Завдання до курсового проекту

Розробити програмний продукт відображення підключених пристроїв до комп’ютера.

Отримана програма повинна відображати такі властивості приєднаних пристроїв:

· Name(ім’я пристрою);

· Description(короткий опис пристрою);

· Manufacturer(виробник пристрою);

· Servise(сервіс пристрою);

· DeviceId(ідентифікатор пристрою);

· Status(статус пристрою).

Вступ

Персональний комп’ютер (ПК) — це пристрій, що виконує операції введення інформації, оброблення її за певною програмою, виведення одержаних результатів у формі, придатній для сприйняття людиною.

Основні функції комп’ютера визначають призначення комп’ютера: оброблення та зберігання інформації, обмін інформацією із зовнішніми об’єктами. Додаткові функції підвищують ефективність виконання комп’ютером основних функцій: забезпечують ефективні режими її роботи, діалог з користувачем, високу надійність. Ці функції комп’ютера реалізуються за допомогою її компонентів – апаратних та програмних засобів.

За кожну функцію відповідають спеціальні блоки комп’ютера: пристрій введення, центральний процесор (ЦП), пристрій виве­дення. Всі ці блоки складаються з окремих дрібніших при­строїв. Номенклатура блоків може варіюватися, але мінімальний комплект складають: системний блок, клавіатура, монітор, маніпулятор (миша). В числі додаткових пристроїв можуть бути: принтер, додатковий накопичувач та ін.

Інформація про підключені пристрої є корисною для користувача, бо він може переглянути, оцінити чи порівняти пристрої комп’ютера(рів), що використовуються для функціонування. Тобто, користувач бачить властивості апаратних засобів комп’ютера.

А дана утиліта дозволяє одержати уявлення про оснащення, що встановлене на комп'ютері.

 

Апаратні засоби комп’ютера 1.1. Внутрішні пристрої для ПК

Мікропроцесор

Центром обчислювальної системи є її процесор. Це основна ланка, або "мозок" комп'ютера. Саме процесор має здатність виконувати команди, складові комп'ютерну програму. Персональні комп'ютери будуються на базі мікропроцесорів, які виконуються в даний час на одному кристалі (чіпа).

Внутрішній устрій процесорів безперервно удосконалюється, і кожен наступний витрачає на одну й ту ж роботу вдвічі менше тактів, ніж попередній. У 8088 одна команда займала 5-15 тактів, в Pentium - 0,5-1 (внутрішнє дублювання схем дозволяє йому виконувати кілька команд одночасно). Тому з точки зору продуктивності мікропроцесора, тобто скільки він виконує мільйонів операцій в секунду (MIPS - Million Instruction Per Second), кожне його наступне покоління навіть при одній і тій же тактовій частоті працює швидше.

При переході від одного покоління мікропроцесорів до іншого розробники прагнули зберегти набір основних команд, щоб забезпечити спадкоємність і сумісність. При цьому у формуванні набору команд мікропроцесора намітилося два напрямки. З одного боку, програмісту дуже зручна машина, що виконує однією командою яку-небудь складну операцію, наприклад, команду добування квадратного кореня. Але чим складніше команди, тим складніше схеми і дорожче процесор. Тому програмісти вже давно визначили, якого мінімального набору команд достатньо, щоб програми з них було легко і зручно будувати. А інженери розробили схеми швидкого виконання саме таких зручних команд. Програма, складена з подібних простих команд, - довше. Проте вона виконується настільки швидко, що в цілому, все одно, її виконання займає менше часу. Крім того, легше врахувати взаємовплив простих команд. Значить, простіше оптимізувати програму, а потім цю оптимізацію автоматизувати.

Дві протилежні тенденції, іменовані CISC - Complex Instruction Set Computer - «комп'ютер з повним набором команд» і RISC - Reduced Instruction Set Computer - «комп'ютер з обмеженим набором команд», конкурують давно. Як правило, будь-які нові досягнення інженерів реалізуються в обмеженому наборі (RISC), а в міру вдосконалення переходять в повний (CISC) набір, як було з мікропроцесорами 80х86.

Необхідно відзначити ще одну важливу особливість. Якщо команди прості, то легко визначити, які з них для яких постачають вихідні дані, і перевпорядкувати команди так, щоб ті з них, які не впливають один на одного, виконувалися одночасно, тому зараз основні виробники мікропроцесорів орієнтуються на RISC.

1.1.2. Основна (материнська) плата і шина

Для того щоб мікропроцесор міг працювати, необхідні деякі допоміжні компоненти. Коли дані передаються всередині комп'ютерної системи, вони проходять по загальному каналу, до якого мають доступ усі компоненти системи. Цей шлях отримав назву шини даних.Необхідно відзначити, що поняття «шина даних» має загальне значення, конкретно ж і мікропроцесор має свою шину даних і оперативна пам'ять. Коли немає спеціального уточнення, то мова йде, як правило, про загальну шині, або інакше шині вводу-виводу.

Ця шина формується на складній багатошарової друкованої плати - основний, або інакше, материнської (motherboard рис. 1-2).

Системна шина являє собою сукупність сигнальних ліній, об'єднаних за їх призначенням (дані, адреси, управління). Основною функцією системної шини є передача інформації між базовим мікропроцесором і іншими електронними компонентами комп'ютера. По цій шині так само здійснюється не тільки передача інформації, а й адресація пристроїв, а також обмін спеціальними службовими сигналами.

Концепція шини представляє собою один з найбільш досконалих методів уніфікації при розробці комп'ютерів. Замість того щоб намагатися з'єднувати всі елементи комп'ютерної системи між собою спеціальними з'єднаннями, розробники комп'ютерів обмежили пересилання даних однієї загальною шиною.

Ця ідея надзвичайно спростила конструкцію комп'ютерів і істотно збільшила її гнучкість. Щоб додати новий компонент, що не потрібно виконувати безліч різних сполук, досить приєднати його до шини через спеціальний роз'єм (Slot). Щоб упорядкувати передачу інформації по шині використовується контролер шини.

Для особливо швидкодіючих пристроїв потрібні інші способи підключення. Окремі (локальні) шини, що працюють з основною частотою материнської плати, з'явилися, перш за все, для пам'яті - основний і кеш (cache). Потім на локальну шину «посадили» відеоадаптер.

Цю шину VLB створила група VESA - Video Electronic Standard Association, що розробила стандарт - Video Electronic Standard Architecture, і тому у неї два позначення - Video Local Bus і VESA Local Bus. Оскільки локальна шина підключена безпосередньо до мікропроцесора, що має 32-розрядну шину даних, то при основній частоті 33 МГц виходить швидкість обміну 132 Мбайта в секунду.

PCI (Peripheral Component Interconnect bus) - шина для приєднання периферійних пристроїв з'явилася в 1992 р. і затверджена організацією Special_Interest_Group_Steering_Committee. Вона стала масово застосовуватися для Pentium-систем. Шина працює з об'єктами, що мають напругу 5 або 3,3 вольт. Взаємодія об'єктів відбувається безпосередньо, без участі центрального процесора (CPU). PCI є 32-розрядної з можливістю розширення до 64 розрядів. Пікова пропускна здатність дорівнює 132 Мбайт / с при 32 розрядах і 264 Мбайт / с при 64 розрядах. У сучасних материнських платах частота на шині PCI задається як 1 / 2 вхідної частоти процесора, тобто при частоті 66 MHz на PCI буде 33 MHz, при 75 MHz - 37.5 MHz і т.д. Шина добре стикується з локальною мережею.

Intel в 1997 році запропонувала встановити на материнській платі спеціалізований графічний порт - AGP - Accelerated Graphics Port. Тобто AGP - спеціалізована надбудова над шиною PCI, що дозволяє створити швидкісний канал обміну даними між графічним акселератором і системною логікою PC. AGP-розширення основної PCI-архітектури працює на подвоєній робочій частоті шини (тобто 133 МГц, вхідний частоти процесора). Для того щоб досягти високої швидкості передачі, AGP визначено як безпосереднє або пряме з'єднання (point-to-point), а не через загальну шину.

Готуючись до появи більш потужних процесорів Pentium, багато постачальників мікропроцесорів і систем розвивають відповідні цим процесорам версії архітектури шини PCI, здатні подвоїти пропускну здатність каналів введення-виведення для високопродуктивних систем.

Для Pentium 4 була розроблена системна шина (FSB) 400 МГц. У 2002 році компанія Intel успішно початку переклад своїх процесорів Pentium 4 на системну шину (FSB) 533 МГц замість колишньої 400 МГц. Вона випустила відразу три нові процесори для нової шини з тактовою частотою ядра 2,26, 2,40 і 2,53 ГГц. Як показали численні тестування, застосування більш швидкої системної шини навіть спільно з колишньою системної пам'яттю DDR266 або RDRAM PC800 здатне підвищити швидкодію платформ на 5-10% в ряді завдань (при незмінній тактовій частоті ядра), що фактично рівноцінно підвищенню тактової частоти самих процесорів (зі «старої» шиною) на одну-дві сходинки.

Пам'ять

Одним з основних елементів комп'ютера, що дозволяє йому нормально функціонувати, є пам'ять. Внутрішня пам'ять комп'ютера (оперативна пам'ять і кеш-пам'ять) - це місце зберігання інформації, з якою він працює. Вона є тимчасовим робочим простором. Інформація у внутрішній пам'яті не зберігається при вимиканні харчування, на диску ж або дискеті може зберігатися роками без споживання харчування. У постійній пам'яті (ROM) персонального комп'ютера записаний набір програм базової системи введення-виведення (BIOS).Ця пам'ять енергонезалежна і BIOS завжди готова до читання при включенні живлення комп'ютера.

Оскільки в пам'яті тільки для читання заміна записаної інформації була неможлива, то перехід на нову версію BIOS вимагав заміни набору мікросхем материнської плати (чіпсет). Тому в сучасних комп'ютерах встановлюється перепрограмувальна пам'ять FlashBIOS.(Проте відразу ж проявився недолік такої пам'яті: з'явилися віруси, перепрограмують базову систему введення / виводу, що призводить до повної непрацездатності комп'ютера).

Пам'ять комп'ютера організована у вигляді безлічі осередків, в яких можуть зберігатися дані, кожна комірка позначається адресою.При цьому адресація загальна для постійної і оперативної пам'яті так, що адреси, відведені постійної пам'яті, для оперативної пам'яті використовувати не можна. Сама адресація на догоду сумісності зі старими комп'ютерами ускладнена - все це вимагає додаткових програмних засобів управління пам'яттю. Розміри цих осередків відрізняються у різних комп'ютерів і видів пам'яті.

Сучасні процесори працюють набагато швидше звичайних пристроїв машинної пам'яті. Тому, щоб їх не затримувати, в комп'ютер включають особливу буферну пам'ять (Cache Memory), за швидкістю порівнянну з процесором. У ній інформація завжди готова до використання (назва взята від французького слова cache - прихований, бо буфер включають так, щоб програми його не помічали).

Кеш-пам'ять вбудовують і в сучасні дискові накопичувачі. У дешеві - десяток кілобайтів (на одну доріжку запису). У дорогі - наскільки мегабайт (на солідні файли).

Основна (оперативна) пам'ять (RAM - Random Access Memory - пам'ять з довільним доступом) комп'ютера відрізняється від інших пристроїв пам'яті, перш за все тим, що до будь-якого її місця можна звернутися однаково швидко, навіть якщо робити це у випадковому (довільному) порядку (random access).

Фізично оперативна пам'ять встановлюється у вигляді модулів SIMM (Single In-line Memory Modules) або DIMM (Double In-line Memory Modules) у спеціальні гнізда на материнській платі (рис. 1-3).

На системної (материнської) плати модулі пам'яті організовуються в банки пам'яті. У комп'ютерах останніх років роз'єми для модулів SIMM повністю виключені, тому що використовуються тільки DIMM модулі об'ємом 64 МВ і вище. Оперативна пам'ять схильна багатьом перешкод. Тому зазвичай до кожного байту додають дев'ятий біт - для контролю на парність. Існують також способи автоматичного відновлення інформації при збоях. Проте вони вимагають більшої надмірності пам'яті і відповідно підвищують її ціну. Тому пам'ять з розширеним коригуючих кодом (ЕСС - Extended Correction Code) використовують, перш за все, у потужних машинах, вирішальних серйозні завдання.

DIMM-модулі PC100 SDRAM Unbuffered, інакше звані «небуферізірованнимі», застосовуються в системах, що не вимагають обсягу пам'яті більш 768МВ. DIMM-модулі стандарту PC100 SDRAM Registered випускаються тільки в 72-розрядному виконанні, і їх ємність досягла 1024МВ. Подібні типи DIMM відрізняються від PC100 SDRAM Unbuffered DIMM збільшеним розміром друкованої плати (PCB), а також наявністю спеціальних мікросхем (Registers) на модулі. Регістри забезпечують сторінкову організацію пам'яті.

З 1998 року Samsung Semiconductor, Inc веде розробку технології DDR для SDRAM. Ця технологія отримала назву SDRAM II. Це наступне покоління пам'яті з тактовою частотою шини 100MHz. Технологія DDR (Double Data Rate) подвоєння частоти дозволить записувати і читати дані з частотою в два рази вище, ніж частота шини. Дані будуть вибиратися по фронтах і зрізами тактових сигналів.Були випущені DIMM-модулі ємністю 512 МБ, і IBM розробила чіпсет, який може використовувати ці швидкісні модулі.

Приступаючи до розробки Pentium4, фірма Intel офіційно підтримала новий тип пам'яті: RAMBUS DRAM, розроблений компанією Rambus (термін договору закінчився на початку 2003р.). Rambus пам'ять має надзвичайно високу пропускну здатність. Сама фірма Rumbus є чисто інженерної і не виробляє пам'ять, а тільки продає ліцензії на її виробництво.

Система пам'яті Direct Rambus використовує стандартні технології PCB (Printed Circuit Board - друковані плати) для реалізації модулів пам'яті RIMM (Rambus Inline Memory Module), які мають ті ж розміри, що й існуючі DIMM. Компоненти Direct RDRAM використовуються в SMD виконанні (Surface Mounting Device - прилади для поверхневого монтажу), що дає низьку ємність висновків і непогані теплові характеристики. Корпус мікросхеми лише трохи більше розміру RDRAM-кристала. Один RIMM містить до восьми чипів Direct RDRAM на кожну сторону. RIMM може мати ємність до 128 мегабайт при використанні 64-мегабітних RDRAM-мікросхем. Системна плата може містити до трьох RIMM.