Конструкция ПК

1) Характеристики ПК.

2) Основные принципы построения ЭВМ.

3) Память. Классификация устройств памяти.

4) Интегральные схемы динамического ОЗУ.

5) Организация банков памяти. Интерливинг памяти.

6) Модули оперативной памяти SIMM.

7) Модули оперативной памяти DIMM

8) Шина ISA. Особенности магистрали. Сигналы магистрали. Слоты.

9) Шина ISA. Протокол обмена. Распределения адресного пространства ввода-вывода между контролерами внешних устройств.

10) Шина PCI. Основные особенности PCI. Протоколы обмена. Мосты шины.

11) Шина PCI. Адресация памяти, портов и конфигурационных регистров.

12) Назначение постоянной памяти. Масочные ПЗУ.

13) Однократно и многократно программируемые ПЗУ.

14) Flash память.

15) Состав программного обеспечение ПЗУ IBM PC

В связи с переездом на другой домен вся информация перенесена на сайт: тестответ.рф

1) Характеристики ПК. Производительность (быстродействие) ПК – возможность компьютера обрабатывать большие объёмы информации. Определяется быстродействием процессора, объёмом ОП и скоростью доступа к ней (например, Pentium III обрабатывает информацию со скоростью в сотни миллионов операций в секунду). Производительность (быстродействие) процессора – количество элементарных операций выполняемых за 1 секунду. Тактовая частота процессора (частота синхронизации) - число тактов процессора в секунду, а такт – промежуток времени (микросекунды) за который выполняется элементарная операция (например сложение). Таким образом Тактовая частота - это число вырабатываемых за секунду импульсов, синхронизирующих работу узлов компьютера. Именно ТЧ определяет быстродействие компьютера. Задается ТЧ специальной микросхемой «генератор тактовой частота», который вырабатывает периодические импульсы. На выполнение процессором каждой операции отводится определенное количество тактов. Частота в 1Мгц = 1миллиону тактов в 1 секунду. Превышение порога тактовой частоты приводит к возникновению ошибок процессора и др. устройств. Поэтому существуют фиксированные величины тактовых частот для каждого типа процессоров, например: 2,8 ; 3,0 Ггц и тд. Разрядность процессора – max длина (кол-во разрядов) двоичного кода, который может обрабатываться и передаваться процессором целиком. Разрядность связана с размером специальных ячеек памяти – регистрами. Регистр в 1байт (8бит) называют восьмиразрядным, в 2байта – 16-разрядным и тд. Высокопроизводительные компьютеры имеют 8-байтовые регистры (64разряда). Время доступа - Быстродействие модулей ОП, это период времени, необходимый для считывание min порции информации из ячеек памяти или записи в память. Современные модули обладают скоростью доступа свыше 10нс (1нс=10-9с). Объем памяти (ёмкость) – max объем информации, который может храниться в ней. Плотность записи – объем информации, записанной на единице длины дорожки (бит/мм). Скорость обмена информации – скорость записи/считывания на носитель, которая определяется скоростью вращения и перемещения этого носителя в устройстве

2) Основные принципы построения ЭВМ. Основным принципом построения ЭВМ является программное управление, в основе которого лежит представление алгоритма решения любой задачи в виде программы вычислений. Алгоритм – это конечный набор предписаний, определяющий решения задачи посредством конечного количества операций (ISO 2382/1-84 международный стандарт). Программа – это упорядоченное последовательность команд подлежащих обработки. Принцип программного управления может быть осуществлен разными способами. Стандартом для построения практически всех ЭВМ был представлен в 1945 году Нейманом. Схема ЭВМ, отвечающая программному принципу управления отражает характер действия человека по алгоритму. Обобщенная структура ЭВМ Джен Фон Неймана первого и второго поколений

УПД – устройство подготовки данных.

УВС – устройство ввода.

АЛУ – арифметико-логическое устройство.

УУ – устройство управления.

ОЗУ – оперативное запоминающее устройство.

ДЗУ – длительно запоминающее устройство

ВЗУ – внешнее запоминающее устройство.

УВ – устройство вывода.

ЗУ+АЛУ+УУ – процессор.

Любая ЭВМ имеет устройство ввода информации, с помощью которого в ЭВМ вводят программы решения задач и данные к ним.

ОЗУ – предназначено для оперативного запоминания программы хранящейся в исполнении.

ВЗУ – предназначено для долговременного хранения информации.

Кэш-память – промежуточная память между ОЗУ и ВЗУ.

УУ – предназначено для автоматического выполнения программ путем принудительной координации всех остальных устройств ЭВМ.

АЛУ – выполняет арифметические и логические операции над данными.

Основой АЛУ является операционный автомат, в состав которого входят: сумматоры, счетчики, логические операции.

Классическая структура ЭВМ с переходом на БИС (большие интегральные схемы) перешла в понятие архитектура ЭВМ.

3) Память. Классификация устройств памяти. Компьютерная память (устройство хранения информации, запоминающее устройство) — часть вычислительной машины, физическое устройство или среда для хранения данных, используемых в вычислениях, в течение определённого времени. Память, как и ЦП, является неизменной частью компьютера с 1940-х. На бытовом уровне слово «память» имеет более узкое значение — полупроводниковая память с произвольным доступом (RAM), используемая в качестве ОЗУ персонального компьютера (планка или модуль памяти). Однако понятие памяти гораздо шире. Память компьютера всегда имела иерархическую структуру и предполагает использование нескольких запоминающих устройств, имеющих различные характеристики. Наиболее известны средства машинного хранения данных, используемые в персональных компьютерах: модули оперативной памяти, жёсткие диски (винчестеры), дискеты (гибкие магнитные диски), CD- или DVD-диски, а также устройства флеш-памяти. Компьютерная память обеспечивает поддержку одной из функций современного компьютера, — способность длительного хранения информации. Вместе с центральным процессором запоминающее устройство являются ключевыми звеньями так называемой архитектуры фон Неймана, — принципа заложенного в основу большинства современных компьютеров общего назначения. Классификация:

1) Иерархическая

2) По возможности записи и перезаписи

3) По энергозависимости

4) По виду физического носителя и принципа рЕМА

5) По назначению, организации памяти и-или доступа

6) Первичная и вторичная память

7) Произвольный и последовательный доступ

8) Блочный и файловый доступ

4) Интегральные схемы динамического ОЗУ. По аналогии с микропроцессором, чип памяти является интегральной схемы (ИС) из миллионов транзисторов и конденсаторов. В наиболее общей форме компьютерной памяти, динамическая оперативная память (DRAM), транзистор и конденсатор являются парными создать ячейку памяти, которая представляет собой единый бит данных. Конденсатор имеет бит информации - 0 или 1. Транзистор действует как переключатель, который позволяет контроль схема на чипе памяти читать конденсатор или изменение ее состояния. Конденсатор, как малые ковшом, что позволяет хранить электроны. Для динамической памяти для работы, будь то процессор или контроллер памяти должен прийти вместе и подпитки все конденсаторы проведения 1 до их выполнения. Для этого, контроллер памяти читает память, а затем записывает его обратно. Эта операция обновления происходит автоматически тысяч раз в секунду. Конденсатор в динамическом ОЗУ памяти камеры, как неплотный ведро. Необходимо периодически обновляется или он будет выполнять до 0. Динамические ОЗУ должен быть динамически обновляется все время, или он забывает, что она проводит. Оборотная сторона всего этого пополняете заключается в том, что она занимает много времени и замедляет памяти.

6) Модули оперативной памяти SIMM. SIMM-модули (SIMM - single in-line memory modules) Миниатюрные SIMM-модули, или просто SIMM, представляют собой блоки оперативной памяти разной емкости. Широкое распространение нашли SIMM на 4, 8, 16, 32 и даже 64 Мбайт. SIMM бывают двух разных типов: на 30 pin и 72 pin, где pin ("пин") означает число контактов подключения к специализированному разъему ОЗУ на материнской плате. При этом 30 pin и 72 pin SIMM - не взаимозаменяемые элементы. 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. лучше 1 SIMM на 16 Мбайт, чем 4 SIMM по 4 Мбайт.

7) Модули оперативной памяти DIMM. DIMM (Dual In-line Memory Module). Стандартными являются небуферизованные (unbuffered) модули с напряжением питания 3,3 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.

8) Шина ISA. Особенности магистрали. Сигналы магистрали. Слоты. ISA (от англ. Industry Standard Architecture, ISA bus) — 8-ми или 16-ти разрядная шина ввода/вывода IBM PC-совместимых компьютеров. Служит для подключения плат расширения стандарта ISA. Конструктивно выполняется в виде 62-х или 98-контактного разъёма на материнской плате. С появлением материнских плат формата ATX шина ISA перестала широко использоваться в компьютерах, хотя встречаются ATX-платы с AGP 4x, 6 PCI и одним (или двумя) портами ISA. Но пока её ещё можно встретить в старых AT-компьютерах, а также в промышленных компьютерах. Для встроенных систем существует вариант компоновки шины ISA, отличающийся применяемыми разъёмами — шина PC/104. Магистраль ISA относится к немультиплексированным (то есть имеющим раздельные шины адреса и данных) 16-разрядным системным магистралям среднего быстродействия. Обмен осуществляется 8-ми или 16-ти разрядными данными. На магистрали реализован раздельный доступ к памяти компьютера и к устройствам ввода/вывода (для этого имеются специальные сигналы). Максимальный объем адресуемой памяти составляет 16 Мбайт (24 адресные линии). Максимальное адресное пространство для устройств ввода/вывода — 64 Кбайт (16 адресных линий), хотя практически все выпускаемые платы расширения используют только 10 младших адресных линий (1 Кбайт). Магистраль поддерживает регенерацию динамической памяти, радиальные прерывания и прямой доступ к памяти. Допускается также захват магистрали. Разъем магистрали ISA разделен на две части, что позволяет уменьшать размеры 8-разрядных плат расширения, а также использовать платы, разработанные для компьютеров IBM PC XT. На магистрали присутствуют четыре напряжения питания: +5 В, –5 В, +12 В и –12 В, которые могут использоваться платами расширения.

# BALE — сигнал стробирования адресных разрядов (действительности адреса соответствует отрицательный фронт сигнала). Основное назначение — фиксация нефиксированных адресных разрядов в регистре-защелке.

# -SBHE — сигнал типа цикла передачи данных (8-ми или 16-разрядный цикл). Активен при передаче старшего байта.

# SD0...SD15 — разряды данных. По линиям SD0...SD7 передается младший байт, по линиям SD8...SD15 — старший байт.

# -SMEMR, -MEMR — стробы чтения данных из памяти. Сигнал -SMEMR вырабатывается только при обращении к адресам, не превышающим FFFFF (находящимся в пределах младшего 1 Мбайта), а сигнал -MEMR — при обращении ко всем адресам памяти.

# -SMEMW, -MEMW — стробы записи данных в память. Сигнал -SMEMW вырабатывается только при обращении к адресам, не превышающим FFFFF (находящимся в пределах младшего 1 Мбайта), сигнал -MEMW — при обращении ко всем адресам памяти.

# -IOR — строб чтения данных из устройств ввода/вывода. При активном сигнале адресуемое устройство ввода/вывода должно выдать свои данные на шину данных.

# -IOW — строб записи данных в устройства ввода/вывода. По этому сигналу адресуемое устройство ввода/вывода должно принять данные с шины данных.

# -MEM CS16 — сигнал выставляется памятью для сообщения задатчику о том, что она имеет 16-разрядную организацию. Вырабатывается в ответ на распознавание адреса памяти.

# -I/O CS16 — сигнал выставляется устройством ввода/вывода для сообщения задатчику о том, что оно имеет 16-разрядную организацию, и необходим 16-разрядный цикл обмена. Вырабатывается в ответ на распознавание своего адреса.

# I/O CH RDY — сигнал снимается (делается низким) исполнителем (устройством ввода/вывода или памятью) по переднему фронту сигналов -IOR и -IOW в случае, если он не успевает выполнить нужную операцию в темпе задатчика. То есть этот сигнал используется для асинхронного обмена по магистрали.

# -I/O CH CK — сигнал вырабатывается любым исполнителем (устройством ввода/вывода или памятью) для информирования задатчика о фатальной ошибке, например, об ошибке четности при доступе к памяти.

# -0WS — сигнал выставляется исполнителем для информирования задатчика о необходимости проведения цикла обмена без вставки такта ожидания.

# -REFRESH — сигнал регенерации, выставляется контроллером регенерации для информирования всех устройств на магистрали о выполнении циклов регенерации динамической памяти компьютера.

# RESET DRV — сигнал сброса в начальное состояние всех устройств на магистрали. Вырабатывается центральным процессором при включении или сбое питания, а также при нажатии на кнопку сброса RESET компьютера.

# SYSCLK — сигнал системного тактового генератора, тактовый сигнал магистрали. В большинстве компьютеров его частота равна 8 МГц независимо от тактовой частоты процессора.

# OSC — не синхронизированный с SYSCLK сигнал кварцевого генератора с частотой 14,31818 МГц.

# IRQ — сигналы запроса радиальных прерываний. Запросом является положительный переход на соответствующей линии IRQ.

# DRQ — сигналы запроса ПДП.

# -DACK — сигналы предоставления ПДП.

# AEN — сигнал выбора устройства, запросившего ПДП. Отключает все остальные устройства, не участвующие в данном цикле ПДП.

9) Шина ISA. Протокол обмена. Распределения адресного пространства ввода-вывода между контролерами внешних устройств.

10) Шина PCI. Основные особенности PCI. Протоколы обмена. Мосты шины. PCI (англ. Peripheral component interconnect, дословно — взаимосвязь периферийных компонентов) — шина ввода/вывода для подключения периферийных устройств к материнской плате компьютера. Стандарт на шину PCI определяет: физические параметры (например, разъёмы и разводку сигнальных линий); электрические параметры (например, напряжения); логическую модель (например, типы циклов шины, адресацию на шине). Первоначально 32 проводника адрес/данные на частоте 33 МГц. Позже появились версии с 64 проводниками (используется дополнительная колодка разъема) и частотой 66 МГц. Шина децентрализована, нет главного устройства, любое устройство может стать инициатором транзакции. Для выбора инициатора используется арбитраж с отдельно стоящей логикой арбитра. Арбитраж «скрытый», не отбирает времени — выбор нового инициатора происходит во время транзакции, исполняемой предыдущим инициатором.

12) Назначение постоянной памяти. Постоянное запоминающее устройство (ПЗУ) — энергонезависимая память, используется для хранения неизменяемых данных. Часто используется английский термин ROM (Read-Only Memory). Существует несколько разновидностей ПЗУ, предназначенных для различных целей:

* ROM — (англ. Read-Only Memory, постоянное запоминающее устройство), масочное ПЗУ, изготавливается фабричным методом. В дальнейшем нет возможности изменить записанные данные.

* PROM — (англ. Programmable Read-Only Memory, программируемое ПЗУ (ППЗУ)) — ПЗУ, однократно «прошиваемое» пользователем.

* BootROM — специальная микросхема постоянной памяти, при использовании которой становится возможна загрузка операционной системы на компьютер с удаленного узла локальной сети.

* EPROM — (англ. Erasable Programmable Read-Only Memory, перепрограммируемое ПЗУ (ПППЗУ)).

14) Flash память. Флеш-память (Flash-Memory) — разновидность твердотельной полупроводниковой энергонезависимой перезаписываемой памяти. Она может быть прочитана сколько угодно раз, но писать в такую память можно лишь ограниченное число раз (максимально — около миллиона циклов). Не содержит подвижных частей, так что, в отличие от жёстких дисков, более надёжна и компактна. Принцип действия. Флеш-память хранит информацию в массиве транзисторов с плавающим затвором, называемых ячейками. В традиционных устройствах с одноуровневыми ячейками, каждая из них может хранить только один бит. Некоторые новые устройства с многоуровневыми ячейками могут хранить больше одного бита, используя разный уровень электрического заряда на плавающем затворе транзистора. Скорость некоторых устройств с флеш-памятью может доходить до 100 Мб/с[4]. В основном флеш-карты имеют большой разброс скоростей и обычно маркируются в скоростях стандартного CD-привода (150 КБ/с). Так указанная скорость в 100x означает 100 ? 150 КБ/с = 15 000 КБ/с= 14.65 МБ/с. В основном объём чипа флеш-памяти измеряется от килобайт до нескольких гигабайт. Основное слабое место флеш-памяти — количество циклов перезаписи. Ситуация ухудшается также в связи с тем, что ОС часто записывает данные в одно и то же место. Например, часто обновляется таблица файловой системы, так что первые сектора памяти израсходуют свой запас значительно раньше. Распределение нагрузки позволяет существенно продлить срок работы памяти. Для решения этой проблемы были созданы специальные файловые системы: JFFS2[7] и YAFFS[8] для GNU/Linux и exFAT для Microsoft Windows. USB флеш-носители и карты памяти, такие как SecureDigital и CompactFlash имеют встроенный контроллер, который производит обнаружение и исправление ошибок и старается равномерно использовать ресурс перезаписи флеш-памяти. На таких устройствах не имеет смысла использовать специальную файловую систему и для лучшей совместимости применяется обычная FAT. Существуют несколько типов карт памяти, используемых в портативных устройствах: MMC (MultiMedia Card), SD Card (Secure Digital Card), MS Duo (Memory Stick Duo), xD-Picture Card.

15) Состав программного обеспечение ПЗУ IBM PC.

11) Шина PCI. Адресация памяти, портов и конфигурационных регистров. выбор адресов(портов памяти) , линий прерываний поддерживается bios и ориентирован на технологию plug and play - стандарт автоматич. настройки конфигураций подключенных устройств

13) Однократно и многократно программируемые ПЗУ. При однократном занесении информации осуществляется на заводе изготовителя имс после изготовления информацию изменить нельзя. ПЗУ ячейка этих ПЗУ представляет собой силогоэмиторный транзистор, количество эмиторов определяет разрядность ячейки , в эмиторах и транзисторах находятся титаново-вольфрамовые перемычки . операция програмирования заключается в разрушении части перемычек импульсами тока 30-50мА. Многократно програмирумые ПЗУ. Эти ПЗУ содержат заполняющиеся эл. с управляющими перемычками

15) Состав программного обеспечение ПЗУ IBM PC/

1) post

а) это прога инициализирует и тестирует устройство пк если при тесте не обнаружено ошибои то управление получает программа загрузки

б) копирует в оп нулевой сектор диск , если в конце скопированной области есть сигнатура аа55h то значит диск системный , управление передаеться на начало маркированной области этот загружает ос

2) bios

позволяет оградить прикладные проги от специфических способностей аппаратуры,bios содержит дрова стандартных устройств(клава,HDD)

3)bios setup

программа конфигурирования настройки пк содержит настройки пк

5) банки памяти

определяет мин. кол-во памяти, которую мп может адресовать за один раз, размер банка совпадает с разрядностью шины данных проца, разрядность ячейки к которой обращается проц. должна совпадать с разрядностью шины данных это проца