Компьютер. Магистрально-модульный принцип построения.

Компьютер – это универсальное (многофункциональное) электронное автоматическое устройство, предназначенное для накопления, обработки и передачи информации. Основные блоки компьютера: процессор, память, периферийные устройства.

Под архитектурой компьютера понимается его логическая организация, структура, ресурсы, то есть средства вычислительной системы, которые могут быть выделены процессу обработки данных на определенный интервал времени. В основу архитектуры современных персональных компьютеров положен магистрально-модульный принцип построения.

Магистраль (системная шина) – это набор электронных линий, связывающих центральный процессор, основную память и периферийные устройства воедино. Благодаря модульному принципу построения потребитель сам может комплектовать компьютер нужной ему конфигурации и производить при необходимости ее модернизацию.

Конструктивно составные части системного блока и магистраль располагаются на системной плане. На ней иногда бывают сосредоточены все необходимые для работы компьютера элементы. Однако большая часть компьютеров имеет системные платы, которые содержал лишь основные узлы, а элементы связи с периферийными устройствами на ней отсутствуют. Тогда системную плату называют материнской, а дополнительные платы – дочерними. Функциональные устройства, выполненные на дочерних платах, часто называют контроллерами или адаптерами, а сами дочерние платы – платами расширения. Таки образом, подключение отдельных модулей компьютера к магистрали, находящейся непосредственно на материнской плате, на физическом уровне осуществляется с помощью контроллеров, а на программном обеспечивается драйверами.

Модульная организация системы опирается на магистральный (шинный) принцип обмена информации. Процессор выполняет арифметические и логические операции, взаимодействует с памятью, управляет и согласует работу периферийных устройств. Обмен информацией между отдельными устройствами компьютера производится по образующим магистраль трем многоразрядным шинам (многопроводным линиям связи), соединяющим все модули – шине данных, шине адресов, шине управления. Разрядность шины определяется количеством битов информации, передаваемых по шине параллельно.

Данные по шине могут передаваться от процессора к какому-либо устройству, или наоборот, от устройства к процессору, т.е. шина данных является двунаправленной. Выбор абонента по обмену данными производит процессор, формируя код адреса данного устройства или код ячейки памяти. Код адреса передается по адресной шине, причем сигналы по ней передаются в одном направлении – от процессора к устройствам (однонаправленная шина). По шине управления передаются сигналы, определяющие характер обмена информацией (ввод/вывод), и сигналы, синхронизирующие взаимодействие устройств, участвующих в обмене информацией.

Системный блок

Процессор

Шина данных (8, 16, 32, 64 разряда)

Шина адреса (16, 20, 24, 32, 64 разряда)

Шина управления

Периферийные (внешние) устройства

К основным режимам работы процессора с использованием шины передачи данных можно отнести:

• запись/чтение данных из оперативной памяти (оперативное запо­минающее устройство — ОЗУ);

• запись/чтение данных из внешних запоминающих устройств (ВЗУ);

• чтение данных с устройств ввода;

• пересылка данных на устройства вывода.

Выбор абонента по обмену данными производит процессор, формируя код адреса данного устройства, а для ОЗУ — код адреса ячейки памяти. Код адреса передается по адресной шине, причем сигналы по ней передаются в одном направлении — от процессора к устройствам (однонаправленная шина).

По шине управления передаются сигналы, определяющие ха­рактер обмена информацией (ввод/вывод), и сигналы, синхронизи­рующие взаимодействие устройств, участвующих в обмене информацией.