Максимов Н.В., Партыка Т.Л., Попов И.И. Архитектура ЭВМ и вычислительных систем (2005) (1186253), страница 66
Текст из файла (страница 66)
Объем ОЗУ составлял 64 Кб, ПЗУ — 2 Кб. Встроенныйдисплей размером 9" был способен работать в текстовом режиме80 х 24, поддержка графического режима не предусматриваласьКлавиатура компьютера была довольно удобной, с курсорными ицифровыми клавишами. Устройством хранения данных служили двадисковода для односторонних 5,25" дисков двойной плотности емкостью 190 Кб. Работал Каурго II под управлением ОС СР/М (ControlProgram for Microprocessor) и стоил на момент выхода 1795 долл.Модель 128К — первый продукт в семействе компьютеровMacintosh (рис.
4.1, 6). Корпорация Apple представила ее в январе1984 г., развернув интенсивную маркетинговую кампанию. «Если ужкомпьютеры так умны, — говорилось в одной из реклам, — то нелучше ли научить их общаться с человеком, чем учить людей общаться с компьютером9»Macintosh 128K базировался на 32-разрядном микропроцессореMotorola 68000 с тактовой частотой 8 МГц, имел 128 Кб ОЗУ,64 Кб ПЗУ, односторонний флоппи-дисковод (400 Кбайт; 3,5"),встроенный 9" черно-белый экран с графическим разрешением512 х 342 точки, оснащался, помимо клавиатуры, манипулятором«мышь» и весил 20 фунтов (8 кг).Многое в новом компьютере было заимствовано из разработокисследовательского центра PARC компании Xerox, 15 специалистовкоторой в начале 1980-х гг.
перешли на работу в Apple. Именно благодаря достижениям PARC возникли система «окон» на экране, интерфейс, основанный на символических изображениях действий,устройство «мышь».Первый Macintosh стоил в пять раз дороже, чем требовали спецификации проекта — 2495 долл. вместо 500 долл Но продажи шлиочень успешно и за первые 9 месяцев было реализовано 275 тыс.компьютеров«Мак», как вскоре окрестили поклонники новую машину, принес Apple грандиозный успех. Владельцы компьютеров других типовзавидовали графическим средствам «Мака» и простоте обращения с336Глава 4. Персональные компьютерыним. Программы, позволявшие использовать «окна» и «мышь» вкомпьютерах других моделей, раскупались нарасхват.Однако очень скоро пользователи Macintosh 128K столкнулись спроблемой слишком малого объема оперативной памяти, при том,что возможностей для расширения ОЗУ конструкцией модели предусмотрено не было.
Посыпались многочисленные нарекания, побудившие корпорацию Apple усовершенствовать свой продукт, иуже осенью того же 1984 г. был представлен новый «Мак» — модельMacintosh 512K (модель Macintosh 128K была снята с производствав октябре 1985 г.).4.1. Устройство ПК на процессорах IntelУпрощенная блок-схема, отражающая основные функциональные компоненты компьютерной системы и их взаимосвязи, изображена на рис. 4.2.Конструктивно ПК чаще всего выполнены в виде центрального(системного) блока, к которому через разъемы (стыки) подключаются внешние устройства: клавиатура, дисплей, принтер и т. д.К другимвычислительнымсистемамНакопительна жесткихмагнитныхдискахМикропроцессорАрифметикологическоеустройствоРегистрыКэш-памятьСхемыуправленияшинойКонтроллер накопителя на жестких магнитныхдискахАШины: управляющая, адресная и шина данныхЧСхемыМЫвнутреннего»ннегоуправленияпения|ПоследовательныекоммуникационныепортыПортыввода-выводаПараллельныекоммуникационныепортыИгровойпорт1ДСустройетваЫеЯтж'Модем Плоттер ПринтерСканерДжойстикРис.
4.2. Общая структура персонального компьютера с подсоединеннымипериферийными устройствами4.1.Устройство ПК на процессорах Intel337Системный блокСистемный блок обычно включает в себя: системную плату,блок питания, накопители на дисках, разъемы для дополнительныхустройств; платы расширения с контроллерами — адаптерами внешних устройств.В зависимости от его конфигурации и размеров корпуса определяются такие характеристики ПК, как возможность дальнейшегорасширения, транспортировка, доступ к компонентам и т. д. Типыкорпусов: Slimline, Desktop, Tower (Mini-Tower, Midi-Tower,Super-Big-Tower), File Server (рис.
4.3).TowerDesk TopРис. 4.З. Различные типы корпусов ПКСистемная плата (рис. 4.4) является основой системного блока,который обеспечивает внутренние связи, взаимодействует черезпрерывания с внешними устройствами и содержит компоненты, определяющие архитектуру ПК. Системные платы с различными микропроцессорами отличаются друг от друга по типам применяемыхэлементов и модулей памяти, возможностям конфигурированияи т. д. Набор микросхем на системной плате, обеспечивающий работу ЦП по обмену данными с периферийными устройствами, называют Chipset.ЧипсетChipset, или «PCIset» — совокупность микросхем, размещенныхна системной плате, которые организуют потоки команд и данных вПЭВМ.
Сюда входят: основная память, вторичная кэш-память иустройства, связанные с шинами ISA и PCI. Кроме того, чипсетконтролирует потоки данных НЖМД и других устройств, соединенных с каналом IDE. Иногда в состав чипсета включают и сам микропроцессор.338Глава 4. Персональные компьютерыРазъемызаднейпанелиРазъем питаниясистемной платыРазъемыГнездомодулейпроцессора памятиРазъемы накопителейна жестких и гибкихмагнитных дискахРазъем AGPРазъемы PCI1011Рис. 4.4.
Системная плата (Motherboard) ATX (а) и ее основные разъемы (б):1, 2 — разъемы PS/2 (мышь и клавиатура); 3, 4 — разъемы USB; 5 — принтер(LPT1); 6—9 — штырьковые (D9) разъемы последовательных портов; 8 — игровой порт (joistik); 9, 10, 11 — разъемы звуковой платы (микрофон, линейныйвход, линейный выход)Чипсеты производят различные фирмы — SIS, VIA, OPTI, однако в течение многих лет наиболее популярными остаются чипсетыIntel Triton. Чипсеты Triton позволяют соединять и эффективно использовать такие устройства, как процессор Pentium, устройства,связанные с каналами EIDE, ISA, а также поддерживает технологиипамяти, такие, как EDO и SDRAM.4.1.
Устройство ПК на процессорах Intel339Рассмотрим вкратце структуру и характеристики Triton 430TX,который оптимизирован для использования с процессорамиPentium MMX (рис. 4.5).Шина ввода-выводапроцессораРис. 4.5. Архитектура Triton 430 ТХ (Northbridge/Southbridge)Основой Triton 430TX являются две микросхемы высокой интеграции, которые были введены еще в предыдущей версии чипсета(Triton 430HX), а именно:• системный контроллер 82439ТХ (МТХС);• контроллер периферии 82371 АВ PCI ISA IDE Xcelerator(PIIX4).Первый интегрирует функции основной и кэш-памяти второгоуровня, управляет взаимодействием ЦП, кэш-памяти, основнойпамяти и шиной PCI. Второй представляет собой многофункциональное устройство PCI, которое реализует функции моста междуPCI и ISA, PCI и IDE, а также управляет потреблением электроэнергии (функции Enhanced power management).
Поскольку системный контроллер получил название «Northbridge», периферийный — «Southbridge», данная архитектура известна как Northbridge/Southbridge.В дальнейшем данный тип архитектуры использовался в чипсетах Intel Triton 440LX, EX, BX, ZX, GX, 450 NX, а затем был заменен (чипсеты 820, 815, 850 и др.) на архитектуру «Accelerated hub»,включающую три компонента (рис. 4.6):• контроллер памяти (Memory Controller Hub);• контроллер ввода-вывода (I/O Controller Hub);• постоянная память (ПЗУ — Firmware Hub).Контроллер памяти обеспечивает высокоскоростное взаимодействие между ЦП, ОЗУ и AGP и позволяет управлять памятью разме-340Глава 4. Персональные компьютерыПроцессорPentium III4-х AGPграфика1.0Г6/СКонтроллерпамяти266Мб/сIDEATufifiAC '97ВводвыводUSB1,6Гб/сUUОЗУRDRAMPCI ППГПULJULJSIOПЗУРис.
4.6. Чипсет Intel 820 архитектуры Accelerated hubром до 1 Гбайт. При этом в системе могут использоваться как один,так и несколько процессоров. Контроллер ввода-вывода поддерживает прямую связь между внешними устройствами и ОЗУ; крометого, он выполняет функции контроллера USB, IDE и АС'97. Система ПЗУ содержит схемы BIOS и видео BIOS, а также в нее вмонтирован датчик случайных чисел (Intel RNG). В отличие от программных датчиков псевдослучайных чисел (ПСЧ), Intel RNG генерирует числа, действительно случайные, для чего используетсяэффект теплового шума.Интерфейсы ПКОб интерфейсах речь шла ранее, здесь лишь отметим, что на сегодняшний день имеется несколько основных спецификаций (стандартов) компьютеров. Спецификациями де-факто считаются созданные совместно Intel и Microsoft PC98, РС99 и последняя разработка РС2001.Данные стандарты были разработаны для обобщения архитектуры PC.
Это позволяет предотвратить спад в скорости развития компьютерных технологий (все производители «железа» приостанавливают собственные разработки в High-end секторе и занимают выжидательную позицию по отношению к своим конкурентам).Материнская плата имеет немаловажное значение при определении соответствия вашего PC одной из спецификаций. Следова-4.1. Устройство ПК на процессорах Intel341тельно, необходимо рассмотреть требования данных спецификаций,возможности, ими предоставляемые, и перспективы развития.Крупные производители не видят компьютера будущего без возможности объединения в глобальную информационную сеть (в первой же из приведенных спецификаций содержится обязательноетребование сетевого адаптера или модема).Одно из наиболее быстро и динамично развивающихся направлений — это обработка мультимедиа-информации. Требования квидеосистемам растут непропорционально быстро по отношению кдругим ресурсам PC.Основной тенденцией, проявляющейся в каждой последующейспецификации, является поэтапный отказ от ISA-устройств.
Как ввиде отдельных плат, так и от микросхем поддержки ISA-интерфейса, интегрированных на материнской плате. Первым шагом (уже совершенным) было обязательное присутствие PCI-слотов. Далеебыла разработана спецификация РС98 с обязательным отказом отISA-интерфейса. Результат, к которому должны прийти PC — отсутствие ISA-слотов, PS/2-портов и накопителей 1,2 Mb, 1,44 Mb.
Основным внешним интерфейсом становится Fireware (IEEE 1394).Уже нередки ситуации, когда производители периферии снимают спроизводства модели, не поддерживающие новые спецификацииинтерфейсов.Дополнительные интегральные микросхемыК системной шине и к МП ПК наряду с типовыми внешнимиустройствами могут быть подключены и некоторые дополнительныеинтегральные микросхемы, расширяющие и улучшающие функциональные возможности микропроцессора:• математический сопроцессор;• контроллер прямого доступа к памяти;• сопроцессор ввода-вывода;• контроллер прерываний и т.
д.Математический сопроцессор широко используется для ускоренного выполнения операций над двоичными числами с фиксированной и плавающей запятой, над двоично-кодированными десятичными числами, для вычисления некоторых трансцендентных, втом числе тригонометрических функций. Математический сопроцессор имеет свою систему команд и работает параллельно (совмещение во времени) с основным МП, но под управлением последнего. Ускорение операций происходит в десятки раз. Современные342Глава 4. Персональные компьютерымодели МП начиная с МП80486 DX включают сопроцессор в своюструктуру.Контроллер прямого доступа к памяти (DMA — Direct MemoryAccess) обеспечивает обмен данными между внешними устройствами и оперативной памятью без участия микропроцессора, что существенно повышает эффективное быстродействие ПК.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
