Файл: Устройство персонального компьютера (Понятие персонального компьютера и его архитектуры).pdf

RAM – используется для получения, хранения и выдачи информации. Эта память содержит программы и данные, доступные для использования процессором, а также промежуточные и окончательные результаты расчетов. Оперативная память в компьютере является энергонезависимой, что означает исчезновение информации при выключении питания.

Можно выделить пять наиболее важных логических областей ОЗУ, на которые делится вся ОЗУ при работе под управлением операционной системы [1]:

• Стандартная оперативная память (обычная память).
• UMA (верхняя область памяти).
• HMA (область высокой памяти).
• Память EMS (Спецификация расширенной памяти).
• Память XMS (расширенная спецификация памяти).

В стандартной оперативной памяти (емкость – 640 Кбайт), как правило, располагается большинство прикладных программ и данных, а именно: таблица векторов прерываний, область данных BIOS (базовая система ввода / вывода), операционная система (ядро DOS), основная память область (принадлежит только программам и данным).

UMA – верхняя память (384 КБ). UMA содержит видеопамять и ПЗУ BIOS. Кроме того, 64 Кбайт зарезервированы для страниц дополнительной (отображаемой) памяти. Следовательно, среди блоков UMA некоторые недоступны для пользователя. Свободные блоки, так как они находятся в верхней памяти, также называются UMB (Upper Memory Block). Модули ОС могут быть размещены в этих блоках (сначала скачав драйвер EMM386.EXE). Последние 64 Кбайт – это ПЗУ BIOS. Вот, например, информация, введенная в настройке CMOS при настройке ПК.

HMA – первый блок размером 64 КБ, расположенный непосредственно над границей 1 МБ ОЗУ, обозначается как HMA (High Memory Area). Область HMA доступна в режиме реального процессора. Необходимая поддержка программного обеспечения обеспечивается специальным драйвером HIMEM.SYS.

Стандарт EMS (спецификация расширенной памяти) позволяет программе на любом IBM-совместимом компьютере получать доступ к более чем 1 МБ ОЗУ путем переключения блоков памяти в адресном пространстве процессора.

Для доступа к отображаемой памяти зарезервирована специальная область – так называемый «блок страницы», разделенный на 4 страницы по 16 Кбайт.

Для самых ранних моделей ПК это был единственный способ преодолеть барьер в 640 КБ.

Стандарт XMS – (спецификация расширенной памяти – спецификация расширенной памяти) – позволяет различным программам совместно использовать расширенную память (более 1 МБ), не мешая друг другу, рассматривая всю память в целом. Расширенная память доступна из программы только тогда, когда процессор переключается в защищенный режим.

Кэш-память выступает в качестве буфера между микропроцессором и оперативной памятью, а также другими устройствами в случае дисбаланса в их производительности. Если имеется кэш-память, данные из ОЗУ сначала считываются в кэш-память и только из нее считываются процессором. Преимущество этого метода обмена состоит в том, что при повторном доступе к памяти больше нет необходимости считывать информацию из медленной оперативной памяти, и она доступна для микропроцессора без задержки.

CMOS – это область памяти (объемом 100-129 байт), в которую записывается аппаратная конфигурация ПК. Чтобы записанные значения не были потеряны, на контроллер подается питание от батареи, т.е. информация о конфигурации ПК остается в памяти, даже если компьютер не включается в течение длительного времени. CMOS-память может быть изменена пользователем.

2.5 Компьютерная видеосистема

Дисплей представляет собой устройство для визуального отображения информации. Сигналы, которые принимает дисплей: цифры, символы, графическая информация и сигналы синхронизации генерируются видеокартой (видеоадаптером) [6].

В настоящее время существует более 30 модификаций различных типов видеокарт, отличающихся дизайном, параметрами и стандартами. Любой адаптер содержит видеопамять, в которой хранится информация, отображаемая на экране. Ее объем может достигать нескольких гигабайт. Каждая точка на экране соответствует полю видеопамяти (несколько битов или байтов), в котором хранится элемент дисплея или изображение. Разрешается записывать данные в видеопамять и считывать информацию с нее программным обеспечением. То, что находится в видеопамяти, сразу отображается на экране [4].

Возможности компьютера для отображения информации определяются совокупностью и совместимостью технических характеристик дисплея и его адаптера (то есть видеосистемы в целом).

VGA карта в настоящее время является стандартом в области ПК. Существует большое разнообразие видеокарт VGA.

Первые карты VGA были представлены IBM в 1987 году. Аббревиатура VGA является аббревиатурой от английского термина Video Graphics Array.

Карты VGA совместимы снизу вверх, то есть они способны эмулировать все ранее описанные и ранее созданные стандарты от MDA до EGA.

Стандартная VGA-карта обеспечивает разрешение 640 * 480 пикселей с 16 цветами. Фактически, карта VGA может поддерживать 256 цветовых тонов, но это уже зависит от объема доступной видеопамяти. Объем видеопамяти 8-битной VGA-карты обычно составляет 256 КБ, 16-битная VGA-карта должна быть оснащена объемом памяти не менее 512 КБ.

Супер VGA

Стандартное разрешение этого режима составляет 800 * 600 пикселей. С объемом видеопамяти 256 КБ и разрешением SVGA можно обеспечить 16 цветов; 512 Кбайт видеопамяти позволяют отображать 256 цветовых тонов с одинаковым разрешением. Карты с 1 МБ памяти позволяют достичь того же разрешения, что и 32768 (HiColor), 65536 (Real Color) или 16,7 миллионов (TrueColor) цветов.

HiRes VGA

Стандарт HiRes VGA (High Resolution) также был разработан IBM. Разрешение в этом стандарте может быть увеличено до 1024 * 768 пикселей, но обычно с этим разрешением цветовая гамма ограничена. Как правило, стандарт HiRes VGA характеризуется поддержкой 16 или 256 цветов.

Ускорительные карты

Основное отличие между ускорительными картами и стандартными VGA-картами заключается в том, что они оснащены специальным чипом (контроллером).

Ускорительные карты имеют отдельный процессор (или графический контроллер), который выгружает процессор ПК и выполняет графические команды параллельно с ним. Графический процессор выполняет такие функции, как создание и рисование геометрических фигур, заполнение их определенным цветом или штриховкой, смещение и копирование фрагментов экрана. Как правило, такие ускорительные карты, помимо специального контроллера, оснащены 1 МБ или более видеопамяти.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Персональный компьютер (ПК) напоминает большую систему в миниатюре, предельно упрощенную и максимально приближенную к пользователю. ПК обладает высоким быстродействием, способствуя росту производительности труда. Кроме того, благодаря гибкости подсистемы ввода/вывода, можно подключать к ПК самые разнообразные внешние устройства, расширяя тем самым сферы деятельности. И еще одно интересное качество ПК – модульное построение ПК (объединение в системе съемных компонентов-модулей), которое обеспечивает модернизацию и продлевает «долголетие» ПК.

В понятие «архитектуры» ПК вложены принципы организации вычислительного процесса и переработки информации, включая внутреннее программное обеспечение, позволяющее обрабатывать машинные команды. Детальный анализ архитектуры ПК содержит описание представления программ и данных: систему счисления информационные форматы и организацию вычислительного и обменного процессов. Анализ архитектуры затрагивает структуру памяти, методику выполнения машинных операций, систему размещения информации в памяти, систему диагностирования и контроля, а также управление вычислительным процессом.

Материнская плата является основой любого компьютера. Именно благодаря этому все устройства, которые составляют обычный ПК, могут работать вместе.

Системная плата или материнская плата – это основа, на которой строится любой современный компьютер. Любой персональный компьютер, ноутбук, планшет и даже карманный компьютер – каждый имеет материнскую плату. Именно она обеспечивает взаимодействие таких компонентов, как процессор, оперативная память, карты расширения и устройства хранения, которые отличаются по своему дизайну и функциям.

Материнская плата является самой большой в компьютере и ее замена – сложная операция, вовлекающая полную разборку ПК.

Чипсет – это набор микросхем, который интегрирует и координирует работу основных систем персональных компьютеров, расположенных на материнской плате. Чипсет определяет возможности персонального компьютера и функции, которые он поддерживает, кроме того, производительность компьютера и его бесперебойная работа зависят от надежной работы чипсета.

Также в курсовой работе были рассмотрены основные устройства, подключаемые к материнской плпте: микропроцессор, оперативная память и видеоадаптер.

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ

• Гуров В. В. Архитектура и организация ЭВМ / В. В.Гуров, В. О.Чуканов – М.: Национальный Открытый Университет «ИНТУИТ», 2016. – 184 с.
• Гуров, В. В. Архитектура микропроцессоров : учебное пособие / В. В. Гуров. – 3-е изд. – Москва, Саратов : Интернет-Университет Информационных Технологий (ИНТУИТ), Ай Пи Ар Медиа, 2020. – 326 c.– Текст : электронный // Электронно-библиотечная система IPR BOOKS : [сайт]. – URL: http://www.iprbookshop.ru/89419.html (дата обращения: 11.03.2020). – Режим доступа: для авторизир. пользователей
• Леонтьев В. Новейшая энциклопедия. Компьютер и интернет 2016 – М.: Эксмо, 2016. – 560 с. 
• Макарский Д.М. 100 способов ускорить работу компьютера, о которых должен знать каждый М.: Эксмо, 2016. – 224с.
• Максимов Н.В. Архитектура ЭВМ и вычислительных систем: Учебник. / Н.В.Максимов, Т.Л.Партыка, И.И. Попов– М.: ФОРУМ:ИНФРА-М, 2013. – 512 с.
• Мещеряков В.В. Технические средства информатизации. Интерактивное учебное пособие. – М.: ДИАЛОГ-МИФИ, 2014. – 354с.
• Миронов, Д.А. Энциклопедия компьютера и ноутбука. Самый наглядный самоучитель / Д.А. Миронов. – М.: Эксмо, 2014. – 320 c.
• Наглядное устройство материнской платы компьютера [Электронный ресурс]. URL: http://pc-information-guide.ru/materinskaya-plata-kompyutera/ustroystvo-materinskoy-platy.html (дата обращения: 11.03.2020).
• Назначение, основные элементы и устройство материнской платы [Электронный ресурс]. URL: http://systech.ru/vopros_otvet/naznachenie-osnovnye-ehlementy-i-ustrojjstvo-materinskojj-platy.html (дата обращения: 11.03.2020).
• Персональный компьютер. Лучший самоучитель / Е.Н.Гузенко, А.С. Сурядный – Владимир: ВКТ, 2011. – 544 с.
• Рычков, В.Н. Англо-русский толковый словарь-справочник для пользователей ПК, ноутбуков, планшетных компьютеров и цифровой техники / В.Н. Рычков. – СПб.: НиТ, 2013. – 304 c.
• Саля И. Л. Технические средства реализации информационных процессов: учебно-методическое пособие / И. Л. Саля, А. И. Давыдов – Омск: ОмГУПС, 2015. – 64 с.
• Сенкевич А.В. Архитектура ЭВМ и вычислительные системы – М.: Академия, 2014. – 440 с.
• Сергиенко А. М. Архитектура компьютеров: Конспект лекций. – К.: НТУУ«КПИ», 2015. – 198 с.
• Соломенчук В. Г. Железо ПК-2010. – СПб.: БХВ-Петербург, 2010. – 448 с.
• Таненбаум Э. Архитектура компьютера. 6-е изд./ Э.Таненбаум, Т.Остин – СПб.: Питер, 2014. –816 с.
• Хартов, В.Я. Микроконтроллеры AVR. Практикум для начинающих: Учебное пособие / В.Я. Хартов. – М.: МГТУ им. Баумана, 2012. – 280c.
• Что такое чипсет (chipset), северный и южный мост, типы чипсетов [Электронный ресурс]. URL: http://pc-information-guide.ru/materinskaya-plata-kompyutera/chto-takoe-chipset-chipset-severnyj-i-yuzhnyj-most-tipy-chipsetov.html (дата обращения: 11.03.2020)
• Что такое чипсет? [Электронный ресурс]. URL: http://we-it.net/index.php/zhelezo/materinskie-platy/8-chto-takoe-chipset (дата обращения: 11.03.2020).
• Шагаков, К.И. Визуальная энциклопедия компьютера и ноутбука / К.И. Шагаков, А.В. Касаткина. – М.: Эксмо, 2014. – 400 c.