Студопедия Главная Случайная страница Обратная связь

Разделы: Автомобили Астрономия Биология География Дом и сад Другие языки Другое Информатика История Культура Литература Логика Математика Медицина Металлургия Механика Образование Охрана труда Педагогика Политика Право Психология Религия Риторика Социология Спорт Строительство Технология Туризм Физика Философия Финансы Химия Черчение Экология Экономика Электроника

Микропроцессоры и интерфейсная система компьютера




1)микропроцессор — центральный блок ПК, предназначенный для управления работой всех блоков машины и для выполнения арифметических и логических операций над информацией. В состав микропроцессора входят:
Устройство управления (УУ): формирует и подает во все блоки машины в нужные моменты времени сигналы управления; формирует адреса ячеек памяти, используемых выполняемой операцией, и передает эти адреса в соответствующие блоки компьютера. Опорную последовательность импульсов УУ получает от генератора тактовых импульсов, который генерирует последовательность электрических импульсов; их частота определяет тактовую частоту машины. Промежуток времени между соседними импульсами – это такт работы машины.

Арифметико-логическое устройство (АЛУ): предназначено для выполнения всех арифметических и логических операций над числовой и символьной информацией (для ускорения операций подключается математический сопроцессор).
Микропроцессорная память (МПП) микропроцессора предназначена для кратковременного хранения, записи и выдачи информации, используемой в вычислениях непосредственно в ближайшие такты работы машины. Она строится на регистрах — быстродействующих ячейках памяти различной длины (в отличие от ячеек ОП, имеющих стандартную длину 1 байт и более низкое быстродействие).


4.Интерфейсная системамикропроцессора предназначена для сопряжения и связи с другими устройствами ПК; включает в себя ● внутренний интерфейс МП, ● буферные запоминающие регистры, ● схемы управления портами ввода-вывода и системной шиной.

Порт ввода-вывода(I/O port) — аппаратура сопряжения, позволяющая подключить к микропроцессору другое устройство ПК.

1.2. Системная шина
Системная шина — основная интерфейсная система компьютера, обеспечивающая сопряжение и связь всех его устройств между собой.
Системная шина включает в себя:

1.кодовую шину данных (КШД), содержащую провода и схемы сопряжения для параллельной передачи всех разрядов числового кода (машинного слова) операнда;
2.кодовую шину адреса (КША), содержащую провода и схемы сопряжения для параллельной передачи всех разрядов кода адреса ячейки основной памяти или порта ввода-вывода внешнего устройства;
3.кодовую шину инструкций (КШИ), содержащую провода и схемы сопряжения для передачи инструкций (управляющих сигналов, импульсов) во все блоки машины;
4.шину питания, содержащую провода и схемы сопряжения для подключения блоков ПК к системе энергопитания.


Системная шина обеспечивает три направления передачи информации:
- между микропроцессором и основной памятью;
- между микропроцессором и портами ввода-вывода внешних устройств;
- между основной памятью и портами ввода-вывода внешних устройств (в режиме прямого доступа к памяти – DMA – direct memoryaccess).
Все порты ввода-вывода через унифицированные разъемы подключаются к шине единообразно: либо непосредственно, либо через контроллеры (адаптеры).
Управление системной шиной осуществляется либо микропроцессором непосредственно, либо через дополнительную микросхему - контроллер шины,формирующий основные сигналы управления.
Обмен информацией между внешними устройствами и системной шиной выполняется с использованием ASCII-кодов.


1.3. Основная память (ОП) предназначена для хранения и оперативного обмена информацией с другими блоками машины. ОП содержит два вида запоминающих устройств: постоянное запоминающее устройство (ПЗУ) и оперативное запоминающее устройство (ОЗУ).
□ ПЗУ (ROM — Read Only Memory) предназначено для хранения неизменяемой (постоянной) программной и справочной информации и позволяет оперативно только считывать информацию, хранящуюся в нем (изменить информацию в ПЗУ нельзя);
□ ОЗУ (RAM — Random Access Memory) предназначено для оперативной записи, хранения и считывания информации (программ и данных),непосредственно участвующей в информационно-вычислительном процессе, выполняемом в текущий период времени.
Главными достоинствами оперативной памяти являются ее высокое быстродействие и возможность обращения к каждой ячейке памяти отдельно (прямой адресный доступ к ячейке).
В качестве недостатка оперативной памяти следует отметить невозможность сохранения информации в ней после выключения питания машины (т.е. энергозависимость).
Кроме основной памяти на системной плате ПК имеется и энергонезависимая память CMOS RAM (Complementary Metall-Oxide Semiconductor RAM), постоянно питающаяся от своего аккумулятора; в ней хранится информация об аппаратной конфигурации ПК, которая проверяется при каждом включении системы.

1.4. Внешняя память относится к внешним устройствам ПК и используется для долговременного хранения информации. В ней хранится программное обеспечение компьютера и пользовательские данные. Она содержит разнообразные виды запоминающих устройств, но наиболее распространенные -накопители на жестких (НЖМД- Hard Disk Drive, HDD) и гибких магнитных дисках (НГМД- Floppy Disk Drive, FDD), накопители на оптических дисках (CD-ROM — Compact Disk Read Only Memory) и реже — запоминающие устройства на кассетной магнитной ленте (НКМЛ, стримеры).

1.5. Источник питания — блок, содержащий системы энергопитания ПК.

1.6. Таймер — внутримашинные электронные часы реального времени (год, месяц, часы, минуты, секунды и доли секунд). Таймер подключается к автономному источнику питания — аккумулятору, и при отключении машины от сети продолжает работать.

1.7. Внешние устройства — части вычислительного комплекса, обеспечивающие взаимодействие ПК с окружающей средой: пользователями, объектами управления и другими компьютерами (по стоимости могут составлять до 80-85 % всего ПК).

^ К внешним устройствам относятся:
□ внешние запоминающие устройства (ВЗУ) или внешняя память ПК;
□ диалоговые средства пользователя;
□ устройства ввода информации;
□ устройства вывода информации;
□ средства связи и телекоммуникации.

Диалоговые средства пользователя включают в свой состав видеотерминалы (дисплеи) и устройства речевого ввода-вывода информации:
□ видеомонитор (дисплей) — устройство для отображения вводимой и выводимой из ПК информации;
□ устройства речевого ввода-вывода — быстро развивающиеся средства мультимедиа. Это различные микрофонные акустические системы, «звуковыемыши» со сложным программным обеспечением, позволяющим распознавать произносимые человеком буквы и слова, идентифицировать их и кодировать;синтезаторы звука, выполняющие преобразование цифровых кодов в буквы и слова, воспроизводимые через громкоговорители (динамики) или звуковыеколонки, подсоединенные к компьютеру.

К устройствам ввода информации относятся:
□ клавиатура — устройство для ввода текстовой и управляющей информации в ПК;
□ графические планшеты (дигитайзеры) — устройства для ручного ввода графической информации, изображений путем перемещения по планшету специального пера; при этом выполняется считывание координат его местоположения и ввод этих координат в ПК;
□ сканеры — устройства для автоматического считывания с бумажных носителей и ввода в ПК машинописных текстов, графиков, рисунков, чертежей;
□ графические манипуляторы, предназначенные для ввода графической информации на экран дисплея путем управления движением курсора по экрану с последующим кодированием координат курсора и вводом их в ПК (джойстик, мышь, трекбол, световое перо);
□ сенсорные экраны — для ввода отдельных элементов изображения, программ или команд с полиэкрана дисплея в ПК.

К устройствам вывода информации относятся:
□ принтеры — печатающие устройства информации на бумажный носитель;
□ графопостроители (плоттеры) — устройства для вывода графической информации (графиков, чертежей, рисунков) из ПК на бумажный носитель.

Устройства связи и телекоммуникации используются для связи с приборами и другими средствами автоматизации и для подключения ПК к каналам связи, к другим компьютерам и вычислительным сетям. Многие из названных выше устройств относятся к условно выделенной группе средствмультимедиа.
Мультимедиа (multimedia — многосредовость) — это комплекс аппаратных и программных средств, позволяющих человеку общаться с компьютером, используя самые разные, естественные для себя среды: звук, видео, графику, тексты, анимацию и т. д.

1.8. Дополнительные интегральные микросхемы, улучшающие функциональные возможности ПК, могут быть подключены системной

шине и к микропроцессору:
математический сопроцессор;

контроллер прямого доступа к памяти;

сопроцессор ввода-вывода;

контроллер прерываний и т. д.


Математический сопроцессориспользуется для ускоренного выполнения операций над числами, вычисления сложных (трансцендентных) функций. Он имеет свою систему команд и работает параллельно с основным МП, но под его управлением. Ускорение операций происходит в десятки раз. Современные модели МП включают сопроцессор в свою структуру.

^ Контроллер прямого доступа к памяти (DMA— Direct Memory Access) обеспечивает обмен данными между внешними устройствами и оперативной памятью без участия микропроцессора, что существенно повышает эффективное быстродействие ПК.

^ Сопроцессор ввода-выводаза счет параллельной работы с МП существенно ускоряет выполнение процедур ввода-вывода при обслуживании нескольких внешних устройств (дисплей, принтер, НМД, НГМД и т. д.); он освобождает МП от обработки процедур ввода-вывода, в том числе реализует и режим прямого доступа к памяти.

^ Контроллер прерыванийобслуживает процедуры прерываният.е. временные приостановки выполнения одной программы с целью оперативного выполнения другой, более важной. Он принимает запрос на прерывание от внешних устройств, определяет уровень приоритета запроса и выдает сигнал прерывания в МП. Тот приостанавливает выполнение текущей программы и переходит к выполнению специальной программы обслуживания прерывания, которое запросило внешнее устройство. После завершения программы обслуживания восстанавливается выполнение прерванной программы.

1. Конструктивно ПК выполнен в виде центрального системного блока, к которому через разъемы — стыки подключаются внешние устройства: дополнительные блоки памяти, клавиатура, дисплей, принтер и т. д.

^ Системный блокобычно включает в себя системную плату, блок питания, накопители на дисках, разъемы для дополнительных устройств и платы расширенияс контроллерами — адаптерами внешних устройств.







Дата добавления: 2015-04-19; просмотров: 1927. Нарушение авторских прав


Рекомендуемые страницы:


Studopedia.info - Студопедия - 2014-2019 год . (0.003 сек.) русская версия | украинская версия