Структура и состав ПЭВМ

ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ О ПЕРСОНАЛЬНЫХ ЭВМ

Электронные вычислительные машины (ЭВМ) классифицируются по различным признакам, в частности, по способам организации вычислительного процесса, функциональным возможностям, способности к параллельному выполнению программ и др.

следует рассмотреть классификацию вычислительных машин по таким показателям, как габариты и производительность (рис. 1.1).

Рисунок 1.1. Классификация электронных вычислительных машин (ЭВМ)

2 Многопользовательские микроЭВМ – это микроЭВМ, оборудованные несколькими видеотерминалами и работающие в режиме разделения времени. Они выполняются, как правило, в одной малогабаритной стойке и изредка – в настольном варианте.

АРМ, или рабочая станция (workstation), представляет собой ЭВМ, оборудованную всеми средствами, необходимыми для выполнения работ определенного типа. Различают технические (инженерные) АРМ, графические АРМ, АРМ для автоматизированного проектирования, АРМ для издательской деятельности (настольные издательские системы) и др.

Встроенные ЭВМ представляют собой вычислители, используемые для управления (например, станком или боевым средством) и обработки измерений. Конструктивно они выполняются в виде одной или нескольких плат и не обеспечивают реализацию широкого спектра вычислительных функций, а также стандартного взаимодействия с пользователем.

Персональной называется универсальная однопользовательская микроЭВМ.

характеристики персональных машин:

1. невысокую стоимость;

2. наличие периферийных устройств (ПУ), необходимых для ввода-вывода и хранения информации;

3. наличие аппаратных ресурсов, достаточных для решения реальных задач (в частности, достаточной емкости ОЗУ);

4. поддержку языков программирования высокого уровня;

5. наличие операционной системы (ОС), которая упрощает взаимодействие пользователя с ПЭВМ;

6. «дружественность» по отношению к пользователю.

Структура и состав ПЭВМ

Типовая структура ПЭВМ изображена на рис. 1.2, где использованы следующие еще не введенные сокращения: ОП – основная память; ПВВ – порт ввода-вывода; АПУ – адаптер периферийного устройства; АИ – адаптер интерфейса.

Главная отличительная черта структуры персонального компьютера состоит в наличии системной шины (СШ), посредством которой взаимодействуют и обмениваются информацией все его устройства. Помимо СШ, в состав ПЭВМ входят следующие устройства: микропроцессор (МП), основная память (ОП), периферийные устройства (ПУ), адаптеры периферийных устройств (АПУ), порты ввода-вывода (ПВВ) и адаптер интерфейса (АИ).

Важными компонентами любой ЭВМ, в частности ПЭВМ, являются также система прерываний (СП) и система управления шиной (контроллер системной шины). Кроме того, в состав ПЭВМ зачастую входит система прямого доступа к памяти (СПДП). Кратко охарактеризуем основные устройства ПЭВМ, обращая особое внимание на выполняемые ими функции. Взаимодействие устройств при выполнении команд рассматриваться не будет, так как этот вопрос достаточно полно освещен в литературе, раскрывающей принципы построения ЭВМ, и в полной мере относится к ПЭВМ.

Микропроцессор (МП) – это «сердце» ПЭВМ. Он осуществляет вычисления по хранящейся в оперативной памяти программе и обеспечивает общее управление компьютером.

Оперативная память ОП – это запоминающее устройство, напрямую связанное с процессором и предназначенное для хранения выполняемых программ и данных, непосредственно участвующих в операциях. Она имеет достаточно высокое быстродействие, но ограниченный объем. ОП делится на различные виды, основными из которых являются оперативное запоминающее устройство (ОЗУ) и постоянное запоминающее устройство (ПЗУ).

-ОЗУ служит для приема, хранения и выдачи информации. В нем содержатся программы и данные, доступные для использования процессором, а также промежуточные и окончательные результаты вычислений.

-ПЗУ, являясь энергонезависимым, обеспечивает надежное хранение и выдачу информации. Содержимое ПЗУ не может быть изменено. В нем хранятся часто используемые (универсальные) программы и данные, такие, как программы операционная система (ОС) и ее информационные структуры, а также интерпретаторы и компиляторы языков программирования.

Под периферийным понимают любое устройство, конструктивно отделенное от центральной части ПЭВМ (МП и ОП), имеющее собственное управление и выполняющее запросы МП без его непосредственного вмешательства. По функциональному признаку ПУ делятся на две основные группы:

1. внешние запоминающие устройства (ВЗУ;

2. устройства ввода-вывода (УВВ), обеспечивающие общение пользователя с ПЭВМ.

В качестве ВЗУ в ПЭВМ обычно используются накопители на магнитных дисках

К основным ПУ относятся дисплеи, клавиатура и, как минимум, один накопитель информации (ВЗУ). Остальные ПУ считаются факультативными.

Основные ПУ подключаются к СШ не непосредственно, а через цепочку АПУ – ПВВ.

Адаптер периферийных устройств (АПУ) выполняет две основные функции:

1. осуществляет непосредственное управление ПУ по запросам от МП, освобождая тем самым последний от выполнения рутинных операций;

2. обеспечивает согласование интерфейса ПУ с СШ.

Порт ввода-вывода (ПВВ) обеспечивает непосредственное подключение АПУ к СШ (т.е. является по сути «точкой» такого подключения). Каждый ПВВ имеет свой адрес, аналогичный адресу в ОП, но содержащийся в другом адресном пространстве. Одному ПУ может быть приписано несколько ПВВ.

Система прямого доступа к памяти (СПДП) является факультативным устройством, служащим для того, чтобы разгрузить МП при обмене информацией между ОЗУ и быстродействующими ПУ, а также увеличить скорость обмена.

Контроллер системной шины управляет СШ ПЭВМ в зависимости от состояния МП. Этот контроллер может входить в состав МП или выполняться в виде отдельного устройства.