Магистрально-модульный принцип построения компьютера

1.

28.10.2020
Магистрально-модульный
принцип построения
компьютера

2. Магистрально-модульный принцип построения компьютера

28.10.2020
МАГИСТРАЛЬНО-МОДУЛЬНЫЙ ПРИНЦИП
ПОСТРОЕНИЯ КОМПЬЮТЕРА
В основу архитектуры современных
персональных компьютеров положен
магистрально-модульный принцип.
Модульный
принцип
позволяет
потребителю
самому
комплектовать
нужную ему конфигурацию компьютера
и производить при необходимости ее
модернизацию.
Модульная
организация
компьютера
опирается на магистральный (шинный)
принцип обмена информацией между
устройствами.

3.

28.10.2020
Магистрально-модульное устройство
компьютера
Процессор
Оперативная память
Обработка данных
Хранение данных и программ
Шина данных
Шина адреса
Шина управления
Магистраль
Устройства ввода
Устройства вывода
Ввод данных
Вывод данных
Долговременная
память
Сетевые
устройства
Хранение данных и программ
Магистраль включает в себя три многоразрядные шины:
•шину данных,
•шину адреса,
•шину управления.

4.

28.10.2020
Шина данных
По этой шине данные передаются
между различными устройствами.
Разрядность
шины
данных
определяется
разрядностью
процессора, т. е. количеством
двоичных
разрядов,
которые
процессор обрабатывает за один
такт.

5.

Шина адреса
Каждая ячейка оперативной памяти имеет
свой адрес. Адрес передается по адресной
шине.
Разрядность
шины
адреса
определяет
адресное
пространство
процессора,
т.
е.
количество
ячеек
оперативной памяти, которые могут иметь
уникальные адреса.
Количество адресуемых ячеек памяти
можно рассчитать по формуле:
N=2I,где I-разрядность шины адреса
В современных персональных компьютерах разрядность шины
адреса составляет 32 бита, а максимально возможное количество
адресуемых ячеек памяти равно:
28.10.2020
N=232=4 294 967 296

6. Шина управления

28.10.2020
ШИНА УПРАВЛЕНИЯ
По
шине
управления
передаются
сигналы,
определяющие
характер
обмена информацией по магистрали.
Сигналы
управления
определяют,
какую операцию — считывание или
запись информации из памяти —
нужно производить, синхронизируют
обмен
информацией
между
устройствами и т. д.

7.

АРХИТЕКТУРА ПК
28.10.2020

8.

28.10.2020
Программное управление
компьютером.
Принципы фон-Неймана
Под архитектурой
персонального
компьютера
понимается его
логическая
организация, структура
и ресурсы.

9.

28.10.2020
В основу построения большинства
компьютеров положены принципы,
сформулированные Джоном фон Нейманом:
Принцип программного управления —
программа состоит из набора команд,
которые
выполняются
процессором
автоматически
друг
за
другом
в
определенной последовательности.
Принцип однородности памяти — программы
и иные хранятся в одной и той же памяти; над
командами можно выполнять те же действия,
что и над данными.
Принцип адресности — основная память
структурно состоит из пронумерованных
ячеек.

10. Структура ПК

28.10.2020
СТРУКТУРА ПК

11.

Компьютеры, построенные на этих28.10.2020
принципах,
имеют классическую архитектуру.
Архитектура компьютера определяет принцип
действия, информационные связи и взаимное
соединение
основных
логических
узлов
компьютера, к которым относятся:
центральный процессор;
внутренняя память;
внешняя память;
периферийные устройства.

12.

28.10.2020

13. Архитектура ПК

28.10.2020
АРХИТЕКТУРА ПК

14.

28.10.2020
Программный принцип
работы компьютера
Работу компьютера можно представить
так:
вначале
с
помощью
какого-либо
внешнего
устройства
в
память
компьютера
(внутреннюю
–
оперативную)
вводится
программа.
Устройство
управления
организует
выполнение
этой
программы.
Это
осуществляется
считыванием
содержимого
ячейки
памяти,
где
находится
первая
команда
(инструкция) программы.

15.

28.10.2020
После выполнения одной
команды устройство
управления начинает
выполнять команду из ячейки
памяти, находящейся
непосредственно за только
что выполненной командой.

16.

28.10.2020
Классическая архитектура ПК имеет:
•модульную структуру;
• открытую архитектуру.
Это позволяет:
•наращивать архитектуру подключать различные
периферийные устройства;
•производить модернизацию
(upgrade)-улучшать параметры ПК,
например, увеличивать оперативную
память, менять процессор.