Важнейшую роль играет в ПК контроллер прерываний.

Прерывания возникают при работе компьютера постоянно. Достаточно сказать, что все процедуры ввода-вывода информации выполняются по прерываниям, например, прерывания от таймера возникают и обслуживаются контроллером прерываний 18 раз в секунду (естественно, пользователь их не замечает).

Контроллер прерываний обслуживает процедуры прерывания, принимает запрос на прерывание от внешних устройств, определяет уровень приоритета этого запроса и выдает сигнал прерывания в МП. МП, получив этот сигнал, приостанавливает выполнение текущей программы и переходит к выполнению специальной программы обслуживания того прерывания, которое запросило внешнее устройство. После завершения программы обслуживания восстанавливается выполнение прерванной программы. Контроллер прерываний является программируемым.

Элементы конструкции ПК

Конструктивно ПК выполнены в виде центрального системного блока, к которому через разъемы подключаются внешние устройства: дополнительные устройства памяти, клавиатура, дисплей, принтер и др.

Системный блок обычно включает в себя системную плату, блок питания, накопители на дисках, разъемы для дополнительных устройств и платы расширения с контроллерами – адаптерами внешних устройств.

Системная (материнская) плата – основной аппаратный компонент, на котором реализована магистраль обмена информацией, имеются разъемы для установки процессора и оперативной памяти, а также слоты для установки дополнительных контроллеров внешних устройств.

Чипсет – набор микросхем, с помощью которого материнская плата осуществляет контроль над всеми процессами внутри системного блока. От чипсета напрямую зависят самые важные характеристики материнской платы – скорость передачи данных, число поддерживаемых моделей процессоров, параметры работы с памятью и т. д.

Главные составляющие любого чипсета называются «мостами». У каждого из двух «мостов» существует свой четко очерченный круг задач: «северный мост» соединяет между собой процессор, оперативную память и видеошину AGP. «Южный мост» отвечает за работу с шиной PCI и всеми подключенными к компьютеру периферийными устройствами.

Каждый чипсет, как правило, предназначен под конкретное поколение процессоров. Более того, нередко на протяжении жизни одного и того же процессора успевает смениться несколько поколений чипсетов. В особенности это касается материнских плат для процессоров фирмы Intel (главного изготовителя чипсетов).

На чипсетном рынке у Intel имеется не мало конкурентов – VIA, ALI, SiS, AMD и др. Хотя напрямую интересы этих фирм на рынке не сталкиваются, поскольку в основном каждая фирма изготавливает чипсеты под свои собственные процессор

 

ФУНКЦИОНАЛЬНЫЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ ПК

Основными характеристиками ПК являются:

1. Быстродействие, производительность, тактовая частота.

Единицами измерения быстродействия служат:

§ МИПС (MIPS - Mega Instruction Per Second) – миллион операций над числами с фиксированной запятой (точкой);

§ МФЛОПС (MFLOPS - Mega FLoating Operations Per Second) – миллион операций над числами с плавающей запятой (точкой);

§ КОПС (KOPS – Kilo Operations Per Second) для низкопроизводительных ЭВМ – тысяча неких усредненных операций над числами;

§ ГФЛОПС (GFLOPS – Giga FLoating Operations Per Second) – миллиард операций в секунду над числами с плавающей запятой (точкой).

2. Разрядность машины и кодовых шин интерфейса.

Разрядность – это максимальное количество разрядов двоичного числа, над которым одновременно может выполняться машинная операция, в том числе и операция передачи информации; чем больше разрядность, тем, при прочих равных условиях, будет больше и производительность ПК.

3. Типы системного и локальных интерфейсов.

Разные типы интерфейсов обеспечивают разные скорости передачи информации между узлами машины, позволяют подключать разное количество внешних устройств и различные их виды.

4. Емкость оперативной памяти.

Емкость оперативной памяти измеряется в мегабайтах (Мбайт), в гигобайтах (Гбайт). Напоминаем: 1 Гбайт = 1024 Мбайта = 1024³ байт.

Следует иметь в виду, что увеличение емкости основной памяти в 2 раза, помимо всего прочего, дает повышение эффективной производительности ЭВМ при решении сложных задач примерно в 1,7 раза.

5. Емкость накопителя на жестких магнитных дисках (винчестера).

Емкость винчестера измеряется обычно в гигабайтах (1 Гбайт = 1024 Мбайта).

Многие программные продукты требуют для работы Гбайты внешней памяти.

6. Тип и емкость накопителей на гибких магнитных дисках.

Сейчас уже не применяются накопители на гибких магнитных дисках, использующие дискеты диаметром 3,5 и 5,25 дюйма. Первые имеют стандартную емкость 1,44 Мбайта, вторые – 1,2 Мбайта.

7. Виды и емкость КЭШ-памяти.

КЭШ-память – это буферная, не доступная для пользователя быстродействующая память, автоматически используемая компьютером для ускорения операций с информацией, хранящейся в более медленно действующих запоминающих устройствах. Например, для ускорения операций с основной памятью организуется регистровая КЭШ-память внутри микропроцессора (КЭШ-память первого уровня) или вне микропроцессора на материнской плате (КЭШ-память второго уровня); для ускорения операций с дисковой памятью организуется КЭШ-память на ячейках электронной памяти.

Следует иметь в виду, что наличие КЭШ-памяти емкостью 256 Кбайт увеличивает производительность ПК примерно на 20%.

8. Тип видеомонитора (дисплея) и видеоадаптера.

9. Тип принтера.

10. Наличие математического сопроцессора.

Математический сопроцессор позволяет в десятки раз ускорить выполнение операций над двоичными числами с плавающей запятой и над двоично-кодированными десятичными числами.

11. Имеющееся программное обеспечение и вид операционной системы.

12. Аппаратная и программная совместимость с другими типами ЭВМ.

Аппаратная и программная совместимость с другими типами ЭВМ означает возможность использования на компьютере соответственно тех же технических элементов и программного обеспечения, что и на других типах машин.

13. Возможность работы в вычислительной сети.

14. Возможность работы в многозадачном режиме.

Многозадачный режим позволяет выполнять вычисления одновременно по нескольким программам (многопрограммный режим) или для нескольких пользователей (многопользовательский режим). Совмещение во времени работы нескольких устройств машины, возможное в таком режиме, позволяет значительно увеличить эффективное быстродействие ЭВМ.

15. Надежность.

Надежность – это способность системы выполнять полностью и правильно все заданные ей функции. Надежность ПК измеряется обычно средним временем наработки на отказ.

16. Стоимость.

17. Габариты и масса.

ЗАПОМИНАЮЩИЕ УСТРОЙСТВА ПК

 

§ Основная память

§ Внешняя память

§ Регистровая КЭШ-память

§ Сравнительные характеристики запоминающих устройств

ОСНОВНАЯ ПАМЯТЬ

Физическая структура

Основная память содержит оперативное (RAM – Random Access Memory – память с произвольным доступом) и постоянное (ROM – Read-Only Memory) запоминающие устройства.

Оперативное запоминающее устройство предназначено для хранения информации (программ и данных), непосредственно участвующей в вычислительном процессе на текущем этапе функционирования ПК.

Динамическая память служит базой для построени модулей оперативной памяти.

ОЗУ – энергозависимая память: при отключении напряжения питания информация, хранящаяся в ней, теряется. Оперативная память (ОП) компьютера предназначена для временного хранения команд и данных, необходимых процессору для выполнения операций. Основные технические характеристики ОП – тип и объем:

1. Типы ОП

Тип ОП определяет внутреннюю структуру и основные характеристики памяти.

На сегодняшний день существует четыре основных типа оперативной памяти: SDRAM, DDR SDRAM, DDR2 SDRAM, DDR3 SDRAM.

В современных ноутбуках устанавливают память DDR2 SDRAM или DDR3 SDRAM.

DDR2 SDRAM (англ.double-data-rate two synchronous dynamic random access memory)- синхронная динамическая память с произвольным доступом и удвоенной скоростью передачи данных - второе поколение памяти, следующее за DDR.

Отличие состоит в возможности выборки 4-х бит данных за один такт (для DDR осуществлялась 2-х битная выборка), а также в более низком энергопотреблении модулей памяти, меньшем тепловыделении и увеличении рабочей частоты.

DDR3 SDRAM – третье поколение памяти, следующее за DDR2 SDRAM. При создании используется та же технология "удвоения частоты". Основные отличия от DDR2 - способность работать на более высокой частоте и меньшее энергопотребление.

2. Объем ОП

В настоящее время объем ОП в ПК и ноутбуках 2-8 и более Гб.

ПЗУ

Постоянное запоминающее устройство также строится на основе установленных на материнской плате микросхем и используется для хранения неизменяемой информации: загрузочных программ операционной системы, программ тестирования устройств компьютера и некоторых драйверов базовой системы ввода-вывода (BIOS – Base Input-Output System) и др. ПЗУ – энергонезависимое запоминающее устройство.

В последние годы в некоторых ПК стали использоваться полупостоянные, перепрограммируемые запоминающие устройства – FLASH-память. FLASH-память – энергонезависимое запоминающее устройство. Для перезаписи информации необходимо подать на специальный вход FLASH-памяти напряжение программирования, что исключает возможность случайного стирания информации.

FLASH-память может быть полезной как для создания весьма быстродействующих, компактных, альтернативных НЖМД запоминающих устройств – "твердотельных дисков", так и для замены ПЗУ, хранящего программы BIOS, позволяя обновлять и заменять зги программы на более новые версии при модернизации ПК.