Для взаимодействия блоков между собой и с центральным процессором организуется приемно-передающий канал - системная шина. 


Мы поможем в написании ваших работ!



ЗНАЕТЕ ЛИ ВЫ?

Для взаимодействия блоков между собой и с центральным процессором организуется приемно-передающий канал - системная шина.



Для состыковки блоков между собой имеются специальные системные разъемы, к контактам которых подводятся сигналы системной шины. Такой комплект разъемов размещается на системной (материнской) плате. Остальные элементы, подключаемые к системным разъемам материнской платы, имеют ответные части для их установки в разъемы.

Основы открытой архитектуры

В качестве центрального процессора используются микропроцессоры серии x86 фирмы Intel, их аналоги, а также программно-совместимые с ними процессоры других фирм.

Система имеет BIOS - программное средство поддержки определенного набора компонентов.

Регламентирована процедура начального запуска системы.

Память организована в виде нескольких блоков, имеющих различные свойства.

Задействован механизм конфигурирования.

ПК имеет системный реестр и КМОП - память для хранения сведений о конфигурации системы.

Реализована система прерываний и прямого доступа к памяти.

Всем устройствам компьютера выделены "свои" адреса.

Для ввода информации и вывода ее на экран монитора задействована специальная система кодировок.

Следует сказать, что параллельно были разработаны технические нормативы, описывающие конструкцию компьютера, рабочие режимы, протоколы обмена данными. Без разработки подобных норм невозможен был бы подобный успех IBM-компьютеров.

Программное обеспечение

Компьютерная архитектура имеет в своей основе две составляющие: аппаратную часть (железо) и программную часть (программное обеспечение). Все это великолепие под названием ПК (состоящее из корпуса, блока питания, системной платы, винчестера, дисководов, различных периферийных устройств) является "мертвым" хламом без соответствующего программного обеспечения, которое "оживляет" весь этот сложный механизм.

С развитием ПК развивается и соответствующее программное обеспечение. Для начала стала необходимость создания системного ПО, которое бы уже непосредственно управляло работой компьютера. Такой системой стала MS-DOS (MicroSoft Disk Operation System). На смену ей пришла Microsoft Windows, которая является и по сей день фактическим лидером операционных систем на рынке IBM-совместимых компьютеров.


 

IBM-архитектура

Процессор

В качестве процессора используются микропроцессоры фирмы Intel семейства x86, а также их аналоги от других производителей. Первые модели (PC, PC XT) использовали процессор i8088, более совершенная AT - i80286. Замечательным был тот факт, что все последующие (более совершенные) модели процессоров были полностью совместимы с предыдущими, т.е. поддерживали все функции своих предшественников.

BIOS

Это очень эффективная "придумка" от инженеров IBM, которая позволяет осуществлять поддержку основных компьютерных систем и периферийных устройств. Базовая система ввода-вывода содержит программные ресурсы, обеспечивающие надежную работу с компонентами системы и организующие связь с периферийными блоками. Подробнее смотри в соответствующем разделе - BIOS.

Конфигурирование

Еще одно инновационное решение от IBM - компьютер во время включения мог "самонастраиваться" на существующую конфигурацию. В первых моделях (PC, PC XT) сведения о составе оборудования и режимах его работы задавались при помощи специальных перемычек на материнской плате. При помощи специальных программ сигналы с этих перемычек считывались и выполнялась настройка системы на заданную конфигурацию.

Начиная с PC AT конфигурирование задавалось при помощи:

· программы Setup BIOS;

· энергонезависимой КМОП-памяти.

Подробнее смотри в соответствующем разделе - BIOS.

Начальная загрузка

После подачи питания вся компьютерная система приводится в исходное состояние при помощи специальной программной процедуры BIOS. Выполняются действия по настройке и проверке рабочих режимов базовых компонентов системы.

После выполнения этих действий управление передается операционной системе, которая управляет дальнейшей загрузкой компьютера.

Адреса памяти и устройств ввода-вывода

Компьютер имеет два адресных пространства:

· адреса памяти;

· адреса устройств ввода-вывода.

Это обусловлено особенностями архитектуры микропроцессоров семейства x86. Для обращения к этим адресам используются различные команды и различные управляющие сигналы.

 

 

Первые системы PC, PC XT имели 1 Мб (16 линий адреса) памяти. Позднее его расширили до 16 Мб (20 линий адреса), еще позже - до 4 Гб (32 адресных линии).

В пространстве памяти размещены ОЗУ и ПЗУ. Оперативная память в свою очередь разделена еще на несколько участков, имеющих различные свойства.

Адресное пространство устройств ввода-вывода равно 64 Кб (16-разрядная адресация). Но используются только 10-разрядные адреса (1 Кб - 1024 адреса). Распределение адресов устройств ввода-вывода приведено в таблице ниже.

Адресное поле Устройство Адресное поле Устройство
000-00F Контроллер DMA 1 2E0-2E7 Дополнительное поле адресов COM 4
010-01F   2E8-2EF COM 4
020-021 Контроллер прерываний 1 2F8-2FF COM 2
040-05F Таймер 338-33F Дополнительное поле адресов COM 3
  Регистр данных клавиатуры (в ХТ) 370-377 Контроллер FDD 2
  Источник NMI, управление звуком 376-377 Управление IDE 2
  Контроллер клавиатуры (в АТ) 378-37F LPT 1
070-07F CMOS, маска NMI 380-38F Синхронный адаптер SDLC (BSC 2)
080-08F Регистры страниц DMA 3A0-3AF Синхронный адаптер BSC 1
090-097 PS/2 микроканал 3B0-3BB Адаптер MDA
0A0-0BF Контроллер прерываний 2 3BC-3BF LPT на плате MDA
0C0-0DF Контроллер DMA 2 3C0-3CF Адаптер EGA
0F0-0FF Сопроцессор 287 3D0-3CF Адаптер CGA
100-1EF PS/2 управление микроканалом 3C0-3DF Адаптер VGA (перекрывает адреса EGA и CGA)
170-177 IDE 2 3E0-3E7 Дополнительное поле адресов COM 3
1F0-1F7 IDE 1 3E8-3EF COM 3
200-207 Игровой адаптер 3F0-3F7 Контроллер FDD 1
238-23F Дополнительное поле адресов COM 4 3F6-3F7 Управление IDE 1
278-27F LPT 2 3F8-3FF COM 1
2C0-2DF EGA 2    

 


 

Системный регистр

На входы системного регистра поступают сигналы от подключенных устройств, а на его выходе вырабатываются соответствующие управляющие сигналы.

Первоначально на системный регистр возлагались следующие задачи:

· ввод информации о конфигурации системы;

· ввод данных с клавиатуры;

· управление динамиком;

· управление процессом подачи немаскируемых прерываний (NMI).

Позднее первые две функции были сняты с системного регистра, а электронные компоненты системного регистра были интегрированы в чипсет, в результате понятие "системный регистр" утратило свою актуальность.

Аппаратные прерывания

Аппаратные прерывания позволяют определенным устройствам прерывать "нормальный ход" исполняемой программы и получать внеочередное право на программное обслуживание.

Изначально блок прерываний (микросхема i8259) имел 8 входов запроса и мог обслуживать до 8 устройств.

В системе PC AT был включен второй блок прерываний, число запросов возросло до 15 + 1 запрос для выбора блока. Контроллеры прерываний находятся в адресном пространстве устройств ввода-вывода.



Поделиться:


Последнее изменение этой страницы: 2017-02-22; просмотров: 176; Нарушение авторского права страницы; Мы поможем в написании вашей работы!

infopedia.su Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав. Обратная связь - 54.196.27.171 (0.004 с.)