ІНФОРМАЦІЙНА СИСТЕМА. АПАРАТНА СКЛАДОВА

Магістрально-модульний принцип побудови ПЕОМ

Урок №10 з теми “Інформаційна система. Апаратна складова”. В цьому уроці ми розглянемо, в чому полягає магістрально-модульний принцип побудови комп’ютера; ознайомимось з поняттями “системна шина”, “модуль” та “контролер”.

/

/

На минулих уроках ви ознайомилися з призначенням та характеристиками основних пристроїв комп’ютера. Очевидно, що всі ці пристрої не можуть працювати окремо, а тільки в складі всього комп’ютера. Тому для розуміння того, як комп’ютер обробляє інформацію, необхідно розглянути структуру комп’ютера і основні принципи взаємодії його пристроїв.

Спочатку згадаємо деяку інформацію з попередніх уроків:

Функціональна схема комп’ютера за фон Нейманом

Архітектура комп'ютера

Принципи функціонування сучасних комп’ютерів:

  • Принцип двійкового кодування;
  • Принцип програмного керування;
  • Принцип адресності;
  • Принцип однорідності пам’яті;
  • Магістрально-модульний принцип.

 

В чому полягає магістрально-модульний принцип?

Розглянемо детальніше магістрально-модульний принцип.

Магістрально-модульний принцип будови полягає в тому, що комп’ютер складається з окремих модулів, обмін інформацією між якими здійснюється через системну шину.

Всі пристрої ПК підключаються до материнської плати за допомогою роз’ємів на ній. Кожен пристрій – це окремий модуль. З’єднання всіх модулів в одну систему забезпечується за допомогою системної магістралі (шини), яка являє собою лінії передачі даних, адрес та керування.


Слово “шина” спочатку (було введено в електротехніці та означало товстий мідний дріт для передачі великих струмів. У комп’ютерній техніці “шиною” називають пристрій для зв’язку між собою кількох вузлів комп’ютера.

Шина – це сукупність паралельних ліній, по яких на основі спеціальних алгоритмів передається інформація від одного модуля комп’ютера до іншого за допомогою електричних сигналів.

Усі шини в сукупності утворюють системну магістраль.

Системна магістраль містить три шини:

  • шина керування – служить для управління процесором усіма системами та процесами, що відбуваються в комп’ютері;
  • адресна шина – забезпечує вибір потрібної комірки пам’яті, а також портів введення-виведення;
  • шина даних – по ній інформація передається між ЦП і будь-яким пристроєм.

Схема обміну інформацією між процесором та оперативною пам’яттю:

Схема обміну інформацією між процесором та оперативною пам’яттю

По шині керування процесор «інформує» пам’ять, що йому необхідні дані, які знаходяться в комірці з певною адресою. Потім процесору надходить відповідь, що ці дані доступні і він по адресній шині передає адреси комірок пам’яті, а по шині даних зчитує з них інформацію.

Функціональна схема ПК

Функціональна схема ПК

Модулі – це логічно і конструктивно завершені пристрої, які виконують певні функції в обчислювальному процесі.

Основним модулем ПК є материнська плата, яка містить ЦП, внутрішню пам’ять та слоти розширення для підключення інших модулів ПК. Цими модулями звичайно є плати зі схемами контролерів зовнішніх пристроїв (відеокарти, звукові карти, мережеві адаптери тощо).

Завдяки модульному складу ПК користувач може сам комплектувати необхідну для себе конфігурацію комп’ютера. Модульний склад полегшує також модернізацію комп’ютера та усунення несправностей.

Центральний мікропроцесор – це ядро ПК.

Компоненти ЦП:

  • АЛП (арифметично-логічний пристрій) виконує логічні та арифметичні операції;
  • Пристрій керування управляє всіма пристроями ПК;
  • Регістри використовуються для зберігання даних і адрес;
  • Схема керування шиною і портами здійснює підготовку пристроїв до обміну даними між мікропроцесором і портом введення-виведення, а також управляє шинами адреси та керування.


Дані, необхідні для роботи програм, вносяться до оперативної пам’яті, туди ж записуються і результати обчислень. Для введення та виведення даних слугують зовнішні (периферійні) пристрої, які підключаються до комп’ютера. Однак обмін інформацією між оперативною пам’яттю та зовнішнім пристроєм відбувається не прямо, а через спеціальні електронну схему, яка називається контролером (або адаптером, що у перекладі означає „допоміжний пристрій”). Існують контролери дисків, монітора клавіатури тощо.

Контролер (адаптер) — це електронна схема, яка керує роботою периферійних (зовнішніх) пристроїв комп’ютера.

7288 Просмотров