Основные устройства компьютера и их функции

В основу архитектуры современных персональ­ных компьютеров положен магистрально-модульный принцип. Модульный принцип позволяет по­требителю самому комплектовать нужную ему кон­фигурацию компьютера и производить при необхо­димости ее модернизацию. Модульная организация компьютера опирается на магистральный (шинный) принцип обмена информацией между модулями.

Обмен информацией между отдельными устрой­ствами компьютера производится по трем много­разрядным шинам (многопроводным линиям), со­единяющим все модули: шине данных, шине адре­сов и шине управления.

Разрядность шины данных связана с разрядно­стью процессора (имеются 8-, 16-, 32-, 64-разряд­ные процессоры).

Данные по шине данных могут передаваться от процессора к какому-либо устройству, либо, наобо­рот, от устройства к процессору, т. е. шина данных является двунаправленной. К основным режимам работы процессора с использованием шины данных можно отнести следующие: запись/чтение данных из оперативной памяти, запись/чтение данных из внешней памяти, чтение данных с устройства вво­да, пересылка данных на устройство вывода.

Выбор абонента по обмену данными производит процессор, который формирует код адреса данного устройства, а для оперативной памяти код адреса ячейки памяти. Код адреса передается по адресной шине, причем сигналы по ней передаются в одном направлении от процессора к оперативной памяти и устройствам, т. е. шина адреса является однонаправ­ленной.

Разрядность шины адреса определяет объезд адре­суемой процессором памяти. Имеются 16-, 20-, 24- и 32-разрядные шины адреса.

Каждой шине соответствует свое адресное про­странство, т. е. максимальный объем адресуемой памяти:

2¹⁶ = 64Кб

2²⁰ = 1 Мб

2²⁴ = 16 Мб

2³² = 4 Гб

В персональных компьютерах величина адресно­го пространства процессора и величина фактически установленной оперативной памяти практически всегда различаются.

В первых отечественных персональных компью­терах величина адресного пространства была иног­да меньше, чем величина реально установленной в компьютере оперативной памяти. Обеспечение до­ступа к такой памяти происходило на основе пооче­редного (так называемого постраничного) подклю­чения дополнительных блоков памяти к адресному пространству.

В современных персональных компьютерах с 32-разрядной шиной адреса величина адресуемой памяти составляет 4 Гб, а величина фактически ус­тановленной оперативной памяти значительно ме­ньше и составляет обычно 128 - 1024 Мб.

По шине управления передаются сигналы, опре­деляющие характер обмена информацией (ввод/вы­вод), и сигналы, синхронизирующие взаимодействие устройств, участвующих в обмене информацией.

Аппаратно на системных платах реализуются шины различных типов. В компьютерах РС/286 ис­пользовалась шина 1SА (1пdustry Standard Architecture), имевшая 16-разрядную шину данных и 24-разрядную шину адреса. В компьютерах РС/386 и РС/486 используется шина ЕISА (Еxtended Industry Standard Architecture), имеющая 32-разряд­ные шины данных и адреса. В компьютерах РС/ Pentium используется шина РС1 (Реriрhега1 Сотрoпепt 1пtегсоппесt), имеющая 64-разрядную шину данных и 32-разрядную шину адреса.

Подключение отдельных модулей компьютера к магистрали на физическом уровне осуществляется с помощью контроллеров, адаптеров устройств (ви­деоадаптер, контроллер жестких дисков и т. д.), а на программном уровне обеспечивается загрузкой в оперативную память драйверов устройств, кото­рые обычно входят в состав операционной системы.

Контроллер жестких дисков обычно находится на системной плате. Существуют различные типы

контроллеров жестких дисков, которые различают­ся по количеству подключаемых дисков, скорости обмена информацией, максимальной емкости диска и др.

Тип	Количество устройств	Скорость обмена	Примерная емкость
IDE		1Мb/С	40 – 200Gb
EIDE	2 + 2	3—4 Мb/с	100-300Gb
SCSI		5—10 Мb/с	100 -300Gb

IDE— 1пtegrated Device Electronics

ЕIDE — Епhanced Integrated Device Electronics

SCSI — Small Computers System Interface

В стандартный набор контроллеров, разъемы ко­торых имеются на' системном блоке компьютера, обычно входят:

— видеоадаптер (с помощью него обычно под­ключается дисплей);

— последовательный порт СОМ2 (с помощью не­го обычно подключается модем);

— параллельный порт (с помощью него обычно подключается принтер);

— PS/2, порт для подключения мышки

— контроллер клавиатуры.

— USB универсальный порт подключения

Через последовательный порт единовременно может передаваться 1 бит данных в одном направ­лении, причем данные от процессора к периферий­ному устройству и в обратную сторону, от перифе­рийного устройства к процессору, передаются по разным проводам. Максимальная дальность пере­дачи составляет обычно несколько десятков мет­ров, а скорость до 115 200 бод.

Через параллельный порт может передаваться в одном направлении одновременно 8 бит данных.. Максимальное удаление прини­мающего устройства обычно не должно превышать З м. Подключение других периферийных устройств требует установки в компьютер дополнительных адаптеров (плат).