Состав персонального компьютера, основные устройства и их назначения

С О Д Е Р Ж А Н И Е.
Глава 1 .Архитектура персонального компьютера..…………………….3.
1.1. Внешние устройства………………………………..………………7.
Глава 2. Что такое интернет……………………………….……………..14.
2.1. Применения интернета……..………………………….……..……16.
2.2. Доступ в интернет………………………………………………….19.
2.3. Межсетевой протокол (IP)…………………………………………20.
Список используемой литературы……………………………………….21.

1.Архитектура персонального компьютера.
Обычно ПЭВМ включает три основных устройства: системный блок, клавиатуру и дисплей (монитор).
Однако для расширения функциональных возможностей ПЭВМ можно подключить различные дополнительные периферийные устройства, в частности: печатающие устройства (принтеры), накопители на магнитной ленте (стриммеры), различные манипуляторы (мышь, джойстик, трекбол, световое перо), устройства оптического считывания изображений (сканеры), графопостроители (плоттеры) и др.
Эти устройства подсоединяются к системному блоку с помощью кабелей через специальные гнезда (разъемы), которые размещаются обычно на задней стенке системного блока.
В некоторых моделях ПЭВМ при наличии свободных гнезд дополнительные устройства вставляются непосредственно в системный блок, например, модем для обмена информацией с другими ПЭВМ через телефонную связь или стриммер для хранения больших массивов информации на МЛ.[1]
ПЭВМ, как правило, имеет модульную структуру. Все модули связаны с системной магистралью (шиной).
Системная магистраль. Она выполняется в виде совокупности шин, используемых для передачи данных, адресов и управляющих сигналов. Количество линий в адресно-информационной шине определяется разрядностью кодов адреса и данных, а количество линий в шине управления - числом управляющих сигналов, используемых в ПЭВМ.
Системный блок. Являясь главным в ПЭВМ, этот блок включает в свой состав: центральный микропроцессор, сопроцессор, модули оперативной и постоянной памяти, контроллеры, накопители на магнитных дисках и другие функциональные модули. Набор модулей определяется типом ПЭВМ. Польз ователи по своему желанию могут изменять конфигурацию ПЭВМ, подключая дополнительные периферийные устройства.
В системный блок может быть встроено звуковое устройство, с помощью которого пользователю удобно следить з а работой машины, вовремя обращать внимание на возник шие сбои в отдельных устройствах или на воз никновение необычной ситуации при решении задачи на ПЭВМ.[2]
Со звуковым устройством часто связан таймер, позволяющий вести отсчет времени работы машины, фиксировать календарное время, указывать на окончание заданного промежутка времени при выполнении той или иной з адачи.
Конт роллеры (К). Эти устройства служат для управления внешними устройствами. Каждому ВУ соответствует - свой контроллер. Электронные модули-контроллеры реализуются на отдельных печатных плата х, вставляемых внутрь системного блока. Такие платы часто называют адаптерами ВУ (от адаптировать - приспосабливать). После получения команды от микропроцессора контроллер функционирует автономно, освобождая микропроцессор от выполнения специфических функций, требуемых для того или другого конкретного ВУ.
Контроллер содержит регистры двух типов - регистр состояния (управления) и регистр данных. Эти регистры часто наз ывают портами ввода-вывода. За каждым портом з акреплен определенный номер - адрес порта. Через порты пользователь может управлять ВУ, используя команды ввода-вывода. Программа, выполняющая по обращению из основной выполняемой программы операции ввода-вывода для конкретного устройства или группы устройств ПЭВМ, входит в состав ядра операционной системы ПЭВМ.[3]
Для ускорения обмена информацией межд у микропроцессором и внешними устройствами в ПЭВМ использ уется прямой доступ к памяти (ПДП). Контроллер ПДП, получив сигнал запроса от внешнего устройства, принимает управление обменом на себя и обеспечивает обмен данными с ОП, минуя центральный микропроцессор. В это время микропроцессор продолжает без прерывания выполнять текущую программу. Прямой доступ к памяти, с одной стороны, освобождает микропроцессор от непосредственного обмена между памятью и внешними устройствами, а с другой стороны, позволяет значительно быстрее по сравнению с режимом прерываний удовлетворять запросы на обмен.
Микропроцессор. Ядром любой ПЭВМ является центральный микропроцессор, который выполняет функции обработки информации и управления работой всех блоков ПЭВМ.
Конструктивно МП, как правило, выполнен на одном кристалле (на одной СБИС). В состав МП входят:
• центральное устройство управления;
• арифметико-логическое устройство;
• внутренняя регистровая память;
•КЭШ-память;
• схема формирования действительных адресов операндов для обращения к оперативной памяти;
• схемы управления системной шиной и др. Рассмотрим структуру и функционирование микропроцессора на примере разработанной фирмой Intel модели 486.
АЛУ выполняет логические операции, а также арифметические операции в двоичной системе счисления и в двоично-десятичном коде, причем арифметические операции над числами, представленными в форме с плавающей точкой, реализуются в специальном блоке. В некоторых конфигурациях с этой целью используется арифметический сопроцессор. Он имеет собственные регистры данных и управления, работает параллельно с центральным МП, обрабатывает данные с плавающей точкой.
Устройство управления микропроцессорного типа обеспечивает конвейерную обработку данных с помощью блока предварительной выборки (очереди команд).
Блок предварительной выборки команд и данных осуществляет заполнение очереди команд длиной 32 байта, причем выборка байтов из памяти выполняется в промежутках между магистральными циклами команд.
Производительност ь микропроцессора значительно повышается за счет буфериз ации часто используемых команд и данных во внутренней КЭШ-памяти размером (в данном случае) 8 Кбайт. При этом сокращается число обращений к внешней памяти. Внутренняя КЭШ-память имеет несколько режимов работы, что обеспечивает гибкость отладки и выполнения рабочих программ.
Блоки формирования адресов операндов (диспетчер памяти) состоит из блока сегментации и блока страничной адресации. Физический адрес ячейки памяти формируется последовательно: сначала в пределах сегмента, а затем в пределах страницы.
В МП i486 реализуются два режима работы - режим реальных адресов и многозадачный режим (защищенный режи м).
В режиме реальных адресов выполняется расширенный набор команд над 32-разрядными операндами. В этом режиме МП i486 работает совместимо с МП i086. При работе МП i486 в режиме реальных адресов применяется относительная адресация.
В многозадачном (защищенном) режиме работы МП i486 применяется виртуальная адресация, соединяющая сегментацию памяти и страничную адресацию.
Сегментац ия памяти является средством управления пространством логических адресов. Сегментированная память представляет собой набор блоков, характериз уемых определенными атрибутами, такими, как расположение, размер, тип (стек, программа, данные), класс з ащиты памяти. В МП i486 каждой задаче доступно, до 16384 сегментов размером до 4 Гбайт каждый. Таким образом, каждая задача может использ овать до 64 Тбайт виртуальной памяти.
Страничная адресация действует на более низком уровне. Каждый сегмент делится на страницы размером по 4 Кбайт, которые могут размещаться в любом месте памяти.
Сегментация полезна для организации в памяти локальных модулей. Это инструмент прикладного программиста, в то время как страничное распределение удобно системному программисту для эффективного использования физической памяти ПЭВМ.
В состав внутренней памяти МП входят доступные программисту функциональные регистры: регистры общего назначения, указ атель команд, регистр флагов и регистры сегментов.
Восемь 32-раз рядных регистров общего назначения используются для хранения данных и адресов. Они обеспечивают работу с данными раз рядностью 1, 8, 16, 32 и 64 бита и адресами размером 16 и 32 бита. Каждый из таких регистров имеет свое имя, например ЕАХ или ESP.
32-разрядный указатель команд содержит смещение при определении адреса следующей команды.
32-раз рядный регистр флагов указывает признаки результата выполнения команды.
Регистры сегментов содержат значения селекторов сегмен­тов, определяющих текущие адресуемые сегменты памяти.
Кроме вышеуказанных, регистровая память МП содержит регистры процессора обработки чисел с плавающей точкой, системные и некоторые другие регистры.
Устройство управления микропроцессора обеспечивает многозадачность. Многозадачность - способ организации работы ПЭВМ, при котором в ее памяти одновременно содержатся программы и данные для выполнения нескольких задач. В составе МП i486 имеются аппаратно-программные средства, позволяющие эффективно организовать многозадачный режим, в том числе системы прерывания и защиты памяти.
Система прерываний обрабатывает запросы на прерывание, как от внешних устройств, так и от внутренних блоков МП. Поступление запроса на прерывание от внутреннего блока МП свидетельствует о возникновении исключительной ситуации, например о переполнении разрядной сетки. Внешнее прерывание может быть связано с обслуживанием з апросов от периферийных устройств. Требуя своевременного обслуживания, внешнее устройство посылает запрос прерывания микропроцессору. Микропроцессор в ответ приостанавливает нормальное выполнение текущей программы и переходит на обработку этого запроса, чтобы в дальнейшем выполнить определенные действия по вводу-выводу данных. После совершения таких действий происходит возврат к прерванной программе. МП i486 способен обрабатывать до 256 различных типов прерываний, причем первые 32 типа отведены для внутрисистемных целей и недоступны пользователю.
Зашита памяти от несанкционированного доступа в многозадачном режиме осуществляется с помощью системы привилегий, регулирующих доступ к тому или иному сегменту памяти в зависимости от уровня его защищенности и степени важности.
Защищенность определяется уровнем привилегии, требуемым для доступа к соответствующему сегменту. Уровни привилегии задаются номерами от 0 до 3. Наиболее защищенная область памяти - отведенная под ядро операционной системы - имеет уровень 0. При обращении программы к сегментам программ или данных в защищенном режиме происходит проверка уровня привилегии, и в случае, если этот уровень недостаточен, происходит прерывание.
Обмен информацией между блоками МП происходит через магистраль микропроцессора, включающую 32-разрядную шину адреса, 32-разрядную двунаправленную шину данных и шину управления.
Шина адреса используется для передачи адресов ячеек памяти и регистров для обмена информацией с внешними устройствами.
Шина данных обеспечивает передачу информации между МП, памятью и периферийными устройствами. По этой шине воз можна пересылка 32, 16 и 8-разрядных данных. Шина двунаправленная, т.е. позволяет осуществлять пересылку данных, как в прямом, так и в обратном направлении.
Шина управления предназначена для передачи управляющих сигналов - управления памятью, управления о бменом данных, запросов на прерывание и т.д.
Внутренняя память ПЭВМ состоит из оперативной памяти и постоянной памяти (ПП).
Оперативная память (ОП) ПЭВМ. Она построена на БИС или СБИС и является энергозависимой: при отключении питания информация в ОП теряется. В оперативной памяти хранятся исполняемые машинные программы, исходные и промежуточные данные и рез ультаты. Емкость ОП в ПЭВМ измеряется в Килобайтах и Мегабайтах. Иногда адресное пространство увеличивается до Гигабайта. В наиболее распространенных конфигурациях ПЭВМ емкость ОП составляет 1-16 Мбайт.
В ОП обычно выделяется область, называемая стеком. Обращение к стековой памяти воз можно только в той ячейке, которая адресуется указателем стека. Стек удобен при организации прерываний и обращении к подпрограммам.
Постоянная память (ПП). Она является энергонез ависимой, используется для хранения системных программ, в частности, так называемой баз овой системы ввода-вывода (BIOS -BasicInputandOutputSystem), вспомогательных программ и т.п. Программы, хранящиеся в ПП, предназначены для постоянного использования микропроцессором.
1.1. Внешние устройства.
Эффективность использ ования ПЭВМ в большой степени определяется количеством и типами внешних устройств, которые могут применяться в ее составе. Внешние устройства обеспечивают взаимодействие пользователя с ПЭВМ. Широкая номенклатура внешних устройств, разнообразие их технико-эксплуатационных и экономических характеристик дают возможность пользователю выбрать такие конфигурации ПЭВМ, которые в наибольшей мере соответствуют его потребностям и обеспечивают рациональное решение его задач.
Внешние устройства составляют до 80 % стоимости ПЭВМ и оказывают значительное (иногда даже решающее) влияние на характеристики машины в целом.
Конструктивно каждая модель ПЭВМ имеет так называемый "базовый набор" внешних устройств - клавиатуру, дисплей, НЖМД и один или два НГМД, составляющий вместе с системным блоком "базовую конфигурацию" этой модели. Пользователь, как правило, сам подбирает желательное ему печатающее устройство. В случае необходимости к ПЭВМ могут подключатьс я также дополнительные внешние устройства, например, сканеры, стриммеры, плоттеры или диджитайзеры. В последние годы многие фирмы прилагают значительные усилия для разработки совершенно новых видов внешних устройств, ориентированных на стремительно растущие запросы пользователей, в частности, для приложений в области мультимедиа.
КЛАВИАТУР А
Клавиатура (клавишное устройство) реализует диалоговое общение пользователя с ПЭВМ:
• ввод команд пользователя, обеспечивающих доступ к ресурсам ПЭВМ;
• запись, корректировку и отладку программ;
• ввод данных и команд в процессе решения задач. Центральную часть клавиатуры обычно занимают клавиши букв латинского и русского алфавита, служебных знаков (%, ?, !, ,, , ) и др.), а также цифровые клавиши. В большинстве случаев одна клавиша используется для ввода нескольких разных знаков, причем переход между ними производится за счет одновременного нажатия соответствующей клавиши и одной или двух служебных функциональных клавиш (обычно - клавиш Shift, Alt и Ctrl). В большинстве моделей клавиатуры (за и сключением клавиатуры ПЭВМ классов LAPTOP, NOTEBOOK и HANDHELD) с правой стороны размещается дополнительная цифровая клавиатура, что соз дает удобства при необходимости частого ввода чисел. По периферии клавиатуры размещаются служебные функциональные клавиши: Enter, Esc ,Delete, Inser t, Tab и др., а также "программируемые" функциональные клавиши (FI -F 12). Функциональные клавиши в программах выполняют в основном специальные операции. К примеру, клавиша Esc обычно означает "отмену" или "возврат", клавиша Insert-"вставку" и т.п. Назначение программируемых функциональных клавиш FI-F12 более гибко: как правило, определяется в соответствующих программах и приводится в их документации. Служебные клавиши (Shift, Alt, Ctrl) и индикаторы режимов (Printscreen. CapsLock, Break) служат для переключения назначения алфавитно-цифровых клавиш, вывода "образа экрана дисплея" на принтер, изменения режима работы и прерывания программ. Клавиши управления (*-, Т, -*• и 1 ) необходимы для позиционирования курсора на экране дисплея. Ряд клавиш обеспечивают перемещение курсора в начальную или конечную позицию на строке экрана дисплея (Home, End), а также на страницу вперед или назад (PgUp и Pgdn ).
к лавиатура конструируется в соответствии с эргономическими требованиями: она должна создавать удобство для длительной работы; расположение алфавитно-цифровых клавиш должно соответствовать стандартам на клавиатуры для пишущих машинок. Типичные размеры клавиатуры - 40х450х180 мм. При раз работке клавиатуры учитывается возможность предельного сокращения нажатий на клавиши пользователя. Это достигается изменением значений отдельных клавиш програмным путем. Клавиатура ПЭВМ передает МП не код символа, а порядковый номер нажатой клавиши и продолжительность времени каждого нажа тия. Интерпретация смысла нажатой клавиши выполняется программным путем. Таким образом, кодировка клавиши оказ ывается независимой от кодировки символов, что значительно упрощает работу с клавиатурой.

Внимание, отключите Adblock

Вы посетили наш сайт со включенным блокировщиком рекламы!
Ссылка для скачивания станет доступной сразу после отключения Adblock!

Скачать полную версию