Архитектура персональных компьютеров IBM PC

Архитектура персональных компьютеров IBM

PC

   

   ПЛАН

   ВВЕДЕНИЕ 

   1. ОСНОВНЫЕ  БЛОКИ IBM PC

   2. ДОПОЛНИТЕЛЬНЫЕ  УСТРОЙСТВА 

   3. ЛОГИЧЕСКОЕ  УСТРОЙСТВО КОМПЬЮТЕРА

   

   Введение

   Распространение  персональных компьютеров к

концу 70-х годов  привело к некоторому снижению спроса

на большие  ЭВМ и мини ЭВМ. Это стало предметом 

серьезного беспокойства фирмы IBM (International Bussines

Machines Corporation) - ведущей компании по производству

больших ЭВМ, и  в 1979 году фирма IBM решила

попробовать свои силы на рынке персональных

компьютеров.

   Однако  руководство фирмы недооценило  будущую

важность этого  рынка и рассматривало создание

компьютера всего  лишь как мелкий эксперимент - что-то

вроде одной  из десятков проводившихся в фирме работ по

созданию нового оборудования. Чтобы не тратить на этот

эксперимент слишком  много денег, руководство фирмы 

предоставило  подразделению, ответственному за данный

проект, невиданную в фирме свободу. В частности, ему 

было разрешено  не конструировать персональный

компьютер "с  нуля", а использовать блоки, изготовленные 

другими фирмами. И это подразделение сполна

использовало  предоставленный шанс.

   Прежде  всего, в качестве основного 

микропроцессора компьютера был выбран новейший тогда 

16-разрядный  микропроцессор Intel-8088. Его 

использование позволило значительно увеличить 

потенциальные возможности компьютера, так как  новый

микропроцессор  позволял работать с 1 Мбайтом памяти, а

все имевшиеся  тогда компьютеры были ограничены 64

Кбайтами. В компьютере были использованы и другие

комплектующие различных фирм, а его программное

обеспечение было поручено разработать небольшой  фирме 

Microsoft.

   В августе  1981 года новый компьютер под

названием IBM PC был  официально представлен публике  и 

вскоре после  этого он приобрел большую популярность у 

пользователей. Через один-два года компьютер IBM PC

занял ведущее  место на рынке, вытеснив модели 8-битовых 

компьютеров. Фактически IBM PC стал стандартом

персонального компьютера. Сейчас такие компьютеры

("совместимые с IBM PC") составляют около 90% всех

производимых  в мире персональных компьютеров.

   ОСНОВНЫЕ  БЛОКИ IBM

   PC Обычно  персональные компьютеры IBM PC

состоят из трех частей (блоков) :

   системного  блока; 

   клавиатуры, позволяющей вводить символы  в

компьютер;

   монитора (или дисплея) - для изображения 

текстовой и  графической информации.

   Компьютеры  выпускаются и в портативном

варианте - в "наколенном" (лэптор) или "блокнотом"

(ноутбук) исполнении. Здесь системный блок, монитор и

клавиатура заключены в один корпус: системный блок

спрятан под  клавиатурой, а монитор сделан как  крышка к

клавиатуре.

   Хотя  из этих частей компьютера  системный блок 

выглядит наименее эффектно, именно он является в

компьютере "главным". В нем располагаются все основные

узлы компьютера:

   электронные  схемы, управляющие работой 

компьютера (микропроцессор, оперативная память,

контроллеры устройства и т.д.) ;

   блок  питания, преобразующий электропитание  сети 

в постоянный ток  низкого напряжения, подаваемый на

электронные схемы  компьютера;

   накопители (или дисководы) для гибких магнитных

дисков, используемые для чтения и записи на гибкие

магнитные диски (дискеты) ;

   накопитель  на жестом магнитном диске,

предназначенный для чтения и записи на несъемный

жесткий магнитный  диск (винчестер) .

   ДОПОЛНИТЕЛЬНЫЕ  УСТРОЙСТВА

   К системному  блоку компьютера IBM PC можно 

подключать различные  устройства ввода-вывода

информации, расширяя тем самым его функциональные

возможности. Многие устройства подсоединяются через

специальные гнезда (разъемы) , находящиеся обычно на

задней стенке системного блока компьютера. Кроме 

монитора и  клавиатуры, такими устройствами являются:

   принтер  - для вывода на печать текстовой  и 

графической информации;

   мышь - устройство, облегчающее ввод информации 

в компьютер;

   джойстик - манипулятор в виде укрепленной на

шарнире ручки  с кнопкой, употребляется в основном для

компьютерных  игр;

   а также  другие устройства.

   Некоторые  устройства могут вставляться  внутрь 

системного блока  компьютера, например:

   модем  - для обмена информацией с  другими 

компьютерами  через телефонную сеть;

   факс-модем  - сочетает возможность модема  и 

телефакса;

   стример  - для хранения данных на магнитной  ленте. 

   Некоторые  устройства, например, многие 

разновидности сканеров (приборов для ввода рисунков и 

текстов в компьютер) , используют смешанный способ

подключения: в  системный блок компьютера вставляется 

только электронная  плата (контроллер) , управляющая

работой устройства, а само устройство подсоединяется к

этой плате  кабелем.

   ЛОГИЧЕСКОЕ  УСТРОЙСТВО КОМПЬЮТЕРА

   МИКРОПРОЦЕССОР. Самым главным элементом в

компьютере, его "мозгом", является микропроцессор

небольшая (в  несколько сантиметров) электронная  схема,

выполняющая все вычисления и обработку информации.

Микропроцессор  умеет производить сотни различных

операций и  делает это со скоростью в несколько  десятков

или даже сотен  миллионов операций в секунду. В 

компьютерах типа IBM PC используются микропроцессоры

фирмы Intel, а также совместимые с ними микропроцессоры

других фирм (AMD, Cyrix, IBM и др.) .

   СОПРОЦЕССОР.  В тех случаях, когда на

компьютере приходится выполнять много математических

вычислений (например, в инженерных расчетах) , к

основному микропроцессору  добавляют математический

сопроцессор. Он помогает основному микропроцессору 

выполнять математические операции над вещественными

числами. Новейшие микропроцессоры фирмы Intel (80486 и

Pentium) сами умеют выполнять операции над

вещественными числами, так что для них сопроцессоры не

требуются.

   ОПЕРАТИВНАЯ  ПАМЯТЬ. Следующим очень 

важным элементом  компьютера является оперативная

память. Именно из нее процессор и сопроцессор  берут 

программы и  исходные данные для обработки, в  нее они 

записывают полученные результаты. Название

"оперативная"  эта память получила потому, что  она 

работает очень  быстро, так что процессору не приходится

ждать при чтении данных из памяти или записи в память.

Однако содержащиеся в ней данные сохраняются только

пока компьютер  включен, при выключении компьютера

содержимое оперативной  памяти стирается (за

исключением, о  которых говорится ниже) .

   КОНТРОЛЛЕРЫ  И ШИНА. Чтобы компьютер мог 

работать, необходимо, чтобы в его оперативной памяти

находились программа  и данные. А попадают они туда из

различных устройств  компьютера клавиатуры, дисководов

для магнитных  дисков и т.д. Обычно эти устройства

называют внешними, хотя некоторые из них могут 

находиться не снаружи компьютера, а встраиваться внутрь

системного блока, как это описывалось выше. Результаты

выполнения программ выводятся на внешние устройства

монитор, диски, принтер и т.д.

   Таким  образом, для работы компьютера  необходим

обмен информацией  между оперативной памятью и 

внешними устройствами. Такой обмен называется вводом-

выводом. Но этот обмен не происходит непосредственно:

между любым  внешним устройством и оперативной

памятью в компьютере имеются целых два промежуточных 

звена:

   1. Для  каждого внешнего устройства  в компьютере 

имеется электронная  схема, которая им управляет. Эта 

схема называется контроллером, или адаптером. Некоторые 

контроллеры (например, контроллер дисков) могут 

управлять сразу  несколькими устройствами.

   2. Все  контроллеры и адаптеры взаимодействуют  с

микропроцессором  и оперативной памятью через

системную магистраль передачи данных, которую в

просторечии обычно называют шиной.

   ЭЛЕКТРОННЫЕ  ПЛАТЫ. Для упрощения 

подключения устройств  электронные схемы IBM PC

состоят из нескольких модулей электронных плат. На

основной плате  компьютера - системной, или материнской,

плате - обычно располагаются  основной микропроцессор,

сопроцессор, оперативная  память и шина. Схемы,

управляющие внешними устройствами компьютера

(контроллеры  или адаптеры) , находятся на отдельных

платах, вставляющихся в унифицированные разъемы

(слоты) на  материнской плате. Через эти  разъемы 

контроллеры устройств  подключаются непосредственно к