Файл: информатика шпоры.doc

13. Функции и хар-ки системной платы, шины.

Системная шина. Это основная интерфейсная система компьютера, обеспечивающая сопряжение и связь всех его устройств между собой.

Системная шина включает в себя:

- кодовую шину данных (КШД), содержащую провода и схемы сопряжения для- параллельной передачи всех разрядов числового кода (машинного слова) операнда;

- кодовую шину адреса (КША), включающую провода и схемы сопряжения для параллельной передачи всех разрядов кода адреса ячейки основной памяти или порта ввода- вывода внешнего устройства;

- кодовую шину инструкций (КШИ), содержащую провода и схемы сопряжения для передачи инструкций (управляющих сигналов, импульсов) во все блоки машины;

И шину питания, имеющую провода и схемы сопряжения для подключения блоков ПК к

системе энергопитания.

Системная шина обеспечивает три направления передачи информации:

1) между микропроцессором и основной памятью;

2) между микропроцессором и портами ввода-вывода внешних устройств;

З) между основной памятью и портами ввода-вывода внешних устройств (в режиме прямого доступа к памяти).

Все блоки, а точнее их порты ввода-вывода, через соответствующие унифицированные разъемы (стыки) подключаются к шине единообразно: непосредственно или через контроллеры (адаптеры). Управление системной шиной осуществляется микропроцессором ] либо непосредственно, либо, что чаще, через дополнительную микросхему — контроллер шины, формирующий основные сигналы управления. Обмен информацией между внешними устройствами и системной шиной выполняется с использованием АSСII-кодов.

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.

На системной плате (часто ее называют материнской), как правило, размещаются:

- микропроцессор;

- математический сопроцессор;

- генератор тактовых импульсов;

- блоки (микросхемы) ОЗУ и ПЗУ;

- адаптеры клавиатуры, НЖК’Щ и НГМД;

- контроллер прерываний;

- таймер и др.

14. Кэш – память, ее назначение, характеристика.

Кэш — промежуточный буфер с быстрым доступом, содержащий копию той информации, которая хранится в памяти с менее быстрым доступом, но с наибольшей вероятностью может быть оттуда запрошена. Доступ к данным в кэше идёт быстрее, чем выборка исходных данных из медленной памяти или их перевычисление, что делает среднее время доступа короче.

Кэш — это память с большей скоростью доступа, предназначенная для ускорения обращения к данным, содержащимся постоянно в памяти с меньшей скоростью доступа. Кэширование применяется ЦПУ, жёсткими дисками, браузерами и веб-серверами.

Кэш состоит из набора записей. Каждая запись ассоциирована с элементом данных или блоком данных (небольшой части данных), которая является копией элемента данных в основной памяти. Каждая запись имеет идентификатор, определяющий соответствие между элементами данных в кэше и их копиями в основной памяти.

Регистровая кэш-память – высокоскоростная память сравнительно большой емкости, являющаяся буфером между ОП и МП и позволяющая увеличить скорость выполнения операции. Создавать ее целесообразно в ПК с тактовой частотой задающего генератора 40 МГц и более. Регистры КЭШ-памяти недоступны для пользователя, отсюда и название КЭШ , в переводе с английского означает “тайник”.

В КЭШ-памяти хранятся данные, которые МП получил и будет использовать в ближайшие такты своей работы. Быстрый доступ к этим данным и позволяет сократить время выполнения очередных команд программы. При выполнении программы данные, считанные из ОП с небольшим опережением, записываются в КЭШ-память.

По принципу записи результатов различают два типа КЭШ-памяти:

КЭШ-память “с обратной записью” — результаты операций прежде, чем их записать в ОП, фиксируются в КЭШ-памяти, а затем контроллер КЭШ-памяти самостоятельно перезаписывает эти данные в ОП;

КЭШ-память “со сквозной записью” — результат операций одновременно, параллельно записываются и в КЭШ-память, и в ОП.

Микропроцессоры начиная от МГI 80486 имеют свою встроенную КЭШ-память (или КЭШ - память 1 -г о уровня), чем, в частности, и обусловливается их высокая Производительность. Микропроцессоры Pentium и Pentium Рго имеют КЭШ-память отдельно для данных и отдельно для команд, причем если у Репiцлт емкость этой памяти небольшая — по 8 Кбайт, то у Pentium Рго она достигает 256—512 Кбайт.

Следует иметь в виду, что для всех МП может использоваться дополнительная КЭШ-память (КЭШ- память 2- г о уров ня), размещаемая на материнской штате вне МП, емкость которой может достигать нескольких мегабайтов.

Чем больше кэш-память, тем больше инф-ции может быть размещено в ней. В ней хранятся данные, которые микропроцессор получил и будет использовать в ближайшие такты своей работы. Быстрый доступ к этим данным позволяет сократить время выполнения очередных команд программы.

15. Озу, назначение, хар-ки.

Основная память включает:

Оперативное запоминающее устройство, которое является энергозависимым, т. е. при выключении питания компьютера вся информация, хранящаяся в нем, пропадает.

Постоянное запоминающее устройство энергонезависимо. В нем хранится информация, которую никогда не потребуется изменить. Это прежде всего - конфигурация (список устройств и их параметры) компьютера и программа тестирования устройств перед загрузкой операционной системы. Помимо того, в постоянном запоминающем устройстве хранится один из структурных компонентов операционной системы - так называемая базовая система ввода/вывода (BIOS).

Оперативное запоминающее устройство характеризуется емкостью, т. е. наибольшим объемом данных, выраженным в единицах информации, который может хранится в запоминающем устройстве. Ёмкость ОЗУ выражают в килобайтах , мегабайтах или гигабайтах.

Оперативная память — это совокупность специальных электронных ячеек, каждая из которых может хранить конкретную комбинацию из нулей и единиц — один байт. Эти ячейки нумеруются порядковыми номерами, начиная с нуля: 0, 1,2,32000,32001, ... Номер ячейки называется адресом того байта, который записан в ней в данный момент.

Оперативную память сокращенно называют ОЗУ (оперативное запоминающее устройство). Принципиальной особенностью ОЗУ является его способность хранить информацию только во время работы машины. Когда вы включаете компьютер, в оперативную память заносятся (загружаются) цепочки байтов, в которых хранится операционная система. далее, по вашим указаниям, в ОЗУ с магнитного диска помещаются прикладные программы и данные, обрабатываемые этими программами. Содержимое многих ячеек памяти (байтов) постоянно изменяется в процессе работы программ. для пользователя результаты обработки обретают завершенный вид, если они

оформлены и выданы в определенном виде на экран, принтер, графопостроитель и т. п. или записаны для постоянного хранения на магнитный диск. После загрузки новой программы, прежнее содержимое ОЗУ замещается новым, а после выключения машины пропадает вовсе.

Процессор берет из ОЗУ код команды и после обработки данных результат обратно помещается в ОЗУ. Озу является гибкой стр-рой и обладает возможность перезаписывать инф-цию в свои ячейки неогранич. число раз по ходу выполнения программы. ОЗУ играет значит. роль в ходе формир-я виртуальных адресов. «+» - высокое быстродействие и возможность обращения к каждой ячейке памяти отдельно.

16. Назначение, разновидности и основные характеристики накопителей на жестких и гибких дисках.

На гибком магнитном диске (дискете) магнитный слой наносится на гибкую основу. Используемые в ПК ГМД имеют форм-фактор 5,25” и 3,5”. Емкость ГМД колеблется в пределах от 180 Кбайт до 2,88 Мбайта. ГМД диаметром 5,25 дюйма помещается в плотный гибкий конверт, а диаметром 3,5 дюйма — в пластмассовую кассету для защиты от пыли и механических повреждений.

Конструктивно дискета диаметром 133 мм изготовляется из гибкого пластика (лавсана), покрытого износоустойчивым ферролаком, и помещается в футляр-конверт. дискета имеет две прорези: центральное отверстие для соединения с дисководом и смещенное от центра небольшое отверстие (обычно скрытое футляром), определяющее радиус-вектор начала всех дорожек на ГМД. Футляр также имеет несколько прорезей: центральное отверстие, чуть большее, чем отверстие на дискете; широкое окно для считывающих и записывающих магнитных головок и боковую прорезь в виде прямоугольника, закрытие которой липкой лентой, например, защищает дискету от записи и стирания информации.

Дискета диаметром 89 мм имеет более жесткую конструкцию, более тщательно защищена от внешних воздействий, но в принципе имеет примерно те же конструктивные элементы. Режим запрета записи на этих дискетах устанавливается специальным переключателем, расположенным в одном из углов дискеты.

Накопители на жестких магнитных дисках.

В качестве накопителей на жестких магнитных дисках (НЖМД) широкое распространение в ПК получили накопители типа “винчестер”.

Термин винчестер возник из жаргонного названия первой модели жесткого диска емкостью 16 Кбайт (IВМ, 1973 г.), имевшего ЗО дорожек по 30 секторов, что случайно совпало с калибром “30(3 0” известного охотничьего ружья “Винчестер”.

В этих накопителях один или несколько жестких дисков, изготовленных из сплавов алюминия или из керамики и покрытых ферролаком, вместе с блоком магнитных головок считывания/записи помещены в герметически закрытый корпус. Емкость этих накопителей благодаря чрезвычайно плотной записи, получаемой в таких несъемных конструкциях, достигает нескольких тысяч мегабайт; быстродействие их также значительно более высокое, нежели у НГМд.

НЖМД весьма разнообразны. Диаметр дисков чаще всего 3,5” (89 мм), но есть и другие, в частности 5,25” (133 мм) и 1,8” (45 мм). Наиболее распространенная высота коруса дисковода 25 мм у настольных ПК, 41 мм — у машин-серверов, 12 мм — у портативных Г11( и др.