Магистрально-модульное построение компьютера. Процессор и оперативная память

Слайд 1

Слайд 2

Архитектура современных персональных компьютеров (ПК) основана на магистрально-модульном принципе Модульный принцип позволяет пользователю самому комплектовать нужную ему конфигурацию компьютера и производить при необходимости ее модернизацию. Магистральный (шинный) принцип –это принцип, при котором устройства компьютера соединяются между собой информационными магистралями (среди них особую роль играет системная магистраль) Введение

Слайд 3

Термины Структура - способ взаимосвязи устройств друг с другом Модуль ПК - любое относительно самостоятельное устройство компьютера (процессор, оперативная память, контроллер, дисплей, принтер, сканер и т.д.) Архитектура - совокупность его устройств(ПК)

Слайд 4

Основа компьютера Основу компьютера составляет находящаяся в системном блоке системная (материнская) плата , на которой размещены системные (центральные) устройства компьютера - процессор и оперативная память . Процессор Материнская плата Оперативная память

Слайд 5

Процессор Центра́льный проце́ссор электронный блок ( микросхема ) — это исполнитель машинных инструкций (кода программ), главная часть аппаратного обеспечения компьютера или программируемого логического контроллера

Слайд 6

Иногда называют микропроцессором или просто процессором. Изначально термин центральное процессорное устройство описывал специализированный класс логических машин , предназначенных для выполнения сложных компьютерных программ . Начало применения термина и его аббревиатуры по отношению к компьютерным системам было положено в 1960-е годы . Устройство, архитектура и реализация процессоров с тех пор неоднократно менялись, однако их основные исполняемые функции остались теми же, что и прежде.

Слайд 7

Перспективы В ближайшие 10-20 лет, скорее всего, изменится материальная часть процессоров ввиду того, что технологический процесс достигнет физических пределов производства. Возможно, это будут: Оптические компьютеры — в которых вместо электрических сигналов обработке подвергаются потоки света ( фотоны , а не электроны ). Квантовые компьютеры , работа которых всецело базируется на квантовых эффектах. Молекулярные компьютеры — вычислительные системы, использующие вычислительные возможности молекул (преимущественно, органических).

Слайд 8

Оперативная память Операти́вная па́мять — энергозависимая часть системы компьютерной памяти , в которой временно хранятся данные и команды, необходимые процессору для выполнения им операции. Обязательным условием является адресуемость памяти. Оперативное запоминающее устройство , ОЗУ — техническое устройство , реализующее функции оперативной памяти. ОЗУ может изготавливаться как отдельный блок или входить в конструкцию

Слайд 9

Системная магистраль Системная магистраль или системная шина - это набор электронных линий, связывающих воедино центральные устройства (процессор, оперативная память) с периферийными устройствами (клавиатура, принтер, винчестер и т.д.) через устройства сопряжения (адаптеры, контроллеры).

Слайд 10

Виды системных шин

Слайд 11

Разрядность шины данных Разрядность шины данных определяется разрядностью процессора , т.е. количеством двоичных разрядов, которые процессор обрабатывает за один такт.

Слайд 12

Режимы использования шины передачи данных

Слайд 13

Выбор абонента по обмену данными производит процессор , который формирует код адреса данного устройства, а для ОЗУ - код адреса ячейки памяти. Код адреса передается по адресной шине , причем сигналы передаются в одном направлении, от процессора к устройствам, т.е. шина адресов однонаправленная . По шине управления передаются сигналы, определяющие характер обмена информацией, и сигналы, синхронизирующие взаимодействие устройств, участвующих в обмене информацией. Шина адресов Шина управления

Слайд 14

Подключение к магистрали Подключение устройств компьютера к магистрали на физическом уровне осуществляется с помощью контроллеров , а на программном обеспечивается драйверами .

Слайд 15

Контроллер Контроллер принимает сигнал от процессора и дешифрует его, чтобы соответствующее устройство смогло принять этот сигнал и отреагировать на него. За реакцию устройства процессор не отвечает , отвечает лишь соответствующий контроллер. Поэтому внешние (периферийные) устройства ПК заменяемы, и набор таких модулей произволен.

Слайд 16

Драйвер Драйвер – это программа, обеспечивающая взаимодействие операционной системы с соответствующим устройством вычислительной системы (драйвер клавиатуры, драйвер принтера и т.п.). Драйвер обрабатывает прерывания обслуживаемого устройства, поддерживает очередь запросов к нему и преобразует запросы в команды управления устройством.

Слайд 17

Быстродействие системы ПК Быстродействие различных компонентов компьютера (процессора, оперативной памяти и контроллеров периферийных устройств) может существенно различаться. Для согласования быстродействия на системной плате устанавливаются специальные микросхемы ( чипсеты ), включающие в себя контроллер оперативной памяти (так называемый северный мост) и контроллер периферийных устройств (южный мост)

Слайд 18

Северный мост обеспечивает обмен информацией между процессором и оперативной памятью по системной шине. К северному подключается шина PCI (Peripherial Component Interconnect ) шина взаимодействия периферийных устройств ), которая обеспечивает обмен информацией с контроллерами периферийных устройств. Южный мост обеспечивает обмен информацией между северным мостом и портами для подключения периферийного оборудования . Северный мост Южный мост

Слайд 19

Схема магистрально-модульного принципа построения ПК

Слайд 20

Конец