Слайды и текст этой презентации
Слайд 1Магистрально-модульный принцип построения компьютера
Устройство компьютера
Слайд 2Данные и программыИнформация, представленная в цифровой форме и обрабатываемая на
данных, называется программой.
и выполняет их. Необходимые данные загружаются в оперативную память из долговременной памяти или вводятся с помощью устройств ввода.Выходные (полученные) данные записываются процессором в оперативную или долговременную память, а также предоставляются пользователю с помощью устройств вывода информации.
быть предусмотрена какая-то магистраль для перемещения потоков информации.
шину можно представить как группу кабелей и электрических (токопроводящих) линий
на системной плате.К магистрали подключаются процессор и оперативная память, а также периферийные устройства ввода, вывода и хранения информации, которые обмениваются информацией на машинном языке (последовательностями нулей и единиц в форме электрических импульсов).
Слайд 6Шина данныхПо этой шине передаются данные между различными устройствами. Например,
считанные из ОЗУ данные могут быть переданы процессору для обработки,
а затем могут быть отправлены обратно для хранения. Таким образом, данные по шине данных могут передаваться от устройства к устройству в любом направлении.Разрядность шины данных определяется процессором, т.е. количеством двоичных разрядов, которые могут обрабатываться процессором одновременно. Разрядность процессоров постоянно увеличивается по мере развития компьютерной техники.
Слайд 7Шина адресаВыбор устройства или ячейки памяти, куда посылаются данные или
откуда считываются данные по шине данных, производит процессор. Каждое устройство
или ячейка памяти имеет свой адрес. Адрес передается по адресной шине от процессора к памяти или устройствам.Разрядность шины адреса определяет объем адресуемой памяти.
по магистрали. Сигналы показывают, какую операцию – считывание или запись
информации нужно производить, синхронизируют обмен данными и т.д.
компьютера и производить при необходимости ее модернизацию. Каждая отдельная функция
компьютера реализуется одним или несколькими модулями – конструктивно и функционально законченных электронных блоков в стандартном исполнении. Организация структуры компьютера на модульной основе аналогична строительству блочного дома. Основными модулями компьютера являются память и процессор. Процессор – это устройство управляющее работой всех блоков компьютера. Действия процессора определяются командами программы, хранящейся в памяти.Благодаря использованию вышеназванного принципа, появляется возможность создания большого разнообразия товаров из одного набора основных компонентов. Из набора модулей возможно создать большое разнообразие компьютеров (сложных технических систем), отличающихся друг от друга производительностью, назначением (домашний, офисный, сервер приложений и т. п.), архитектурой, платформой.
устройствами используются те же команды процессора, что и для работы с памятью.2. подключение к магистрали дополнительных устройств не требует изменений в уже существующих устройствах, процессоре, памяти.3. меняя состав модулей можно изменять мощность и назначение компьютера в процессе его эксплуатации.
в соответствии с которыми каждый новый блок должен быть совместим
со старым и легко устанавливаться в том же месте в компьютере.В компьютере столь же легко можно заменить старые блоки на новые, где бы они ни располагались, в результате чего работа компьютера не только не нарушается, но и становится более производительной. Этот принцип позволяет не выбрасывать, а модернизировать ранее купленный компьютер, легко заменяя в нем устаревшие блоки на более совершенные и удобные, а так же приобретать и устанавливать новые блоки. Причем во всех разъемы для их подключения являются стандартными и не требуют никаких изменений в самой конструкции компьютера.
в себя системная шина?Для чего необходимо иметь слоты расширения?Возможно ли в вашем компьютере заменить имеющийся жесткий диск на другой, большего объема?Какие еще устройства можно заменить в вашем (школьном) компьютере? Производили ли вы модернизацию своего компьютера? Расскажите подробнее.
Магистрально-модульный принцип построения компьютера — урок. Информатика, 7 класс.
В основу архитектуры современных персональных компьютеров положен магистрально-модульный принцип. Модульный принцип позволяет потребителю самому комплектовать нужную ему конфигурацию компьютера и производить при необходимости её модернизацию.
Модульная организация компьютера опирается на магистральный (шинный) принцип обмена информацией между устройствами.
Магистраль (системная шина) включает в себя три многоразрядные шины: шину данных, шину адреса и шину управления, которые представляют собой многопроводные линии.
К магистрали подключаются процессор и оперативная память, а также периферийные устройства ввода, вывода и хранения информации, которые обмениваются информацией на машинном языке (последовательностями нулей и единиц в форме электрических импульсов).
Шина данных. По этой шине данные передаются между различными устройствами. Например, считанные из оперативной памяти данные могут быть переданы процессору для обработки, а затем полученные данные могут быть отправлены обратно в оперативную память для хранения. Таким образом, данные по шине данных могут передаваться от устройства к устройству через области оперативной памяти.
Разрядность шины данных определяется разрядностью процессора, то есть количеством двоичных разрядов, которые могут обрабатываться или передаваться процессором одновременно. Разрядность процессоров постоянно увеличивается по мере развития компьютерной техники.
Шина адреса. Выбор устройства или ячейки памяти, куда пересылаются или откуда считываются данные по шине данных, производит процессор. Каждое устройство или ячейка оперативной памяти имеет свой адрес. Адрес передаётся по адресной шине, причем сигналы по ней передаются в одном направлении — от процессора к оперативной памяти и устройствам (однонаправленная шина).
Разрядность шины адреса определяет объем адресуемой памяти (адресное пространство), то есть количество однобайтовых ячеек оперативной памяти, которые могут иметь уникальные адреса.
Обрати внимание!
Количество адресуемых ячеек памяти можно рассчитать по формуле: N=2I, где \(I\) — разрядность шины адреса.
Пример:
Разрядность шины адреса постоянно увеличивается и в процессорах Pentium Extreme Edition составляет \(64\) бита. Таким образом, количество адресуемых ячеек памяти в таких процессорах равно: N=264 ячеек.
Важнейшим аппаратным компонентом компьютера является системная плата. На системной плате реализована магистраль обмена информацией, имеются разъёмы для установки процессора, слоты для установки оперативной памяти, а также контроллеров внешних устройств. Кроме термина «системная плата», используется название «материнская плата» (Motherboard).
Еще \(10\)-\(15\) лет назад системные платы персональных компьютеров строились на основе цифровых микросхем малой и средней степени интеграции (вентилей, триггеров, регистров и т.п.). И если бы тебе пришлось иметь дело с компьютерами ХТ/АТ, тогда ты бы увидел системную плату с полутора-двумя сотнями корпусов интегральных схем.
Пропускная способность. Быстродействие устройства зависит от тактовой частоты тактового генератора (обычно меряется в мегагерцах — МГц) и разрядность, т.е количество битов данных, которые устройство может обрабатывать или передавать одновременно (измеряется в битах). Дополнительно в устройствах используется внутреннее умножение частоты с разными коэффициентами.
Обрати внимание!
Соответственно, скорость передачи данных (пропускная способность шины данных измеряется в бит/с) равна произведению разрядности шины (измеряется в битах) и частоты шины (измеряется в Гц = \(1/с\)): Пропускная способность шины = Разрядность шины ⋅ Частота шины..
Северный мост — это системный контроллер, являющийся одним из элементов чипсета материнской платы, отвечающий за работу с оперативной памятью (RAM), видеоадаптером и процессором (CPU).
Обрати внимание!
Северный мост получил свое название благодаря «географическому» расположению на материнской плате. Внешне это квадратной формы микрочип, расположенный под процессором, но в верхней части системной платы.
Южный мост — это функциональный контроллёр, известен как контроллер ввода-вывода.
Как правило, выход из строя южного моста ставит точку в жизни системной платы.
Частота процессора — это количество синхронизирующих импульсов в секунду.
Помогите с тестом по информатике 10 класс!
Магистрально-модульная организация компьютера1. Как называется группа линий связи для обмена данными между несколькими устройствами компьютера?2. Как называется группа линий связи, по которой передаются служебные сигналы для организации обмена данными?а) шина данныхб) шина адресав) шина управления3. Как называются правила обмена данными по шине?4. Как называется электронная схема для управления внешним устройством и простейшей предварительной обработки данных?5. Отметьте все правильные утверждения о принципе открытой архитектуры.а) описание параметров шины открыто для всехб) все могут разрабатывать устройства, удовлетворяющие стандартув) в компьютере есть стандартные разъёмы для подключения устройствг) любые новые устройства можно подключить к компьютеруд) для каждого нового устройства нужно установить драйвер6. Определите, о каком способе обмена данными с внешним устройством идет речь: «Достоинства: 1) простота; 2) не нужно дополнительное оборудование. Недостаток: большие потери времени работы процессора.»а) программно управляемый ввод/выводб) обмен по прерываниямв) прямой доступ к памяти7. Определите, о каком способе обмена данными с внешним устройством идет речь: «Обмен данными происходит по запросу внешнего устройства, при этом процессор выполняет специальную подпрограмму».а) программно управляемый ввод/выводб) обмен по прерываниямв) прямой доступ к памяти8. Определите, о каком способе обмена данными с внешним устройством идет речь: «Обмен данными запускается центральным процессором, а далее полностью управляется контроллером внешнего устройства».а) программно управляемый ввод/выводб) обмен по прерываниямв) прямой доступ к памяти9. Как называется временная приостановка основной программы для обработки запроса от внешнего устройства?
Процессор1. Какие блоки входят в состав процессора?а) арифметико-логическое устройствоб) устройство управленияв) регистрыг) контроллерыд) постоянное запоминающее устройство2. Отметьте все функции арифметико-логического устройства (АЛУ).а) выполнение вычисленийб) анализ результатав) определение местоположения данныхг) расшифровка командд) загрузка данных в регистры3. Отметьте все функции устройства управления (УУ).а) выполнение вычисленийб) анализ результатав) определение местоположения данныхг) расшифровка командд) загрузка данных в регистры4. Что хранится в регистре состояния процессора?а) свойства результата последней операцииб) температура процессорав) результат последней операцииг) степень загруженности процессорад) результат проверки памяти5. Как называется элементарное действие, из которых состоит каждая машинная команда?6. Как называется интервал между двумя соседними управляющими импульсами, поступающими в процессор?7. Сколько бит помещается в регистр AX в процессорах семейства Intel?8. Как называется характеристика процессора, которая определяет количество тактовых импульсов за 1 секунду?9. Как называется характеристика процессора, определяющая максимальное количество двоичных разрядов, которые процессор способен обработать за одну команду.10. Отметьте все правильные утверждения.а) тактовая частота полностью определяет быстродействие процессораб) разрядность процессора обычно определяют как размер регистровв) при тактовой частоте 4 ГГц процессор выполняет 4 млрд микрокоманд в секундуг) разрядность шины адреса определяет максимальный объём памятид) разрядности шины данных и шины адреса всегда совпадают11. Выберите правильное окончание фразы «RISC-процессор — это процессор с . ».а) сокращенным набором командб) полным набором командв) рискованным набором командг) изменённым набором команд12. Как называются данные, необходимые для выполнения некоторой команды процессора?
Лучший ответ
Магистрально-модульная организация компьютера:
1) шина;2) шина управления;3) протокол;4) контроллер;5) абвд;6) программно управляемый ввод/вывод;7) обмен по прерываниям;8) прямой доступ к памяти;9) прерывание.
Ляйля ИсламоваУченик (151) 1 год назад
Все ответы верны,спасибоОстальные ответы
Ответы на 25 — Процессор
Ильвир ХисматуллинУченик (118) 11 месяцев назад
Ответ правильный
Отметьте все функции арифметико-логического устройства (АЛУ). выполнение вычислений анализ результата определение местоположения данных расшифровка команд загрузка данных в регистры
Какие компоненты включает в себя системная шина
- Системная или процессорная шина (FSB) — используется чипсетами для передачи данных между процессором и видеокартой, оперативной памятью.
- Кэш-память — используется для организации обмена данными между кэш-памятью и центральным процессором. Современные процессоры имеют встроенную кэш-память, которая увеличивает производительность шины.
- Память — интерфейс для связи между центральным процессором и оперативной памятью.
- I/O — интерфейсы подключения для внешних устройств.
Последний тип шин подразделяется на местные и стандартные.
Локальная шина — интерфейс для подключения высокоскоростных устройств (видеоадаптер, сетевая карта) к центральному процессору. В основном это шина PCI-e.
Standard Bus I/O — интерфейс для подключения к другим устройствам медленной шины: мышь, клавиатура, аудиоустройства. Благодаря своей архитектуре он поддерживает параллельное подключение нескольких внешних устройств.
Системная шина является модульной, поэтому модули можно присоединять и отсоединять без негативного влияния на работу компьютера. Модульность также позволяет заменять поврежденные или устаревшие компоненты и расширять функциональность за счет добавления новых устройств: второй видеокарты, жестких дисков, модулей оперативной памяти, взаимодействие которых управляется и координируется процессором.
Логически, основа системы состоит из трех уровней.
Шина данных
Он обеспечивает прямую пересылку пакетов данных между компонентами компьютера и процессором. Чем выше битовая глубина и тактовая частота, тем быстрее происходит обмен данными. Большинство компьютерных материнских плат используют 64-битную линию данных, которая соответствует размеру бит процессора.
Шина адреса
Он необходим для адресации устройств из процессора. Каждый крошечный компонент компьютера имеет свой уникальный адрес: регистр, ячейка оперативной памяти, необходимый для его идентификации. Битовая глубина шины адреса определяет, скольким компонентам компьютера центральный процессор может присвоить идентификатор. Адресное пространство вычисляется по формуле 2n, где n — битовая глубина шины адреса.
Большинство старых ноутбуков и компьютеров с 32-разрядными процессорами используют 32-разрядную шину. Он может адресовать 232 = 4 ГБ устройства. Здесь кроется ответ на вопрос, почему старый компьютер распознает только 3,25 ГБ оперативной памяти: процессор сначала обращается к критическим компонентам системы, затем к видеопамяти, затем к периферийным устройствам, затем к контроллерам. В основной памяти содержится только 3,25 миллиарда из примерно 4 миллиардов адресов. В современном компьютере адресная шина имеет длину 64 бита. Адресного пространства достаточно для размещения 264 компонентов.
Шина управления
Инфраструктура с низкой пропускной способностью для передачи служебных сигналов: готовность к чтению/записи, подтверждение отправки или отмены и управление прерываниями.
Слайд 9Модульный принципМодульный принцип позволяет потребителю самому комплектовать нужную ему конфигурацию
компьютера и производить при необходимости ее модернизацию. Каждая отдельная функция
компьютера реализуется одним или несколькими модулями – конструктивно и функционально законченных электронных блоков в стандартном исполнении. Организация структуры компьютера на модульной основе аналогична строительству блочного дома. Основными модулями компьютера являются память и процессор. Процессор – это устройство управляющее работой всех блоков компьютера. Действия процессора определяются командами программы, хранящейся в памяти.Благодаря использованию вышеназванного принципа, появляется возможность создания большого разнообразия товаров из одного набора основных компонентов. Из набора модулей возможно создать большое разнообразие компьютеров (сложных технических систем), отличающихся друг от друга производительностью, назначением (домашний, офисный, сервер приложений и т. п.), архитектурой, платформой.
Второе поколение протоколов или не совсем промышленные шины ISA, PCI(e) и VME
Протоколы Modbus и HART были заменены непромышленными шинами, такими как ISA (MicroPC, PC/104) или PCI/PCIe (CompactPCI, CompactPCI Serial, StacPC) и VME.
Это эпоха компьютеров, имеющих универсальную шину данных, к которой могут быть подключены различные модули для обработки какого-то унифицированного сигнала. Обычно в этом случае процессорный модуль (компьютер) вставляется в так называемое шасси, которое обеспечивает взаимодействие шины с другими устройствами. Шасси, или, как его ласково называют в тяжелой автоматике, «коробка», заполняется необходимыми платами ввода/вывода: аналоговыми, дискретными, интерфейсными и т.д., либо все это размещается без шасси — одна плата на другой. Затем эта разновидность связывается по шине (ISA, PCI и т.д.) с процессорным модулем, который получает информацию от датчиков и применяет некоторую логику.
С такими шинами ISA, PCI(e) и VME это не имело бы значения, особенно по нынешним временам: и скорость обмена не нарушается, и компоненты системы находятся в одном корпусе, компактном и удобном, горячей замены карт ввода/вывода, может быть, и нет, но она пока и не нужна.
Но в этом деле есть своя муха, и не одна. Распределенную систему в такой конфигурации настроить сложно, шина — это локальный обмен, нужно найти что-то для обмена данными с другими подчиненными узлами или теми же узлами, тот же Modbus по TCP/IP или любой другой протокол, в общем, не совсем удобно. А второй не очень удобен: платы ввода-вывода обычно ожидают только один сигнал, и у них нет гальванической развязки с полевыми устройствами, поэтому приходится ставить множество коммутационных модулей и промежуточных схем, что значительно усложняет компонентную базу.
Взаимосвязанные модули преобразования сигналов с гальванической развязкой. Источник.
«А как насчет протокола связи полевой шины?». — спросите вы. Но ничего. В этом приложении его не существует. По кабельным линиям сигнал от датчиков поступает на преобразователи сигналов, преобразователи подают питание на дискретную или аналоговую карту ввода/вывода, а данные с карты считываются операционной системой через порты ввода/вывода. И все это без каких-либо специальных протоколов.
Слайд 32АППАРАТНАЯ РЕАЛИЗАЦИЯ КОМПЬЮТЕРА Периферийные устройства подключаются к шине не напрямую, а через
свои контроллеры (адаптеры) и порты примерно по такой схеме:Контроллеры представляют собой наборы электронных цепей, которыми снабжаются устройства компьютера с целью совместимости их интерфейсов. Контроллеры, кроме этого, осуществляют непосредственное управление периферийными устройствами по запросам микропроцессора.Порты устройств представляют собой некие электронные схемы, позволяющие подключать периферийные устройства компьютера к внешним шинам микропроцессора.Портами также называют устройства стандартного интерфейса: последовательный, параллельный . Последовательный порт (COM1, COM2) обменивается данными с процессором побайтно, а с внешними устройствами — побитно. Параллельный порт (LPT)получает и посылает данные побайтно. К последовательному порту обычно подсоединяют медленно действующие или достаточно удалённые устройства, такие, как мышь и модем. К параллельному порту подсоединяют более «быстрые» устройства — принтер и сканер. Клавиатура и монитор подключаются к своим специализированным портам, которые представляют собой просто разъёмы.Сейчас широко используется универсальный USB-порт, обеспечивающий высокоскоростное подключение различных внешних устройств
Компоненты компьютера
Процессор является основным вычислительным компонентом. Главным его параметром является тактовая частота, то есть число выполняемых операций за одну секунду. Для сегодняшних компьютерных процессоров она измеряется в гигагерцах (ГГц). Важным параметром является также производительность процессора, которая зависит от нескольких характеристик, таких как тактовая частота, разрядность и архитектурное построение процессора. Производительность можно определить при тестировании компьютера по быстроте выполнения некоторых операций.
Оперативная память является составной частью электронной памяти. Существуют несколько типов электронной памяти, которые используется почти в любой вычислительной системе:
- Оперативная или основная память (Main Memory). Этот тип памяти применяется для информационных обменов процессора с внешней памятью (например, ПЗУ) и устройствами ввода-вывода. Данный вид памяти обозначается как RAM ((Random Access Memory, что в переводе означает память с возможностью произвольной выборки). В России эту память принято называть ОЗУ (оперативное запоминающее устройство).
- Память КЭШ (Cache Memory) или сверхоперативная память (СОЗУ). Она выступает как буфер обмена между центральным процессором и оперативной памятью. КЭШ-память сохраняет скопированные массивы данных тех адресов оперативной памяти, с которыми происходил последний обмен, и есть вероятность, что следующий обмен данными с этой же областью адресов будет выполнен более быстро.
- Полупостоянная память. Этот тип памяти применяется для запоминания информационных данных о структуре вычислительной системы, и, кроме того, сохранения времени и даты системы. Для гарантированного сохранения информации применяется питание от аккумулятора.
Замечание 1
Системный блок является основной частью компьютера к которой подсоединяются все другие модули и устройства (периферийные или внешние устройства). В состав системного блока входят все главные электронные элементы компьютера.
Персональный компьютер выполняется на базе сверхбольших интегральных микросхем, и практически все они располагаются в системном блоке на отдельных платах. Главной платой системного блока можно считать системную или материнскую плату. На ней расположены центральный процессор, сопроцессор, оперативная память и ряд разъёмов для установки контроллеров внешних устройств или соединения с ними. То есть она представляет собой комплект разных модулей, которые обеспечивают функционирование компьютера.
Блок питания обеспечивает преобразование переменного напряжения электрической сети в несколько постоянных напряжений разной величины и полярности, которые необходимы для работы материнской платы и остальных устройств внутри системного блока. Для охлаждения компонентов системного блока и исключения перегрева, используется регулируемый вентилятор.
Системная шина или магистраль, находящаяся в системном блоке, представляет собой набор электрических соединений для связи процессора с памятью и внешними устройствами.
Клавиатура компьютера предназначается для ввода информационных данных в память компьютера посредством нажатия пользователем нужных клавиш. Обычная клавиатура, как правило, состоит из ста клавиш.
Мышь манипуляторного типа представляет собой устройство, позволяющее синхронизировать движение корпуса мыши по плоскости (коврику) с движением указателя на экране дисплея. Ввод данных выполняется расположением курсора в нужной экранной позиции и нажатием одной из клавиш на корпусе мыши.
Под монитором понимается устройство, которое обеспечивает диалог пользователя с компьютером посредством отображения на экране дисплея информационных данных в виде символов или графики. Графический режим дисплея представляет собой набор точек (пикселей), которые получаются при разбиении экранной поверхности на строки и столбцы. Число экранных пикселей принято называть разрешением дисплея в текущем режиме работы.
Общение
Протоколы связи позволяют различным сетевым устройствам взаимодействовать друг с другом. Они используются как в аналоговой, так и в цифровой связи и могут использоваться для важных процессов, начиная от передачи файлов между устройствами и заканчивая доступом в Интернет.
К общим типам протоколов связи относятся следующие:
- Автоматизация. Эти протоколы используются для автоматизации различных процессов как в коммерческих, так и в личных целях, например в умных зданиях, облачных технологиях или беспилотных транспортных средствах.
- Обмен мгновенными сообщениями. Мгновенная текстовая связь на смартфонах и компьютерах осуществляется благодаря ряду различных сетевых протоколов обмена мгновенными сообщениями.
- Маршрутизация. Протоколы маршрутизации обеспечивают связь между маршрутизаторами и другими сетевыми устройствами. Существуют также протоколы маршрутизации специально для одноранговых сетей.
- Bluetooth. Популярные устройства Bluetooth, в том числе гарнитуры, смартфоны и компьютеры, работают благодаря множеству различных протоколов Bluetooth.
- Передача файлов. Если вы когда-либо перемещали файлы с одного устройства на другое через физический или цифровой носитель, вы использовали протоколы передачи файлов (FTP).
- Интернет-протокол. Интернет-протокол (IP) позволяет передавать данные между устройствами через Интернет. Интернет не мог бы работать так, как сейчас, без IP.