На головну

ПИТАННЯ 22) Структура материнської плати.

  1. A) повідомляється про неможливість дати відповідь по суті поставленого питання в зв'язку з неприпустимістю розголошення зазначених відомостей
  2. Frac12; Принц Том 4 Глава 4: Найважливіший питання в житті Пельмешки.
  3. I-d діаграма вологого повітря, її структура. Характерні випадки зміни стану повітря і їх зображення на I-d діаграмі.
  4. I. Конституційний лад РФ: поняття, структура і базові характеристики.
  5. I.1. Структура грошової системи
  6. II. Структура державного устрою РФ.
  7. II. Структура конституційного статусу особистості.

Основною частиною будь-якої комп'ютерної системи є материнська плата з головним процесором і підтримуючими його мікросхемами. Функціонально материнську плату можна описати різним чином. Іноді така плата містить всю схему комп'ютера (одноплатні). На противагу одноплатним, в шінооріентірованих комп'ютерах системна плата реалізує схему мінімальної конфігурації, інші функції реалізуються за допомогою численних додаткових плат. Всі компоненти з'єднуються шиною. У системній платі немає відеоадаптера, деяких видів пам'яті і засобів зв'язку з додатковими пристроями. Ці пристрої (плати розширення) додаються до системної плати шляхом приєднання до шини розширення, яка є частиною системної плати.

Перша материнська плата була розроблена фірмою IBM, і показана в серпні 1981 року (PC-1). У 1983 році з'явився комп'ютер зі збільшеною системною платою (PC-2). Максимум, що могла підтримувати PC-1 без використання плат розширення - 64К пам'яті. PC-2 мала вже 256К, але найбільш важлива відмінність полягала в програмуванні двох плат. Системна плата PC-1 не могла без коректування підтримувати найбільш потужні пристрої розширення, таких, як жорсткий диск і поліпшені відеоадаптери.

Материнська плата - це комплекс різних пристроїв підтримує роботу системи в цілому. Обов'язковими атрибутами материнської плати є базовий процесор, оперативна пам'ять, системний BIOS, контролер клавіатури, роз'єми розширення.

Материнська плата всередині комп'ютера - головна монтажна деталь, до якої кріпляться інші компоненти.

Швидкодію різних компонентів комп'ютера (процесора, оперативної пам'яті і контролерів периферійних пристроїв) може істотно відрізнятися. Для узгодження швидкодії на системній платі встановлюються спеціальні мікросхеми (чіпсети), які включають в себе контролер оперативної пам'яті (так званий північний міст) і контролер периферійних пристроїв (південний міст).

Рис.1. Логічна схема системної плати

Північним міст забезпечує обмін інформацією між процесором і оперативною пам'яттю системною шиною. У процесорі використовується внутрішнє множення частоти, тому частота процесора в кілька разів більше, ніж частота системної шини. У сучасних комп'ютерах частота процесора може перевищувати частоту системної шини в 10 разів (наприклад, частота процесора 1 ГГц, а частота шини - 100 МГц).

До північного мосту підключається шина PCI (Peripherial Component Interconnect bus - шина взаємодії периферійних пристроїв), яка забезпечує обмін інформацією з контролерами периферійних пристроїв. Частота контролерів менше частоти системної шини, наприклад, якщо частота системної шини складає 100 МГц, то частота шини PCI зазвичай в три рази менше - 33 МГц. Контролери периферійних пристроїв (звукова плата, мережева плата, SCSI-контролер, внутрішній модем) встановлюються в слоти розширення системної плати.

У міру збільшення роздільної здатності монітора і глибини кольору вимоги до швидкодії шини, що зв'язує видеоплату з процесором і оперативною пам'яттю, зростають. В даний час для підключення відеокарти зазвичай використовується спеціальна шина AGP (Accelerated Graphic Port - прискорений графічний порт), поєднана з північним мостом і має частоту, в кілька разів більшу, ніж шина PCI.

Південний міст забезпечує обмін інформацією між північним мостом і портами для підключення периферійного обладнання.

Пристрої зберігання інформації (жорсткі диски, CD-ROM, DVD-ROM) підключаються до південного мосту по шині UDMA (Ultra Direct Memory Access - пряме підключення до пам'яті).

Миша і зовнішній модем підключаються до південного мосту за допомогою послідовних портів, які передають електричні імпульси, що несуть інформацію в машинному коді, послідовно один за іншим. Позначаються послідовні порти як COM1 і COM2, а
 апаратно реалізуються за допомогою 25-контактного і 9-контактного роз'єму, які виведені на задню панель системного блоку.

Принтер підключається до паралельного порту, який забезпечує більш високу швидкість передачі інформації, ніж послідовні порти, так як передає одночасно 8 електричних імпульсів, що несуть інформацію в машинному коді. Позначається паралельний порт як LTP, а апаратно реалізується у вигляді 25-контактного роз'єму на задній панелі системного блоку.

Для підключення сканерів і цифрових камер зазвичай використовується порт USB (Universal Serial Bus - універсальна послідовна шина), який забезпечує високошвидкісне підключення до комп'ютера відразу декількох периферійних пристроїв. Клавіатура підключається зазвичай за допомогою порту PS / 2.

ПИТАННЯ 23) Елементна база ЕОМ

елементи - Для обробки одиничних електричних сигналів, відповідних бітам інформації

вузли - Для обробки групи сигналів - інформаційних слів

блоки - Реалізують деяку послідовність в обробці інформаційних слів - функціонально відокремлену частину машинних операцій (блок вибірки команд, блок запису-читання і ін.)

пристрої - Для виконання окремих машинних операцій
 і їх послідовностей

Два способи фізичного представлення сигналів: імпульсний і потенційний

За своїм призначенням елементи діляться на:

- формують

- логічні

- запам'ятовують

К формує елементамвідносяться різні формувачі, підсилювачі, підсилювачі-формувачі і т. п.

Логічні елементи перетворять вхідні сигнали відповідно до логічними функціями

запам'ятовуючим елементом називається елемент, який здатний приймати
 і зберігати код двійковій цифри (1 або 0)

Комбінаційні схеми (КС) - Це схеми, у яких вихідні сигнали
Y = (у1, у2, ..., Уm) в будь-який момент дискретного часу однозначно визначаються сукупністю вхідних сигналів
X = (x1, x2, ..., Xn), надходять в той же момент часу t

Комбінаційні схеми підрозділяють на регулярні та нерегулярні структури

Дешифратори (ДШ) це комбінаційні схеми з n входами і m = 2n виходами.

Одиничний сигнал, що формується на одному з m виходів, однозначно відповідає комбінації вхідних сигналів

Шифратор (ШР) -переймається тим, зворотний схемами ДШ, т. е. за номером вхідного сигналу формує однозначну комбінацію вихідних сигналів

ПИТАННЯ 24) покоління ЕОМ

Перше покоління ЕОМ (1948 - 1958 рр.)

 Елементної базою машин цього покоління були електронні лампи - діоди і тріоди. Машини призначалися для вирішення порівняно нескладних науково-технічних завдань. До цього покоління ЕОМ можна віднести: МЕСМ, БЕСМ-1, М-1, М-2, М-З, "Стріла", "Мінськ-1", "Урал-1", "Урал-2", "Урал- 3 ", M-20," Сетунь ", БЕСМ-2," Раздан ". Вони були значних розмірів, споживали велику потужність, мали невисоку надійність роботи і слабке програмне забезпечення. Швидкодія їх не перевищувало 2-3 тисяч операцій в секунду, ємність оперативної пам'яті-2К або 2048 машинних слів (1K = 1024) довжиною 48 двійкових знаків. У 1958 р з'явилася машина M-20 з пам'яттю 4К і швидкодією близько 20 тисяч операцій в секунду. У машинах першого покоління були реалізовані основні логічні принципи побудови електронно-обчислювальних машин та концепції Джона фон Неймана, що стосуються роботи ЕОМ по введеної в пам'ять програмі та вихідними даними (числах). Цей період був початком комерційного застосування електронних обчислювальних машин для обробки даних. В обчислювальних машинах цього часу використовувалися електровакуумні лампи і зовнішня пам'ять на магнітному барабані. Вони були обплутані проводами і мали час доступу 1х10-3 с. Виробничі системи та компілятори поки не з'явилися. В кінці цього періоду стали випускатися пристрої пам'яті на магнітних сердечниках. Надійність ЕОМ цього покоління була вкрай низькою.

Друге покоління ЕОМ (1959 - 1967 рр.)

 Елементної базою машин цього покоління були напівпровідникові прилади. Машини призначалися для вирішення різних трудомістких науково-технічних завдань, а також для управління технологічними процесами у виробництві. Поява напівпровідникових елементів в електронних схемах істотно увеличелось ємність оперативної пам'яті, надійність і швидкодію ЕОМ. Зменшилися розміри, маса і споживана потужність. З появою машин другого покоління значно розширилася сфера використання електронної обчислювальної техніки, головним чином за рахунок розвитку програмного забезпечення. З'явилися також спеціалізовані машини, наприклад ЕОМ для вирішення економічних завдань, для управління виробничими процесами, системами передачі інформації і т. Д. До ЕОМ другого покоління відносяться:

? ЕОМ М-40, -50 для систем протиракетної оборони;

? Урал -11, -14, -16 - ЕОМ загального призначення, орієнтовані на рішення інженерно-технічних і планово-економічних завдань;

? Мінськ -2, -12, -14 для вирішення інженерних, наукових і конструкторських задач математичного та логічного характеру;

? Мінськ-22 призначена для вирішення науково-технічних і планово-економічних завдань;

? БЕСМ-3 -4, -6 машин загального призначення, орієнтованих на вирішення складних завдань науки і техніки;

? М-20, -220, -222 машина загального призначення, орієнтована на вирішення складних математичних задач;

? СВІТ-1 мала електронна цифрова обчислювальна машина, призначена для вирішення широкого кола інженерно-конструкторських математичних задач,

? "Наірі" машина загального призначення, призначена для вирішення широкого кола інженерних, науково-технічних, а також деяких типів планово-економічних та обліково-статистичних завдань;

? Рута-110 міні ЕОМ загального призначення;

і ряд інших ЕОМ.

ЕОМ БЕСМ-4, М-220, М-222 мали швидкодію близько 20-30 тисяч операцій в секунду і оперативну пам'ять-відповідно 8К, 16К і 32К. Серед машин другого покоління особливо виділяється БЕСМ-6, що володіє швидкодією близько мільйона операцій в секунду і оперативною пам'яттю від 32К до 128К (в більшості машин використовується два сегменти пам'яті по 32К кожний).

Даний період характеризується широким застосуванням транзисторів і вдосконалених схем пам'яті на сердечниках. Велика увага почали приділяти створенню системного програмного забезпечення, компіляторів та засобів введення-виведення. Наприкінці зазначеного періоду з'явилися універсальні і досить ефективні компілятори для Кобола, Фортрана і інших мов.

Була досягнута вже величина часу доступу 1х10-6 с, хоча велика частина елементів обчислювальної машини ще була пов'язана проводами.

Обчислювальні машини цього періоду успішно застосовувалися в областях, пов'язаних з обробкою множин даних і вирішенням завдань, що зазвичай вимагають виконання рутинних операцій на заводах, в установах і банках. Ці обчислювальні машини працювали за принципом пакетної обробки даних. По суті, при цьому копіювалися ручні методи обробки даних. Нові можливості, що надаються обчислювальними машинами, практично не використовувалися.

Саме в цей період виникла професія фахівця з інформатики, і багато університетів стали надавати можливість отримання освіти в цій галузі.

Третє покоління ЕОМ (1968 - 1973 рр.)

 Елементна база ЕОМ - малі інтегральні схеми (МІС). Машини призначалися для широкого використання в різних областях науки і техніки (проведення розрахунків, управління виробництвом, рухомими об'єктами і ін.). Завдяки інтегральних схем вдалося істотно поліпшити техніко-експлуатаційні характеристики ЕОМ. Наприклад, машини третього покоління в порівнянні з машинами другого покоління мають більший обсяг оперативної пам'яті, збільшилася швидкодія, підвищилася надійність, а споживана потужність, яку займає площу і маса зменшилися. В СРСР в 70-і роки отримують подальший розвиток АСУ. Закладаються основи державної та міждержавної, що охоплює країни - члени РЕВ (Ради Економічної Взаємодопомоги) системи обробки даних. Розробляються універсальні ЕОМ третього покоління ЄС, сумісні як між собою (машини середньої і високої продуктивності ЄС ЕОМ), так і з закордонними ЕОМ третього покоління (IBM-360 і ін. - США). У розробці машин ЄС ЕОМ беруть участь фахівці СРСР, Народної Республіки Болгарія (НРБ), Угорської Народної Республіки (УНР), Польської Народної Республіки (ПНР), Чехословацької Радянської Соціалістичної Республіки (ЧССР) і Німецької Демократичної Республіки (НДР). У той же час в СРСР створюються багатопроцесорні і квазіаналогового ЕОМ, випускаються міні-ЕОМ "Мир-31", "Мир-32", "Наірі-34". Для управління технологічними процесами створюються ЕОМ серіїі АСВТ М-6000 і М-7000 (розробники В. п. Рязанов і ін.). Розробляються і випускаються настільні міні-ЕОМ на інтегральних мікросхемах М-180, "Електроніка -79, -100, -125, -200", "Електроніка ДЗ-28", "Електроніка НЦ-60" і ін.

До машин третього покоління ставилися "Дніпро-2", ЕОМ Єдиної Системи (ЄС-1010, ЄС-1020, ЄС-1030, ЄС-1040, ЄС-1050, ЄС-1060 і кілька їх проміжних модифікацій - ЄС-1021 і ін. ), МИР-2, "Наірі-2" і ряд інших.

Характерною рисою даного періоду стало різке зниження цін на апаратне забезпечення. Цього вдалося домогтися головним чином за рахунок використання інтегральних схем. Звичайні електричні з'єднання за допомогою проводів при цьому убудовувалися в мікросхему. Це дозволило отримати значення часу доступу до 2х10 -9 с. У цей період на ринку з'явилися зручні для користувача робочі станції, які за рахунок об'єднання в мережу значно спростили можливість отримання малого часу доступу, зазвичай властивої великим машинам. Подальший прогрес у розвитку обчислювальної техніки був пов'язаний з розробкою напівпровідникової пам'яті, рідкокристалічних екранів і електронної пам'яті. В кінці цього періоду стався комерційний прорив в області мікроелектронної технології.

Зросла продуктивність обчислювальних машин і тільки що з'явилися багатомашинні системи дали принципову можливість реалізації таких нових завдань, які були досить складні і часто приводили до нерозв'язних проблем при їх програмної реалізації. Почали говорити про "кризу програмного забезпечення". Тоді з'явилися ефективні методи розробки програмного забезпечення. Створення нових програмних продуктів тепер все частіше грунтувалося на методах планування і спеціальних методах програмування.

Цей період пов'язаний з бурхливим недостатнім розвитком обчислювальних машин реального часу. З'явилася тенденція, відповідно до якої в задачах управління поряд з великими обчислювальними машинами знаходиться місце і для використання малих машин. Так, виявилося, що мініЕВМ виключно добре справляється з функціями управління складними промисловими установками, де велика обчислювальна машина часто відмовляє. Складні системи управління розбиваються при цьому на підсистеми, в кожній з яких використовується своя мініЕВМ. На велику обчислювальну машину реального часу покладаються завдання планування (спостереження) в ієрархічній системі з метою координації управління підсистемами і обробки центральних даних про об'єкт.

Програмне забезпечення для малих обчислювальних машин спочатку було зовсім елементарним, однак уже до 1968 р з'явилися перші комерційні операційні системи реального часу, спеціально розроблені для них мови програмування високого рівня і крос-системи. Все це забезпечило доступність малих машин для широкого кола додатків. Сьогодні навряд чи можна знайти таку галузь промисловості, в якій би ці машини в тій чи іншій формі успішно не застосовувалися. Їх функції на виробництві дуже різноманітні; так, можна вказати прості системи збору даних, автоматизовані випробувальні стенди, системи управління процесами. Слід підкреслити, що керуюча обчислювальна машина тепер все частіше вторгається в область комерційної обробки даних, де застосовується для вирішення комерційних завдань.

Міні ЕОМ почали застосовуватися і для вирішення інженерних задач, пов'язаних з проектуванням. Проведено перші експерименти, які показали ефективність використання обчислювальних машин в якості засобів проектування.

Застосування розподілених обчислювальних систем стало базою для децентралізації вирішення завдань, пов'язаних з обробкою даних на заводах, в банках і інших установах. Разом з тим для даного періоду характерним є хронічний дефіцит кадрів, підготовлених в області електронних обчислювальних машин. Це особливо стосується завдань, пов'язаних з проектуванням розподілених обчислювальних систем і систем реального часу.

Четверте покоління ЕОМ (1974 - 1982 рр.)

 Елементна база ЕОМ - великі інтегральні схеми (ВІС). Машини призначалися для різкого підвищення продуктивності праці в науці, виробництві, управлінні, охороні здоров'я, обслуговуванні і побуті. Високий ступінь інтеграції сприяє збільшенню щільності компонування електронної апаратури, підвищенню її надійності, що веде до збільшення швидкодії ЕОМ і зниження її вартості. Все це робить істотний вплив на логічну структуру (архітектуру) ЕОМ і на її програмне забезпечення. Тіснішої стає зв'язок структури машини і її програмного забезпечення, особливо операційної системи (або монітора) -Набір програм, які організовують безперервну роботу машини без втручання людини. До цього покоління можна віднести ЕОМ ЄС: ЄС-1015, -1025, -1035, -1045, -1055, -1065 ( "Ряд 2"), -1036, -1046, -1066, СМ-1420, -1600, - 1700, всі персональні ЕОМ ( "Електроніка МС 0501«, "Електроніка-85", "Іскра-226", ЄС-1840 -1841, -1842 та ін.), а також інші типи та модифікації. До ЕОМ четвертого покоління відноситься також багатопроцесорний обчислювальний комплекс "Ельбрус". "Ельбрус-1кб" мав швидкодію до 5,5 млн. Операцій з плаваючою крапкою в секунду, а обсяг оперативної пам'яті до 64 Мб. У "Ельбрус-2" продуктивність до 120 млн. Операцій в секунду, ємність оперативної пам'яті до 144 Мб або 16 Мслов (слово 72 розряду), максимальна пропускна здатність каналів введення-виведення - 120 Мб / с.

 



Перспективи вдосконалення архітектури ВМ і ВС | ПИТАННЯ 25) Система команд мікропроцесора.

Загальні принципи побудови сучасних ЕОМ. | ПИТАННЯ 7) Пам'ять ЕОМ | ПИТАННЯ 8) Подання числової інформації в формі з плаваючою крапкою | ПИТАННЯ 11) Основний принцип побудови ЕОМ | ПИТАННЯ 12) Основні характеристики ЕОМ. | ПИТАННЯ 13) Формати команд. | ПИТАННЯ 15) Опис функціональних мікропрограм. | ПИТАННЯ 16) Організація переривання процесора. | А. а. Дерюгін | Структури обчислювальних систем |

© um.co.ua - учбові матеріали та реферати