Понятие открытой архитектуры и ее признаки ?

В конце 1970-х годов получили распространение персональные компьютеры, что послужило причиной снижения спроса на большие ЭВМ и мини-ЭВМ. Мировым лидером в выпуске ЭВМ была фирма IBM (International Business Machines Corporation). Падение спроса на ЭВМ подтолкнуло руководство IBM пойти на эксперимент – разработку и создание персонального компьютера. Однако отношение руководства фирмы к новому проекту было несерьезным – что-то типа одного из мероприятий по созданию нового оборудования, которые в огромном количестве проводились на фирме. Чтобы не вкладывать в проект с «туманной» перспективой много средств, руководство фирмы предоставило подразделению по реализации данного проекта непривычную для фирмы свободу. Свобода, например, состояла в том, чтобы не заниматься разработкой персонального компьютера (ПК) «с нуля», а воспользоваться готовыми блоками других (!) фирм. Сотрудники подразделения стали выбирать лучшие предложения, имеющиеся на тот момент. Поэтому в качестве основного микропроцессора компьютера был выбран новенький тогда микропроцессор Intel-8088 (известнейшей на сегодняшний день фирмы Intel). На тот момент это был лучший микропроцессор. Он позволял работать с 1 мегабайтом памяти, тогда как другие компьютеры работали только с 64 килобайтами памяти. Другие комплектующие тоже были выбраны в различных фирмах по принципу «все самое лучшее». Что касается программного обеспечения (софта), то его было предложено создать небольшой фирме Microsoft. В августе 1981 года компьютер, собранный из комплектующих различных фирм, был выпущен под названием IBM PC и вскоре после этого он приобрел большую популярность. А через год-два компьютер IBM PC занял ведущее место на рынке и стал стандартом персонального компьютера. Кстати, выражение «совместимый с IBM PC» означает, что компьютер выпущен другой фирмой (не IBM), но по стандарту IBM PC. Этот исторический экскурс является необходимым элементом компьютерной грамотности по истории возникновения персонального компьютера и, в частности, о причине его грандиозного успеха, т.е. о принципе открытой архитектуры. Действительно, если бы компьютер IBM PC был сделан так же, как аналогичные компьютеры того времени, его благополучно все давно уже забыли бы. Ведь давно уже забыты телевизоры, приемники, автомобили того времени. В IBM PC изначально была заложена возможность апгрейда (замена отдельных частей на более совершенные) и использование новых устройств. Сборка компьютера из независимо изготовленных частей происходит аналогично детскому конструктору. Кстати, методы сопряжения различных устройств с компьютером IBM PC были также доступны всем желающим и не являлись секретными сведениями. Вот этот принцип детского конструктора, собственно говоря, и является принципом открытой архитектуры. Благодаря ему компьютер IBM PC приобрел бешеный успех, но лишил фирму монополии на этот компьютер. Давайте посмотрим на этот «конструктор» с точки зрения компьютерной грамотности. На системной (или материнской) плате размещены только те блоки, которые осуществляют обработку информации. Схемы, которые управляют остальными устройствами компьютера - монитором, принтером и т.д., реализованы на отдельных платах (контроллерах). Контроллеры вставляются в стандартные разъемы на системной плате – слоты. К электронным схемам подводится электропитание из единого блока питания. Все это вместе заключено в единый корпус - системный блок. Открытость этого конструктора заключается в том, что все спецификации взаимодействия внешних устройств с контроллерами, а также контроллеров с системной платой и т.д., доступны всем желающим. Поэтому независимые производители могут разрабатывать различные дополнительные устройства, что резко увеличивает популярность компьютера. Но в наилучшем положении из-за применения принципа детского конструктора оказались пользователи ПК. Выгода пользователей от заложенного в ПК принципа открытой архитектуры состоит в следующем: удешевление стоимости компьютеров из-за конкуренции фирм, производящих комплектующие; пользователи могли «подстроить ПК под себя» путем приобретения и подключения дополнительных устройств. При этом они не были связаны ассортиментом, предлагаемым фирмой IBM PC, а могли выбирать продукцию других фирм; открытость архитектуры привела к появлению множества фирм, специализирующихся на выпуске совместимых с IBM PC компьютеров. Это стало причиной снижения цен, повышения качества и к увеличению выбора для пользователей.

Привести схему «IBM» (intel-совместимого ПК)?

 

 

Практическая работа №2

«Устройство системной (материнской) платы»

 

1. Привести схему устройство материнской платы с указанием размещенных на ней элементов (мануал материнской планы)

 

 

2. Привести таблицу с форм факторами материнской планы

 

Форм-фактор (от англ. form factor) — стандарт, задающий габаритные размеры технического изделия, а также описывающий дополнительные совокупности его технических параметров, например форму, типы дополнительных элементов размещаемых в/на устройстве, их положение и ориентацию.

 

 

3. Конструкция модулей оперативной памяти (таблица, рисунок, краткая хар-ка модуля:SIMM, DIMM, DIMM DDR1,DDR2,DDR3,DDR4)

SIMM отличаются скоростью работы. Обычно в ПК на процессорах 486 применялись устройства на 70 нс, хотя для процессоров типа 486DX4-100, 486DX4-120, 486DX4-133, Pentium, рекомендуется использовать SIMM как минимум на 60 нс.

Назначение контактов модуля
№	Название	Описание
	Vcc	Напряжение питания +5 В
	CAS#	Строб адреса столбца
	DQ0	Линия данных 0
	A0	Адресная линия 0
	A1	Адресная линия 1
	DQ1	Линия данных 1
	A2	Адресная линия 2
	A3	Адресная линия 3
	GND	Общий
	DQ2	Линия данных 2
	A4	Адресная линия 4
	A5	Адресная линия 5
	DQ3	Линия данных 3
	A6	Адресная линия 6
	A7	Адресная линия 7
	DQ4	Линия данных 4
	A8	Адресная линия 8
	A9	Адресная линия 9
	A10	Адресная линия 10
	DQ5	Линия данных 5
	WE#	Запись данных
	GND	Общий
	DQ6	Линия данных 6
	A11	Адресная линия 11
	DQ7	Линия данных 7
	QP	Линия данных 9 (контроль четности, выход)
	RAS#	Строб адреса строки
	CASP#	Строб адреса столбца четности
	DP	Линия данных 9 (контроль четности, вход)
	Vcc	Напряжение питания +5 В

 

Небуферизованный модуль DIMM может содержать микросхемы памяти типа FPM DRAM, EDO DRAM, BEDO DRAM, SDRAM. Модули могут иметь 64 бит или 72 бит (контроль четности), а также 72 бит и 80 бит для ECC. Конструкция модулей предусматривает автоматическое их распознавание компьютером. Для этого используются специальные ключи - пазы в контактной линейке. Левый - буферизованный или небуферизованный, правый - напряжение питания - 5 В или 3,3 В.

Контакт	Обозначение	Контакт	Обозначение
	Общий		Общий
	Бит данных 0		Бит данных 32
	Бит данных 1		Бит данных 33
	Бит данных 2		Бит данных 34
	Бит данных 3		Бит данных 35
	+3,3 В		+3,3 В
	Бит данных 4		Бит данных 36
	Бит данных 5		Бит данных 37
	Бит данных 6		Бит данных 38
	Бит данных 7		Бит данных 39
	Бит данных 8		Бит данных 40
	Общий		Общий
	Бит данных 9		Бит данных 41
	Бит данных 10		Бит данных 42
	Бит данных 11		Бит данных 43
	Бит данных 12		Бит данных 44
	Бит данных 13		Бит данных 45
	+3,3 В		+3,3 В
	Бит данных 14		Бит данных 46
	Бит данных 15		Бит данных 47
	Разряд четности 1		Не соединен
	Разряд четности 2		Не соединен
	Общий		Общий
	Не соединен		Не соединен
	Не соединен		Не соединен
	+3,3 В	ПО	+3,3 В
Контакт	Обозначение	Контакт	Обозначение
	Write Enable		Column Address Strobe
	I/O Mask 0		Byte Mask 4
	I/O Mask 1		Byte Mask 5
	SO		SI
	Зарезервирован		Row Address Strobe
	Общий		Общий
	Разряд адреса 0		Разряд адреса 1
	Разряд адреса 2		Разряд адреса 3
	Разряд адреса 4		Разряд адреса 5
	Разряд адреса 6		Разряд адреса 7
	Разряд адреса 8		Разряд адреса 9
	Разряд адреса 10		Bank Address 0
	Bank Address 1		Разряд адреса 11
	+3,3 В		+3,3 В
	+3,3 В		Clock 1
	Clock 0		Разряд адреса 12
	Общий		Общий
	Зарезервирован		Clock Enable 0
	S2		S3
	Byte Mask 2		Byte Mask 6
	Byte Mask 3		Byte Mask 7
	Зарезервирован		Разряд адреса 13
	+3,3 В		+3,3 В
	Не соединен		He соединен
	Не соединен		He соединен
	Не соединен		He соединен
	Не соединен		He соединен
	Общий		Общий
	Бит данных 16		Бит данных 48
	Бит данных 1 7		Бит данных 49
	Бит данных 18		Бит данных 50
	Бит данных 19		Бит данных 51
	+3,3 В		+3,3 В
	Бит данных 20		Бит данных 52
	Не соединен		Не соединен
	Voltage Reference		Voltage Reference
	Clock Enable 1		Не соединен
Контакт	Обозначение	Контакт	Обозначение
	Общий		Общий
	Бит данных 21		Бит данных 53
	Бит данных 22		Бит данных 54
	Бит данных 23		Бит данных 55
	Общий		Общий
	Бит данных 24		Бит данных 56
	Бит данных 25		Бит данных 57
	Бит данных 26		Бит данных 58
	Бит данных 27		Бит данных 59
	+3,3 В		+3,3 В
	Бит данных 28		Бит данных 60
	Бит данных 29		Бит данных 61
	Бит данных 30		Бит данных 62
	Бит данных 31		Бит данных 63
	Общий		Общий
	Clock 2		Clock 3
	Не соединен		Не соединен
	Не соединен		Serial PD Address 0
	Serial Data I/O		Serial PD Address 1
	Serial Clock Input		Serial PD Address 2
	+3,3 В		+3,3 В

 

Так называли тип памяти SDRAM (Synchronous DRAM). Начиная с 1996 года большинство чипсетов Intel стали поддерживать этот вид модулей памяти, сделав его очень популярным вплоть до 2001 года. Большинство компьютеров с процессорами Pentium и Celeron использовали именно этот вид памяти.

Дальше пошла эра DDR, и память почти перестали называть симы или димы. Теперь в ходу название DDR (DDR2, DDR3) модуль или планка.

Контакт Обозначение Контакт Обозначение         Reference +1,25 В   Общий       Бит данных 0   Бит данных 4       Общий   Бит данных 5       Бит данных 1   Ввод-вывод +2,5 В       Строб данных 0   Строб данных 9       Бит данных 2   Бит данных 6       +2,5 В   Бит данных 7       Бит данных 3   Общий       Не соединен   Не соединен       Не соединен   Не соединен       Общий   Разряд адреса 13       Бит данных 8   Ввод-вывод +2,5 В       Бит данных 9   Бит данных 12       Строб данных 1   Бит данных 13       Ввод-вывод +2,5 В   Строб данных 10       Clock 1   +2,5 В       Clock 1#   Бит данных 14       Общий ПО Бит данных 15       Бит данных 10   Clock Enable l       Бит данных 11   Ввод-вывод +2,5 В       Clock Enable 0   Адрес банка 2       Ввод-вывод +2,5 В   Бит данных 20       Бит данных 16   Разряд адреса 12       Бит данных 17   Общий       Строб данных 2   Бит данных 21       Общий   Разряд адреса 11       Разряд адреса 9   Строб данных 11       Бит данных 18   +2,5 В       Разряд адреса 7   Бит данных 22       Ввод-вывод +2,5 В   Разряд адреса 8       Бит данных 19   Бит данных 23       Разряд адреса 5   Общий       Бит данных 24   Разряд адреса 6       Общий   Бит данных 28       Бит данных 25   Бит данных 29       Строб данных 3   Ввод-вывод +2,5 В

 

DDR (Double Data Rate) стал развитием SDRAM. Этот вид модулей памяти впервые появился на рынке в 2001 году. Основное отличие между DDR и SDRAM заключается в том, что вместо удвоения тактовой частоты для ускорения работы, эти модули передают данные дважды за один такт.

Pin #	Description	Pin #	Description
	VREF		VSS
	VSS		DQ4
	DQ0		DQ5
	DQ1		VSS
	VSS		DM0
	/DQS0		NC
	DQS0		VSS
	VSS		DQ6
	DQ2		DQ7
	DQ3		VSS
	VSS		DQ12
	DQ8		DQ13
	DQ9		VSS
	VSS		DM1
	/DQS1		NC
	DQS1		VSS
	VSS		CK1
	NC		/CK1
	NC		VSS
	VSS		DQ14
	DQ10		DQ15
	DQ11		VSS
	VSS		DQ20
	DQ16		DQ21
	DQ17		VSS
	VSS		DM2
	/DQS2		NC
	DQS2		VSS
	VSS		DQ22
	DQ18		DQ23
	DQ19		VSS
	VSS		DQ28
	DQ24		DQ29
	DQ25		VSS
	VSS		DM3
	/DQS3		NC
	DQS3		VSS
	VSS		DQ30
	DQ26		DQ31
	DQ27		VSS
	VSS		NC
	NC		NC
	NC		VSS
	VSS		NC
	NC		NC
	NC		VSS
	VSS		NC
	NC		NC
	NC		VSS
	VSS		VDDQ
	VDDQ		CKE1
	CKE0		VDD
	VDD		NC
	NC		NC
	NC		VDDQ
	VDDQ		A12
	A11		A9
	A7		VDD
	VDD		A8
	A5		A6
	A4		VDDQ
	VDDQ		A3
	A2		A1
	VDD		VDD
KEY
	VSS		CK0
	VSS		/CK0
	VDD		VDD
	NC		A0
	VDD		VDD
	A10/AP		BA1
	BA0		VDDQ
	VDDQ		/RAS
	/WE		/CS0
	/CAS		VDDQ
	VDDQ		ODT0
	/CS1		A13
	ODT1		VDD
	VDDQ		VSS
	VSS		DQ36
	DQ32		DQ37
	DQ33		VSS
	VSS		DM4
	/DQS4		NC
	DQS4		VSS
	VSS		DQ38
	DQ34		DQ39
	DQ35		VSS
	VSS		DQ44
	DQ40		DQ45
	DQ41		VSS
	VSS		DM5
	/DQS5		NC
	DQS5		VSS
	VSS		DQ46
	DQ42		DQ47
	DQ43		VSS
	VSS		DQ52
	DQ48		DQ53
	DQ49		VSS
	VSS		CK2
	SA2		/CK2
	NC		VSS
	VSS		DM6
	/DQS6		NC
	DQS6		VSS
	VSS		DQ54
	DQ50		DQ55
	DQ51		VSS
	VSS		DQ60
	DQ56		DQ61
	DQ57		VSS
	VSS		DM7
	/DQS7		NC
	DQS7		VSS
	VSS		DQ62
	DQ58		DQ63
	DQ59		VSS
	VSS		VDDSPD
	SDA		SA0
	SCL		SA1

 

DDR2 (Double Data Rate 2) – более новый вариант DDR, который теоретически должен быть в два раза более быстрым. Впервые память DDR2 появилась в 2003 году, а чипсеты, поддерживающие ее – в середине 2004. Основное отличие DDR2 от DDR – способность работать на значительно большей тактовой частоте, благодаря усовершенствованиям в конструкции. По внешнему виду отличается от DDR числом контактов: оно увеличилось со 184 (у DDR) до 240 (у DDR2).

 

Как и модули памяти DDR2, они выпускаются в виде 240-контактной печатной платы (по 120 контактов с каждой стороны модуля), однако не являются электрически совместимыми с последними, и по этой причине имеют иное расположение «ключа».

Назначение CMOS памяти?

Начиная с компьютеров на процессоре 80286 (IBM PC AT) постоянная память ROM BIOS обязательно дополняется небольшой энергонезависимой оперативной памятью CMOS RAM, которая выполнена на микросхемах с пониженным энергопотреблением с технологией КМОП (CMOS) и при выключении питания компьютера подпитывается от батарейки или аккумулятора (эта память, как правило, входит в состав других микросхем). В CMOS-памяти хранится информация о текущих показаниях часов (дате и времени), о значении времени для будильника, о конфигурации компьютера: приоритете загрузки с разных накопителей, количестве памяти, типах накопителей, режимах энергопотребления, о типе дисплея, об установках клавиатуры и т.д. CMOS RAM отличается от постоянной памяти тем, что записанная в нее информация легко меняется программным путем.

Задавать все параметры компьютера, сохраняемые в CMOS RAM, позволяет программа BIOS Setup, вызвать которую можно путем нажатия назначенных клавиш во время процедуры начальной загрузки компьютера (информация об этом всегда выводится на экран). В современных компьютерах данная программа предлагает довольно удобный и наглядный интерфейс пользователя с привычными меню.

Описание работы с BIOS Setup любого компьютера обязательно поставляется вместе с ним. Иногда с помощью этой программы удается значительно повысить быстродействие компьютера благодаря выбору оптимальных (или даже предельных) для данной конфигурации параметров: частоты системной шины, количества тактов задержки при обмене с системной памятью и кэш-памятью.