Помощь с рефератом от нейросети
Написать ИИ



Рисунок 2.

Устройства ввода данных предназначены для занесения данных в память компьютера в процессе его работы. Простейшими устройствами ввода являются клавиатура и мышь. Кроме них можно часто столкнуться с такими устройствами ввода, как:

  • микрофон – считывает звуковой сигнал;
  • сканер – считывает графическую информацию;
  • цифровой фотоаппарат;
  • тачпад;
  • графический планшет;

и многими другими.

Устройства вывода предназначены для преобразования результата обработки двоичной информации в форму удобную для восприятия человеком. К устройствам вывода относятся монитор, принтер, колонки, наушники и т.д.

Архитектура ПК

Определение 1

Архитектурой ПК называется описание принципов его организации и функционирования.

Это определение, конечно, весьма поверхностно. Даже когда мы говорим об архитектуре дома, то в мыслях разных людей это слово обретает несколько разный смысл. Для рядового жильца архитектура – это расположение комнат и служб. Для сантехника – это, прежде всего, система труб и водостоков. Для электрика – это то, как проложен электрический кабель. Для строителя – это несущие стены и распределение нагрузки перекрытий. На самом же деле архитектура дома – это все перечисленное взятое вместе с учетом взаимосвязей. Тоже самое можно сказать об архитектуре компьютера. Ее следует рассматривать на нескольких уровнях. Для обычного пользователя важно иметь представление о физическом уровне, который описывает отдельные устройства компьютера и их физическое взаимодействие, и о программном уровне, который отвечает за обработку полученных сигналов и логику взаимодействия отдельных устройств компьютера.

Архитектура современных компьютеров построена по так называемому магистрально-модульному принципу. Модульность предполагает пользователю самому подбирать нужную для него конфигурацию компьютера и заменять при необходимости отдельные устройства (модули). Модульная организация системы опирается на особый способ обмена информацией. Он называется магистральным или шинным. Системная шина (магистраль) - это набор линий, по которым при помощи электрического сигнала происходит передача данных и служебных сигналов между процессором, памятью, периферийными устройствами. Системная шина, так же как и процессор, характеризуется разрядностью – количеством битов, которые можно одновременно передать по шине. Разрядность системной шины и процессора совпадают. Системная шина делится на следующие функциональные части:

  • шина данных;
  • шина адресов;
  • шина управления.



Рисунок 3.

Данные по шине данных передаются как от процессора к любому устройству, так и в обратном направлении. По шине управления передаются сигналы, которые синхронизируют взаимодействие устройств, обменивающихся данными. У каждого устройства или ячейки памяти есть свой адрес. Эти адреса передает шина адресов, обеспечивая прямые обращения устройств к памяти.

Подключение отдельных устройств к системной шине происходит на физическом и программном уровнях. Физический уровень отвечает за то, чтобы устройство могло получать и отправлять сигналы. Какие это сигнал, как они обрабатывается устройством, что делает устройство в зависимости от полученного сигнала – все это не является вопросами физического уровня. Это зона ответственности программного уровня. На программном уровне все взаимодействие управляется операционной системой – специальным комплексом взаимосвязанных программ, который предназначен для управления ресурсами компьютера и взаимодействия с пользователями.

Для подключения любого устройства к компьютеру на физическом уровне требуется специальная микросхема, которая называется контроллером устройства. Контроллер принимает сигналы от процессора, преобразует их в вид, понятный для данного устройства, и передает самому устройству. Точно также контроллер осуществляет обратное взаимодействие от устройства к процессору.

На программном уровне для подключения устройств используются специальные программы – драйверы. При помощи драйверов к устройству получает доступ операционная система.

Замечание 1

Именно наличие контроллеров и драйверов обеспечивает модульность архитектуры ПК. Получается, что процессор и операционная система не «общаются» с устройством напрямую, а делают это через «переводчиков». Такая организация взаимодействия делает возможной быструю замену любого устройства. При этом процессор и операционная система не должны как-то приспосабливаться к новому устройству – за них эту работу выполняют контроллеры и драйверы.

Дата написания статьи: 21.04.2016
Получи помощь с рефератом от ИИ-шки
ИИ ответит за 2 минуты
Все самое важное и интересное в Telegram

Все сервисы Справочника в твоем телефоне! Просто напиши Боту, что ты ищешь и он быстро найдет нужную статью, лекцию или пособие для тебя!

Перейти в Telegram Bot

Изучаешь тему "Магистрально-модульный принцип"? Могу объяснить сложные моменты или помочь составить план для домашнего задания!

AI Assistant