Организация шин. Лекция 5

1.

УЧЕБНАЯ ДИСЦИПЛИНА
«АРХИТЕКТУРА АППАРАТНЫХ СРЕДСТВ»
ПРЕПОДАВАТЕЛЬ:
ИГНАТЬЕВ
ЕВГЕНИЙ АЛЕКСАНДРОВИЧ
1

2.

Лекция 5. Организация шин
Учебные вопросы:
1. Понятие шины. Классификация шин компьютера.
2. Общая структура компьютера с подсоединенными
периферийными устройствами.
2

3.

Вопрос 1.
Понятие шины. Классификация шин компьютера
Шина (магистраль) - это среда передачи сигналов, к которой
может параллельно подключаться несколько компонентов
вычислительной системы и через которую осуществляется
обмен данными.
3

4.

Классификация шин в ПК:
системная шина (или шина FSB), шина чипсет;
шина памяти, шина видео;
шины ввода/вывода информации.
4

5.

Чипсет (Chipset) основной набор микросхем на
материнской плате, определяющий ее архитектуру.
Chipset определяет функции, реализуемые на плате - тип
оперативной памяти, поддержку частот, процессорного
слота, типов шин и т. п.
Он состоит из двух основных микросхем :
контроллер-концентратор
памяти (англ. Memory
Controller
Hub,
MCH)
или
северный
мост (англ. northbridge) - обеспечивает взаимодействие
ЦП с памятью;
контроллер-концентратор ввода-вывода (англ. I/O
Controller Hub, ICH) или южный мост (англ. southbridge) обеспечивает взаимодействие между ЦП и жестким
диском, интерфейсами PCI и PCI Express, интерфейсами
IDE, SATA, USB и пр.
5

6.

Аппаратное обеспечение персонального компьютера —
система
взаимосвязанных
технических
устройств,
выполняющих ввод, хранение, обработку и вывод
информации.
Любой компьютер состоит из
устройств:
процессор;
память (внутренняя и внешняя);
устройства ввода информации;
устройства вывода информации.
основных
следующих
Системная шина — подсистема, служащая для передачи
данных между функциональными блоками компьютера.
6

7.

Системная шина состоит из трех частей:
–шина адреса, которая используется для указания адреса
устройства (или ячейки памяти), к которому обращается
процессор;
–шина данных, по которой передается информация;
–шина управления, регулирующая процесс передачи
данных.
Подключение
всех
внешних
устройств
к
шине
обеспечивается через соответствующие адаптеры или
контроллеры.
7

8.

Основные характеристики шины
Разрядность шины определяется числом параллельных
проводников, входящих в нее.
Пропускная
способность
шины
определяется
количеством байт информации, передаваемых по шине за
секунду.
8

9.

9

10.

Магистрально-модульный принцип (принцип открытой
архитектуры) построения современных компьютеров
заключается в том, что:
– все устройства взаимодействуют между собой через
системную магистраль передачи данных (системную шину);
– каждое устройство конструктивно оформляется в виде
отдельного блока (модуля), который легко подключается к
общей схеме через один или несколько разъемов.
Модульный принцип позволяет комплектовать нужную
конфигурацию
компьютера
и
производить
при
необходимости модернизацию компьютера.
10

11.

Процессор — устройство, обеспечивающее обработку
информации
и
управление
другими
устройствами
компьютера.
Основная работа процессора заключается в двух действиях считывании из программы, находящейся в ОЗУ, очередной
команды и выполнении действий, указанных в этой команде.
Компоненты процессора:
АЛУ (арифметико-логическое устройство) - выполняет
логические и арифметические операции над данными;
УУ (устройство управления) - управляет работой
процессора;
регистры - используются для временного хранения
данных и результатов операций над ними.
11

12.

Основные характеристики процессора:
разрядность — число двоичных разрядов, одновременно
обрабатываемых при выполнении одной команды;
тактовая частота — это количество тактов процессора в
секунду.
Внутренняя память — это запоминающее устройство,
напрямую связанное с процессором и предназначенное для
хранения
выполняемых
программ
и
данных,
непосредственно участвующих в вычислениях.
Делится на:
Постоянная память (ПЗУ (BIOS)). В постоянной памяти
хранится информация, необходимая для первоначальной
загрузки компьютера в момент включения питания.
Оперативная память (ОЗУ). Из оперативной памяти
процессор берет программы и исходные данные для
обработки, а также в нее он записывает полученные
результаты.
12

13.

Внешняя память. Для хранения программ и данных в ПК
используются устройства различных типов:
накопители на гибких дисках;
накопители на жестких дисках;
накопители на магнитооптических дисках;
накопители на оптических дисках: CD, DVD, BRDisk.
Устройства ввода позволяют вводить информацию в
компьютер. Основными устройствами ввода являются
клавиатура, манипулятор мышь, сенсорный экран.
Устройства вывода позволяют передать информацию от
компьютера в доступной человеческому восприятию форме.
Наиболее
распространенными
устройствами
вывода
являются монитор и принтер.
13

14.

Дополнительные устройства:
устройства ввода (сканер, видео- и веб-камера, цифровой
фотоаппарат, микрофон, трекбол, тачпад, световое перо,
графический планшет, джостик и др.);
устройства вывода (плоттер (графопостроитель), колонки,
наушники, проектор);
устройства хранения (USB флеш-накопитель, стример,
zipнакопитель, магнитооптический накопитель и др.);
устройство обмена (модем).
14

15.

Стандартизация шин
Основные организации в области стандартизации:
IEEE (Institute of Electrical and Electronics Engineers) Институт инженеров по электротехнике и электронике)
ANSI (American National Standards Institute) - Национальный институт стандартизации США.
15

16.

Вопрос 2.
Общая структура персонального компьютера с
подсоединенными периферийными устройствами
Персональный компьютер – компьютер, предназначенный
для эксплуатации одним пользователем, то есть для личного
использования.
16

17.

17