5.Состав, назначение, характеристики и принципы работы основных элементов персонального компьютера

Основным устройством ПК является материнская плата, которая определяет его конфигурацию. Все устройства ПК подключаются к этой плате с помощью разъемов расположенных на этой плате. Соединение всех устройств в единую систему обеспечивается с помощью системной магистрали (шины), представляющей собой линии передачи данных, адресов и управления. Ядро ПК образуют процессор (центральный микропроцессор) и основная память, состоящая из оперативной памяти и постоянного запоминающего устройства (ПЗУ) или перепрограммируемого постоянного запоминающего устройства ППЗУ. ПЗУ предназначается для записи и постоянного хранения данных. Подключение всех внешних устройств: клавиатуры, монитора, внешних ЗУ, мыши, принтера и т.д. обеспечивается через контроллеры, адаптеры, карты. Контроллеры, адаптеры или карты имеют свой процессор и свою память, т.е. представляют собой специализированный процессор.

Микропроцессор- функционально законченное программно управляемое устройство обработки информации, выполненное в виде одной или нескольких больших или сверхбольших интегральных схем

Микропроцессор выполняет следующие функции:

• Обработка машинных команд(вычисление адресов команд и операндов, выборка и дешифрация команд из основной памяти, выборка данных из оперативной памяти)

• Выработка управляющих сигналов для всех прочих узлов и блоков ПК.

Выделяют два основных режима микропроцессоров:

1. Реальный(однозначный) - одновременно выполняется только одна программа, могу непосредственно адресоваться только (1024+64) кб основной памяти ПК( расширенная при подключении спец. Драйверов)

2. Защищенный (многозначный)- одновременно выполняет несколько программ, обеспечена непосредственная адресация и прямой доступ к расширенной основной памяти.

Микропроцессор и его функциональные части.

Выделяют две функциональные части микропроцессоров : операционную, содержащую устройство управления; интерфейсную, включающую в себя адресные регистры МПП.

Устройство управления является наиболее сложным функциональным устройством ПК. Он вырабатывает управляющие сигналы, поступающие по кодовым шинам инструкций (КШИ) во все блоки машины.

Регистр команд хранит код операции и адреса операндов, участвующих в операции. В ПЗУ входят управляющие процедуры обработки информации, соответствующие КОП. Дешифратор операций определяет Коп и передает сигнал ПЗУ. Узел формирования адреса вычисляет полный адрес ячейки памяти по реквизитам, поступающим из регистра команд и регистров МПП.

Основными процедурами обработки яв-ся:

• Выборка из регистра счетчика адреса команды МПП адреса ячейки ОЗУ, где хранится инструкция программы;

• Пересылка из ячейки ОЗУ в регистр команд инструкции программы;

• Расшифровка в дешифраторе КОП;

• Считывание из ПЗу в соответствии с КОП микропрограммы;

• Считывание из регистра команд и регистров МПП составляющих адресов операндов операции;

• Выборка операндов по сформированным адресам;

• Выполнение заданной операции обработки;

• Запись результатов операции в память;

• Формирование адреса следующие команды программы.

Интерфейсная часть микропроцессора. Она предназначена для связи и согласования микропроцессора с системной шиной ПК, а так же для приема, предварительного анализа команд выполняемой программы и формирования полных адресов операндов и команд.

Системная плата

Системная, или материнская, плата – важнейшая конструктивная часть ПК, которая объединяет и обеспечивает взаимодействие большинства устройств машины. Конструктивно СП настольного комп. Представляет собой печатную плату площадью 600-1000см, на кот размещается большое число различных микросхем, разъемов и других элементов.

Набор системных микросхем(чипсет) и микропроцессорный разъем определяют тип микропроцессоров, которые можно устанавливать на этой плате.

Чипсет на Сп определяет тактовую частоту системой шины СП, влияет на работу микропроцессора, взаимодействие с ОЗУ и другими компонентами ПК. В состав чипсета входят контроллеры прерываний, прямого доступа к памяти, микросхемы управления памятью и шиной, часы реального времени с СМОS-памятью и иногда –контроллер клавиатуры.

Наборы микросхем определяют след. Функциональные возможности Сп:

• Типы поддерживаемых процессоров;

• Структура и объем кэш-памяти;

• Возможные сочетания типов и объемов модулей оперативной памяти;

• Поддержка режимов энергосбережения;

• Возможность программной настройки параметров и т.д.

Чипсеты обычно состоят из двух базовых микросхем с условными именами «северный мост» и «южный мост». Северный мост обеспечивает управление шиной оперативной памяти, интерфейсными шинами и системной шиной микропроцессора. Южный мост имеет в своем составе контроллеры дисководов, клавиатуры и мыши.

Аппаратные интерфейсы

Аппаратный интерфейс – это средство сопряжения двух устройств, в котором все физические и логические параметры согласуются между собой.

Для согласования интерфейсов периферийные устройства подключаются к шинам не напрямую, а через порты и платы расширения. Объединяется же всё это многообразие устройств на системной плате.