Главная › Интернет › Что такое IBM-совместимый компьютер

Что такое IBM-совместимый компьютер

В этом реферате мы постараемся достаточно кратко объяснить некоторые особенности IBM РС-совместимых компьютеров, а также введем некоторые базовые понятия, на которые впоследствии будем не раз ссылаться.

Открытая архитектура (блочно-модульный принцип построения)

Привлекательность IBM РС-совместимых компьютеров заключается в их открытой архитектуре. Это, в частности, означает, что подобные компьютеры имеют модульный принцип построения, то есть их основные узлы и блоки выполнены в виде отдельных модулей. Таким образом, установка новых или замена старых устройств, входящих в состав компьютера, не представляют особых сложностей. Усовершенствование таких компьютеров вполне под силу самим пользователям.

В составе IBM РС-совместимого персонального компьютера можно выделить три основных компонента: системный блок, монитор и клавиатуру. В системном блоке находится вся основная электронная начинка компьютера: блок питания, материнская (системная) плата и приводы накопителей (дисководы) со сменным или несменным носителем. Клавиатура является стандартным устройством ввода информации, позволяющим передавать компьютеру определенные символы или

управляющие сигналы. Монитор (или дисплей) предназначен для отображения на своем экране монохромной или цветной, символьной или графической информации. Все перечисленные выше основные компоненты соединяются друг с другом посредством специальных кабелей с разъемами.

От типа корпуса системного блока зависят, в частности, размеры и размещение используемой системной платы, минимальная мощность блока питания (то есть возможное число, подключаемых устройств) и максимальное количество устанавливаемых приводов накопителей. Корпуса компьютеров бывают напольного (tower) и настольного (desktop) исполнения. Основным отличием этих типов корпусов можно считать различное количество установочных мест для накопителей и соответственно мощность блока питания. Кстати, установочные места (монтажные отсеки) для накопителей могут быть двух типов: с внешним доступом и внутренним доступом. Таким образом, по определению, доступ к накопителям, установленным в монтажные отсеки последнего типа может осуществляться только при открытой крышке корпуса системного блока. Такие установочные места могут использоваться только для накопителей с несменным носителем, например, винчестеров.

Системная плата является основой компьютера и представляет собой плоский лист фольгированного стеклостекстолита, на котором находятся основные электронные элементы: базовый микропроцессор, оперативная память, кварцевый резонатор и другие вспомогательные микросхемы.

В соответствии с принципом открытой архитектуры большая часть

IBM РС-совместимых компьютеров имеет системные платы, которые содержат лишь основные узлы, а элементы связи, например, с приводами накопителей, монитором и другими периферийными устройствами, отсутствуют. В таком

случае эти отсутствующие элементы располагаются на отдельных печатных платах, которые вставляются в специальные разъемы расширения, предусмотренные для этого на системной плате. Эти дополнительные платы называют дочерними, а системную плату - материнской. Функциональные устройства, выполненные на дочерних платах, часто называют контролерами или адаптерами, а сами дочерние платы - платами расширения.

Микропроцессоры и системные шины

В IBM РС-совместимых компьютерах используются только микропроцессоры Intel или их клоны, имеющие подобную архитектуру.

С основными устройствами компьютера микропроцессор связан через так называемую системную шину. По этой шине осуществляется не только передача информации, но и адресация устройств, а также обмен специальными служебными сигналами. Как правило, подключение дополнительных устройств к системной шине производится через разъемы расширения.

Для подключения плат расширения на системной шине компьютеров на базе микропроцессора i8088 (IBM РС и IBM РС/ХТ) используются 62-контактные разъемы. В частности, эта системная шина включает 8 линий данных и 20 адресных линий, которые ограничивают адресное пространство компьютера пределом в

1 Мбайт. В компьютерах PC/AT286 впервые стала применяться новая системная шина ISA (Industry Standart Architecture), по которой можно было передавать параллельно уже 16 разрядов данных, а благодаря 24 адресным линиям напрямую обращаться к 16 Мбайтам системной памяти. Эта системная шина отличается от предыдущей наличием дополнительного З6-контактного разъема для соответствующих плат расширения. Компьютеры на базе микропроцессоров i80386/486 стали применять специальные шины для памяти, что позволило максимально использовать ее быстродействие. Тем не менее некоторые устройства, подключаемые через разъемы расширения системной шины, не могут достичь скорости обмена, сравнимой с микропроцессором. В основном это касается работы с контролерами накопителей и видеоадаптерами. Для решения этой проблемы, стали использовать так называемые локальные (local) шины, которые непосредственно связывают микропроцессор с контролерами этих периферийных устройств. В настоящее время известны две стандартные локальные шины: VL-bus (VESA Local-bus) и PCI (Peripheral Component Interconnect). Для подключения устройств к таким шинам на системной плате компьютера имеются специальные разъемы.

Порты, прерывания, прямой доступ к памяти

Все устройства на системной шине микропроцессор рассматривает либо как адресуемую память, либо как порты ввода-вывода. Вообще говоря, под портом понимают некую схему сопряжения, которая обычно включает в себя один или несколько регистров ввода-вывода (особых ячеек памяти).

О совершении некоего события микропроцессор может узнать по сигналу, называемому прерыванием. При этом исполнение текущей последовательности команд приостанавливается (прерывается), а вместо нее начинает выполняться другая последовательность, соответствующая данному прерыванию. Обычно прерывания подразделяются на аппаратные, логические и программные.

Аппаратные прерывания (IRQ) передаются по специальным линиям системной шины и связаны с запросами от внешних устройств (например, нажатие клавиши на клавиатуре). Логические прерывания возникают при работе самого микропроцессора (например, деление на ноль), а программные инициируются выполняемой программой и обычно используются для вызова специальных подпрограмм.

В первых компьютерах IBM PC использовалась микросхема контролера прерываний i8259 (Interrupt Controller), которая имеет восемь входов для сигналов прерываний (IRQ0-IRQ7). Как известно, в одно и то же время микропроцессор может обслуживать только одно событие и в выборе данного события ему помогает контролер прерываний, который устанавливает для каждого из своих входов определенный уровень важности - приоритет. Наивысший приоритет имеет линия запроса прерывания IRQ0, а наименьший - IRQ7, то есть приоритет убывает в порядке возрастания номера линии. В IBM PC/AT восьми линий прерывания стало уже недостаточно и их количество было увеличено до 15. В первых моделях для этого использовалось каскадное включение двух микросхем i8259. Оно осуществлялось путем подсоединения выхода второго контролера ко входу IRQ2 первого.

Важно для понимания здесь следующее. Линии прерывания IRQ8 - IRQ15 (то есть входы второго контролера) имеют приоритет ниже чем IRQ1, но выше IRQ3.

В режиме прямого доступа (DMA, Direct Memory Access) периферийное устройство связано с оперативной памятью непосредственно, а не через внутренние регистры микропроцессора. Наиболее эффективной такая передача данных бывает в ситуациях, когда требуется высокая скорость обмена для большого количества информации. Для инициализации процесса прямого доступа на системной шине используются соответствующие сигналы.

В компьютерах, совместимых с IBM РС и PC/XT, для организации прямого доступа в память используется одна 4-канальная микросхема DMA i8237, канал 0 которой предназначен для регенерации динамической памяти. Каналы 2 и 3 служат для управления высокоскоростной передачей данных между дисководами гибких дисков, винчестером и оперативной памятью соответственно.

IBM PC/AT-совместимые компьютеры имеют 7 каналов прямого доступа к памяти. В первых компьютерах это достигалось каскадным включением двух микросхем i8237, как и в случае контролеров прерываний.

Память компьютера

Все персональные компьютеры используют три вида памяти: оперативную, постоянную и внешнюю (различные накопители). Оперативная память предназначена для хранения переменной информации, так как она допускает изменение своего содержимого в ходе выполнения микропроцессором соответствующих операций. Поскольку в любой момент времени доступ может осуществляться к произвольно выбранной ячейке, то этот вид памяти называют также памятью с произвольной выборкой - RAM (Random Access Memory).

Все программы, в том числе и игровые, выполняются именно в оперативной памяти. Постоянная память обычно содержит такую информацию, которая не должна меняться в течение длительного времени. Постоянная память имеет собственное название - ROM (Read Only Memory), которое указывает на то, что ею обеспечиваются только режимы считывания и хранения.

Логическая организация памяти

Как известно, используемый в IBM РС, PC/XT микропроцессор i8088 через свои 20 адресных шин предоставляет доступ всего к 1-Мбайтному пространству памяти. Первые 640 Кбайт адресуемого пространства в IBM РС-совместимых компьютерах называют обычно стандартной памятью (conventional memory). Оставшиеся 384 Кбайта зарезервированы для системного использования и носят название памяти в верхних адресах (UMB, Upper Memory Blocks, High DOS Memory или UM Area - UMA).Эта область памяти резервируется под размещение системной ROM BIOS (Read Only Memory Basic Input Output System), под видеопамять и ROM-память дополнительных адаптеров.

Дополнительная (expanded) память

Почти на всех персональных компьютерах область памяти UMB редко оказывается заполненной полностью. Пустует, как правило, область расширения системного ROM BIOS или часть видеопамяти и области под дополнительные модули ROM. На этом и базируется спецификация дополнительной памяти EMS (Ехpanded Memory Specification), впервые разработанная фирмами Lotus Development, Intel и Microsoft (поэтому называемая иногда LIM-cпeцификацией). Эта спецификация позволяет использовать оперативную память свыше стандартных 640 Кбайт для прикладных программ. Принцип использования дополнительной памяти основан на переключении блоков (страниц) памяти. В области UMB, между видеобуфером и системным RGM BIOS, выделяется незанятое 64-Кбайтное "окно", которое разбито на страницы. Программные и аппаратные средства позволяют отображать любой сегмент дополнительной памяти в любую из выделенных страниц "окна(TM). Хотя микропроцессор всегда обращается к данным, хранимым в "окне" (адрес ниже 1 Мбайта), адреса этих данных могут быть смещены в дополнительной памяти относительно "окна" на несколько мегабайт (см. рис. 1).

Первым делом требуется точно определиться с задачами, для которых будет использоваться ваш будущий системный блок. Если запланирована покупка игрового оборудования, то особое внимание нужно уделить видеокарте, а для графической рабочей станции основополагающую роль играет мощность процессора и объём оперативной памяти. Наименее требовательными в плане производительности являются офисные системники. Вам даже не потребуется добавлять внешнюю видеокарту, ведь вполне достаточно будет и встроенной. Сперва следует выбрать процессор. Этот элемент влияет на общую производительность всей системы и чем больше будет ядер (и чем выше их частота работы), тем быстрее будут выполняться операции.

Далее конфигуратор ПК поможет подобрать материнскую плату. Она должна быть совместима с CPU и поддерживать оперативную память необходимой частоты. Обратите своё внимание на наличие всех необходимых слотов и разъёмов, а также на размер самой материнской платы (АТХ, micro ATX, mini ATX и пр.). Обычно на любой из них уже присутствует встроенная сетевая и звуковая карта. Конструктор интернет-магазина сайт автоматически подберет подходящие варианты, после того как вы выберете процессор, а не подходящие исключит. Игровой компьютер обязательно укомплектовывается внешней видеокартой. Если вы хотите регулярно играть в современные игры и надолго забыть о модернизации вашей системы, то экономить не стоит. Это касается и объёма оперативной памяти, на стоимость ПК она особо не повлияет, но на производительности скажется значительно. От объёма жесткого диска зависит количество информации, которую вы можете одновременно хранить на компьютере. Но для увеличения быстродействия системы рекомендуют дополнительно устанавливать SSD-накопитель. На нём будет находиться ОС, программы и приложения.

Для удобной работы с внешними носителями данных системный блок, по желанию, укомплектовывают оптическим приводом и карт-ридером. Одним из важных элементов системника выступает блок питания. Его мощность должна подбираться после просчёта суммарного объёма потребления электроэнергии комплектующими. Кроме того, оставьте запас в 100-200 Вт для надёжной работы при повышенных нагрузках на процессор и видеокарту. Конструктор не даст вам ошибиться с выбором блока питания, так как учтет выбранные вами комплектующие и предоставит только подходящие корпуса с блоками питания.

Конфигурация мощного игрового компьютера предусматривает наличие дополнительной системы охлаждения, которая подбирается автоматически, в зависимости от выбранного процессора. Осталось собрать всё в корпус. Он может быть совсем простым и прямолинейным, если системный блок вы планируете установить под столом, где его никто не будет видеть, либо же иметь неоновую подсветку и окно на боковой стороне, позволяющее наблюдать за работой системы (геймерские варианты). Это дело вкуса, но учтите, что корпус для игрового ПК должен быть вместительным и иметь хорошую продуваемость, чтобы комплектующие не перегревались на пиковых нагрузках.

Возникли трудности?

Для удобства клиентов предусмотрена возможность отправить на печать получившуюся конфигурацию. А если возникли трудности, то стоит воспользоваться помощью нашего инженера, который подскажет какие комплектующие правильнее использовать для получения оптимальных технических характеристик.
Решив собрать компьютер у нас, вы получаете лучшие цены и сервис. Гарантируем быструю, но бережную доставку вашего системного блока.

Ключевая единица производительности системы. От выбора модели зависит скорость расчетов, быстродействие, выбор задач и не только. На Ваш выбор, как недорогие производительные 2-4 ядерные решения для дома, так и мощнейшие 6-12 ядерные процессоры для рендеринга и моделирования

Материнская плата - база любого компьютера и основа для остальных комплектующих. Именно на ней строится система. Многослойная печатная плата с обилием разъемов и слотов расширения объединяет такие компоненты как процессор, видеокарту, ОЗУ и диски.

Недорогой, но очень важный элемент ПК, от которого зависит стабильность работы процессора, склонного к перегреву при интенсивных нагрузках. Регулярное охлаждение ЦП убережет вас от артефактов и поломок компьютера. Ключевые характеристики кулера – уровень шума, скорость вращения и тип подшипника

Графическое ядро – ключевой узел для обработки данных, связанных с просчетом 3D-объектов. Это незаменимая составляющая любого игрового компьютера или графической станции. Мощные видеокарты требовательны к качеству блоку питания, поскольку могут потреблять до 300Вт энергии.

Механический накопитель, являющийся постоянным хранилищем всей информации на компьютере. Его характеристики определяются скоростью вращения шпинделя (5400/7200rpm) и емкостью. Последний показатель может колебаться от 500 ГБ до 10 ТБ. Вы сами определяете для себя задачи, возложенные на HDD.

SSD

Твердотельные накопители (Solid State Disk) – устройства для хранения данных с запредельной скоростью чтения и записи информации, которые существенно быстрее обычного HDD. Их также отличает бесшумность и отсутствие механических компонентов, способных выйти из строя.

Металлический кейс, в котором собираются все элементы системного блока. От выбора модели будет зависеть компактность ПК, качество охлаждения, количество места для установки комплектующих и свободное пространство для дальнейшего апгрейда. Некоторые корпуса поставляются с предустановленными блоками питания.

Важнейший элемент компьютера, запитывающий все ключевые компоненты компьютера (процессор, видеокарту, диски, системы охлаждения). Качественные БП дополнительно защищают ПК от короткого замыкания, скачков напряжения и статики.

ПО и операционная система – ключевые компоненты системы, связывающие воедино все компоненты ПК, заставляя их работать корректно. Устанавливайте только лицензионное ПО, чтобы обезопасить себя в дальнейшем, получая официальную поддержку от производителя.

МОДДИНГ

Дополнительные опции

PCI/PCI-E контроллеры LPT, COM, 1394 FireWire, SATA, USB 3.0. Устройства для подключения любых карт-памяти. Bluetooth адаптеры. Регуляторы вращения вентиляторов, классические и с сенсорным управлением. Дополнительные USB контроллеры на переднюю панель 3,5”; 5,25“

Звуковая карта – замечательная альтернатива встроенному в материнскую плату аналоги. Дискретная плата полностью раскроет потенциал акустических систем, добавит современные интерфейсы подключения колонок и позволит получить эффект полного погружения в фильм или игру.

Периферийное оборудование

Монитор – ваше окно в мир информации. TN, PLS, IPS-матрицы с LED-подсветкой, задержкой от 1 мс и способностью отображать картинку на экране с диагональю 22, 24, 27, 30 и более дюймов. Хотите получить больше ощущений от любимой игры? Присмотритесь к геймерским моделям с частотой обновления 120, 144 и даже 240 Гц.

Устройство ввода информации и верный компаньон в большинстве современных игр. У нас представлены офисные модели с минимальным функционалом, мультимедийные с дополнительными клавишами и геймерские варианты. Механические или мембранные переключатели, с подсветкой и без таковой. Найдите вариант по душе.

Оптическая или лазерная мышь – незаменимый компонент ПК, с помощью которого вы будете открывать папки, перемещать документы, серфить интернет, взаимодействовать с программами и играми. Проводные или беспроводные модели. Строгие офисные, или геймерские с дополнительными клавишами. Выберите модель под свою ладонь.

Акустическая система - устройство вывода звукового сигнала и отличный компаньон при просмотре мультимедийного контента, а так же играя в любимые 3D игры. Организуйте домашний кинотеатр, подключив акустическую систему к звуковой карте и наслаждайтесь фильмами и музыкой. Получите преимущество в играх, издали услышав шаги противника.

Удобный инструмент для общения в интернете и бесшумного прослушивания музыки. Незаменимый атрибут для видеозвонков, конференций, групповых голосовых чатов. Наушники позволят просматривать фильмы или получать удовольствие от любимых исполнителей в людных местах, не отвлекая окружающих от повседневных дел.

Защита питания крайне важна в местах с регулярными перебоями в работе электросети. Источник бесперебойного питания позволят ПК работать стабильно без неожиданных аварийных отключений. Характерный звуковой сигнал даст понять, что пора завершать сеанс и сохранять изменения в документации, дабы труд не оказался напрасным.

Для тех, кто решил собрать компьютер в интернет-магазине «ЖЕЛЕЗА.НЕТ», действует постоянное предложение – сборка компьютера, проверка, диагностика, настройка и стресс-тестирование комплектующих бесплатно!

Клиент получает полностью подготовленный к дальнейшей работе системный блок, собранный из тех комплектующих, которые вы ранее выбрали в нашем онлайн-конфигураторе ПК. Если дополнительно вы заказали пакет программного обеспечения или операционную систему, они также будут установлены и отлажены. Каждый предлагаемый компьютер тщательно тестируется на работоспособность под максимальной нагрузкой. При желании заказчика обновляем BIOS, меняем штатный термоинтерфейс на более качественный, проверяем стабильность под разгоном и не только.

Собрать оптимальную сборку ПК с помощью конфигуратора онлайн

Неоспоримым преимуществом нашего конфигуратора ПК является возможность подбора не только основных аппаратных компонентов, но и периферийных устройств. В интернет-магазине «ЖЕЛЕЗА.НЕТ» представлены как новые, так и актуальные модели мониторов, акустических систем, клавиатур и мышек. Подключайте фантазию, приобретая элементы будущего компьютера в едином стиле. Наша команда специалистов не позволит вам запутаться в многообразии товаров. Собрать компьютер с проверкой совместимости не составит особо труда для специалистов компании.

Подобрать комплектующие? Что может быть проще

Ассортимент предлагаемых на рынке комплектующих ежемесячно растет и расширяется. С одной стороны, определиться с выбором железа становится проблематично. С другой же, у вас есть отличная возможность найти именно тот компонент, который максимально подходит к задачам, возложенным на будущую систему. Собрать компьютер с помощью он-лайн конфигуратора ПК – самый простой и доступный способ сгенерировать индивидуальную модель, полностью соответствующую конкретным требованиям. Наш сервис позволит найти оптимальное «железо» без переплаты за ненужный функционал и невостребованные опции. Параллельно он подскажет, как избежать лишних трат при выборе материнской платы или видеокарты под конкретный процессор. Если вы хотите приобрести игровой компьютер в топовой конфигурации без переплат, попробуйте заменять некоторые компоненты (модель GPU, система охлаждения, корпус, диски), во избежание накрутки за бренд. На сегодняшний день не существует плохих производителей, зато недооцененных – через край.

Откройте в себе задатки системного администратора

Самостоятельная сборка ПК научит вас разбираться в компонентах и их характеристиках, что существенно облегчит задачу в последующих апгрейдах. Вы сможете отсеивать несоответствующие вашему сокету и чипсету комплектующие, находить актуальные модели товаров и выстраивать плацдарм для дальнейшей модернизации ПК. Наш конфигуратор ПК с проверкой совместимости сам уберет неподходящие детали, если вы захотите собрать компьютер «с нуля», но не обладаете достаточным опытом для этих целей. Помните, что каждая система требует особого подхода: Домашний (мультимедийный) – хорошая видеокарта, большое количество памяти, качественная акустическая составляющая; Офисный – быстрый процессор для оперативной обработки данных, емкий HDD; Игровой – мощная графическая подсистема, ЦП с возможностью разгона (и соответствующая материнская плата под него), большое количество ОЗУ, быстрый SSD. Рабочая станция для обработки графики – все идентично игровому ПК, но с еще большим размером оперативной памяти и внушительным хранилищем данных (Raid-массив из нескольких HDD).

Преимущества онлайн-конфигуратора интернет-магазина «ЖЕЛЕЗА.НЕТ»

С помощью конфигуратора на нашем сайте вы соберете ПК для любых нужд. Стоимость системного блока отображается автоматически, а потому всегда можно подобрать более дешевую или дорогую альтернативу в зависимости от заложенного ранее бюджета. Не обязательно добавлять в корзину все элементы, представленные в категориях. Возможно, у Вас уже есть HDD, системная плата или GPU. Осталось лишь выбрать недостающие запчасти, ориентируясь на уже имеющиеся, собрав оптимальную по всем параметрам систему. Хотите сохранить конфигурацию? Нет ничего проще. Вернетесь к ней, как только появится время доделать, или переработать сборку.

Помощь специалистов по щелчку пальца

Возникли трудности на этапе виртуальной сборки, или не знаете, какой процессор подойдет для ваших задач? Обратитесь к команде специалистов интернет-магазина «ЖЕЛЕЗА.НЕТ» любым удобным способом: почта, телефон, мессенджеры, социальные сети. Задайте интересующий вопрос и получите на него исчерпывающий ответ. Собирая систему с помощью конфигуратора ПК, вы не переплачиваете дополнительно за сборку, диагностику, настройку и тестирование компьютера – все эти услуги мы оказываем бесплатно. Вы всегда знаете, на что потратили средства. Сделайте заказ уже сейчас и станьте обладателем новенького системного блока, а может и полностью готового компьютера в сборе. Мы всегда будем рады помочь.

В основу архитектуры IBM PC-компьютеров положен принцип шинной организации связей между процессором и остальными компонентами компьютера. Хотя с тех пор неоднократно менялись типы используемых шин и их устройство, но архитектура основной принцип внутренней организации компьютера осталась без изменений. Устройство компьютера изображено на схеме ниже.

Центральный процессор (CPU) является ядром компьютерной системы. Связь с остальными компонентами осуществляется посредством внешней шины процессора. Внутри процессора имеются шины для взаимодействия между собой АЛУ, устройства управления и регистров памяти. Внешняя шина процессора состоит из линий, по которым передаются данные, адреса (указывающие, откуда берутся и куда передаются эти данные) и команды управления. Поэтому общая шина подразделяется на шину данных, шину адреса и шину управления. По каждой линии может передаваться один бит данных, адреса или команды управления. Количество линий в шине называется разрядностью шины. Разрядность шины определяет максимальное количество одновременно передаваемых бит, отчего в свою очередь зависит общая производительность компьютера. То есть чем больше разрядность шины, тем больше данных одновременно может передаваться, тем выше производительность. Вторым параметром, влияющим на производительность, является скорость передачи данных по шине, которая определяется тактовой частотой шины.

Частота шины достаточно важная характеристика, но все же не определяющая производительность компьютера. Наиболее важными параметрами для общей производительности компьютера являются тактовая частота и разрядность центрального процессора. И это естественно по многим причинам. Именно процессор выполняет основные задачи по обработке данных, часто инициирует и управляет обменом данных. Тактовая частота определяет скорость выполнения операций, а разрядность количество данных, обрабатываемых в процессе одной операции.

Вопрос 20: Система конструктивных элементов пэвм. Форм-факторы.

Компью́тер (англ. computer, - «вычислитель») - устройство или система, способное выполнять заданную, чётко определённую изменяемую последовательность операций. Это чаще всего операции численных расчётов и манипулирования данными, однако, сюда относятся и операции ввода-вывода. Описание последовательности операций называется программой.

Электро́нная вычисли́тельная маши́на, ЭВМ - комплекс технических средств, где основные функциональные элементы (логические, запоминающие, индикационные и др.) выполнены на электронных элементах, предназначенных для автоматической обработки информации в процессе решения вычислительных и информационных задач.

Персональный компьютер, ПК (англ. personal computer, PC),ПЭВМ (персональная электронно-вычислительная машина) - настольная микро-ЭВМ, имеющая эксплуатационные характеристики бытового прибора и универсальные функциональные возможности.

Форм-фактор (от англ. form factor) - стандарт, задающий габаритные размеры технического изделия, а также описывающий дополнительные совокупности его технических параметров, например форму, типы дополнительных элементов размещаемых в/на устройстве, их положение и ориентацию.

Форм-фактор (как и любые другие стандарты) носит рекомендательный характер.

Спецификация форм-фактора определяет обязательные и дополнительные компоненты. Однако подавляющее большинство производителей предпочитают соблюдать спецификацию, поскольку ценой соответствия существующим стандартам является совместимость материнской платы и стандартизированного оборудования (периферии, карт расширения) других производителей в будущем.

Электронная вычислительная машина подразумевает использование электронных компонентов в качестве её функциональных узлов, однако компьютер может быть устроен и на других принципах - он может быть механическим, биологическим, оптическим, квантовым и т. п. (подробнее: Классы компьютеров По виду рабочей среды), работая за счёт перемещения механических частей, движения электронов, фотонов или эффектов других физических явлений. Кроме того, по типу функционирования вычислительная машина может быть цифровой (ЦВМ) и аналоговой (АВМ).

С другой стороны, термин «компьютер» предполагает возможность изменения выполняемой программы (перепрограммирования). Многие электронные вычислительные машины могут выполнять строго определенную последовательность операций, содержат устройства ввода и вывода или состоят из похожих на используемые в электронном компьютере конструктивных элементов (например, регистры), но не предполагают возможность перепрограммирования.*

Конструктивные особенности

Современные компьютеры используют весь спектр конструкторских решений, разработанных за всё времяразвития вычислительной техники. Эти решения, как правило, не зависят от физической реализациикомпьютеров, а сами являются основой, на которую опираются разработчики. Ниже приведены наиболее важные вопросы, решаемые создателями компьютеров:

Цифровой или аналоговый

Фундаментальным решением при проектировании компьютераявляется выбор, будет ли он цифровой или аналоговой системой. Если цифровыекомпьютерыработают сдискретнымичисленными или символьными переменными, то аналоговые предназначены для обработки непрерывных потоков поступающих данных. Сегодня цифровыекомпьютерыимеют значительно более широкий диапазон применения, хотя их аналоговые собратья все ещё используются для некоторых специальных целей. Следует также упомянуть, что здесь возможны и другие подходы, применяемые, к примеру, в импульсных и квантовых вычислениях, однако пока что они являются либо узкоспециализированными, либо экспериментальными решениями.

Примерами аналоговых вычислителей, от простого к сложному, являются:номограмма,логарифмическая линейка,астролябия,осциллограф,телевизор,аналоговый звуковой процессор,автопилот,мозг.

Среди наиболее простых дискретных вычислителей известен абак, или обыкновенныесчёты; наиболее сложной из такого рода систем являетсясуперкомпьютер.

Система счисления

Примером компьютерана основедесятичной системы счисленияявляется первая американская вычислительная машинаМарк I.

Важнейшим шагом в развитии вычислительной техники стал переход к внутреннему представлению чисел вдвоичной форме. Это значительно упростило конструкции вычислительных устройств ипериферийного оборудования. Принятие за основу двоичной системы счисления позволило более просто реализовыватьарифметическиефункции илогическиеоперации.

Тем не менее, переход к двоичной логикебыл не мгновенным и безоговорочным процессом. Многиеконструкторыпытались разработатькомпьютерына основе более привычной для человекадесятичной системы счисления. Применялись и другие конструктивные решения. Так, одна из раннихсоветскихмашинработала на основетроичной системы счисления, использование которой во многих отношениях более выгодно и удобно по сравнению с двоичной системой (проекттроичного компьютераСетуньбыл разработан и реализован талантливым советским инженеромН. П. Брусенцовым).

Под руководством академика Хетагурова Я. А. разработан «высоконадёжный и защищённый микропроцессор недвоичной системы кодирования для устройств реального времени», использующий систему кодирования 1 из 4 с активным нулём.

В целом, однако, выбор внутренней системы представления данных не меняет базовых принципов работы компьютера- любой компьютер можетэмулироватьлюбой другой.

Хранение программ и данных

Во время выполнения вычисленийчасто бывает необходимо сохранить промежуточныеданныедля их дальнейшего использования. Производительность многихкомпьютеровв значительной степени определяется скоростью, с которой они могут читать и писать значения в (из)памятии её общей ёмкости. Первоначально компьютерная память использовалась только для хранения промежуточных значений, но вскоре было предложено сохранять кодпрограммыв той же самой памяти (архитектура фон Неймана, она же «принстонская»), что и данные. Это решение используется сегодня в большинстве компьютерных систем. Однако для управляющихконтроллеров(микро-ЭВМ) исигнальных процессоровболее удобной оказалась схема, при которой данные и программы хранятся в различных разделах памяти (гарвардская архитектура).

Основная часть ПЭВМ, включающая:

электронные устройства, управляющие работой ПЭВМ (в том числе - “центральный процессор ”, ” сопроцессор ”, ” оперативнуюпамять ”, ” контроллеры ” (” адаптеры ”), ” шину ”);

блок питания, преобразующий переменное напряжение сети в постоянное требуемой низкой величины и подающий его на электронные схемы и другие узлы ПЭВМ;

устройства внешней памяти, предназначенные для записи и чтения программ и данных и состоящих из накопителя на жестком магнитном диске (НЖМД) и одного-двух накопителей на гибких магнитных дисках (НГМД).

Конструкция системного блока ПЭВМ состоит из корпуса, нескольких электронных плат (в первую очередь - “системной” или “материнской ” платы), унифицированных разъемов (слотов), гибких многожильных соединительных кабелей,выключателя электропитания и небольшого числа переключателей (кнопок) управления режимами работы ПЭВМ.

Корпус системного блока ПЭВМ исполняется в вариантах:

Горизонтальном (настольном) в т.ч. в его уменьшенных (Mini-footprint, Slimline) и малогабаритном варианте (Ultra-slimline);

Вертикальном (“ башенном ”) , в т.ч. в укрупненном его виде, пригодном для установке на полу, - “Большая башня ” , малогабаритном - “Малая башня ” и среднем исполнении - “Средняя башня ” ;

“ Все в одном ” - Настольном с объединением в одном корпусе системного блока и монитора;

Портативном или переносном, включающем целый ряд различных вариантов, в том числе - “наколенный ” и “блокнотный” (см. - Ноутбук или Покетбук ). В этих случаях корпус системного блока объединяет также монитор,клавиатуру, трэкбол, а в некоторых моделях - и дисковод CD-ROM

деление на ноль при исполнении

ошибка памяти при записи результатов

На сегодняшний день процессоров с последовательным выполнением команд почти не осталось- их вытеснили процессоры с параллельным выполнением команд, обеспечивающие при прочих равных более высокую производительность. Простейший процессор с параллельным выполнением команд - процессор с конвейером команд (instruction pipeline). Процессор с конвейером команд можно получить из процессора с последовательным выполнением команд, если сделать так, чтобы каждый этап цикла команды был независим от предыдущих и последующих этапов.

Для этого результаты каждого этапа, кроме последнего, сохраняются во вспомогательных элементах памяти (регистрах), расположенных между этапами:

Результат выборки - закодированная команда - сохраняется в регистре, расположенном между этапами выборки и декодирования

Результат декодирования - тип операции, значения операндов, адрес результата - сохраняются в регистрах между этапами декодирования и исполнения

Результаты исполнения - новое значение счетчика команд для условного перехода, вычисленный в АЛУ результат арифметической операции и так далее - сохраняются в регистрах между этапами исполнения и записи результатов

На последнем этапе результаты и так записываются в регистры и/или память, поэтому никакие вспомогательные регистры не нужны.

Прерывание по вектору

При такой организации системы прерываний ВУ, запросившее обслуживания, само идентифицирует себя с помощью вектора прерывания - адреса ячейки основной памяти микроЭВМ, в которой хранится либо первая команда подпрограммы обслуживания прерывания данного ВУ, либо адрес начала такой подпрограммы. Таким образом, процессор, получив вектор прерывания, сразу переключается на выполнение требуемой подпрограммы обработки прерывания. В микроЭВМ с векторной системой прерывания каждое ВУ должно иметь собственную подпрограмму обработки прерывания.

Краткие сведения об IBM РС - совместимых компьютерах

Открытая архитектура (блочно-модульный принцип построения)

В соответствии с принципом открытой архитектуры большая часть

Микропроцессоры и системные шины

Порты, прерывания, прямой доступ к памяти

Память компьютера

Логическая организация памяти

Дополнительная (expanded) память

В компьютерах на процессоре i8088 для реализации дополнительной памяти должны применяться специальные платы с аппаратной поддержкой "подкачки" блоков (страниц) памяти и соответствующий программный драйвер. Разумеется, платы дополнительной памяти могут устанавливаться и в компьютер на базе процессоров i80286 и выше.

Расширенная (extended) память

Компьютеры, использующие процессор l80286 с 24-разрядными адресными шинами, физически могут адресовать 16 Мбайт, а в случае процессоров i80386/486 - 4 Гбайта памяти. Такая возможность имеется только для защищенного режима работы процессора, который операционная система MS-DOS не поддерживает. Расширенная память (extended) располагается выше области адресов 1 Мбайт (не надо путать 1 Мбайт ОЗУ и 1 Мбайт адресного пространства). Для работы с расширенной памятью микропроцессор должен переходить из реального в защищенный режим и обратно. В отличие от l80286 микропроцессоры i80386/486 выполняют эту операцию достаточно просто, именно поэтому для них в составе MS-DOS имеется специальный драйвер - менеджер памяти ЕММ386 (см. рис. 2).

Кстати, при наличии соответствующего драйвера расширенную память можно эмулировать как дополнительную. Аппаратную поддержку в этом случае должен обеспечивать микропроцессор не ниже i80386 или вспомогательный набор специальных микросхем (например, наборы NEAT фирмы Chips and Technologies). Следует заметить, что многие платы памяти, поддерживающие стандарт LIM/EMS, могут использоваться также и в качестве расширенной памяти.

	Expanded- память
	Область HMA		Область НМА - память

	Системный ROM BIOS

	Расширение ROM BIOS
			" Окно EMS "

	Hard Disk ROM BIOS

	EGA/VGA ROM BIOS
			Видеопамять
	Дисплей CGA

	Монохромный дисплей
	Дисплей EGA/VGA
			Драйвер ЕМM.SYS
	TSR-прогрсммы


Рис. 1 Дополнительная память		Рис. 2 Расширенная память

Кэш-память

Кэш-память предназначена для согласования скорости работы сравнительно медленных устройств, таких, например как динамическая память с быстрым микропроцессором. Использование кэш-памяти позволяет избежать циклов ожидания в его работе, которые снижают производительность всей системы.

С помощью кэш-памяти обычно делается попытка согласовать также работу внешних устройств, например, различных накопителей, и микропроцессора. Соответствующий контролер кэш-памяти должен заботиться о том, чтобы команды и данные, которые будут необходимы микропроцессору в определенный момент времени, именно к этому моменту оказывались в кэш-памяти.

Запоминающие устройства

Запоминающие устройства можно классифицировать по следующим критериям:

по типу запоминающих элементов

по функциональному назначению

по типу способу организации обращения

по характеру считывания

по способу хранения

по способу организации

По типу запоминающих элементов

Полупроводниковые

Магнитные

Конденсаторные

Оптоэлектронные

Голографические

Криогенные

По функциональному назначению

По типу способу организации обращения

С последовательным поиском

С прямым доступом

Адресные

Ассоциативные

Стековые

Магазинные

По характеру считывания

С разрушением информации

Без разрушения информации

По способу хранения

Статические

Динамические

По способу организации

Однокоординатные

Двухкоординатные

Трехкоординатные

Двух- трехкоординатные

Список литературы

Для подготовки данной работы были использованы материалы с сайта http://referat2000.bizforum.ru/