Магистрально-модульный принцип построения компьютера

Магистрально-модульный принцип построения компьютера Учитель информатики Мухина Т.В. Содержание Состав компьютерной системыМагистральШина данныхШина адресаШина управленияСогласование частоты различных модулей компьютера  Состав компьютерной системы Персональный компьютер – это электронный прибор, предназначенный для автоматизации создания, хранения, обработки и передачи информации.Компьютер - прибор модульный. Он состоит из различных устройств (модулей), каждое из которых выполняет свои задачи. Модульный принцип позволяет потребителю самому комплектовать нужную ему конфигурацию компьютера и производить при необходимости ее модернизацию. Модульная организация компьютера опирается на магистральный (шинный) принцип обмена информацией между устройствами. Магистраль Магистраль (системная шина) включает в себя три многоразрядные шины: шину данных, шину адреса, и шину управления, которые представляют собой многопроводные линии. К магистрали подключаются процессор и оперативная память, а также периферийные устройства ввода, вывода и хранения информации, которые обмениваются информацией на машинном языке (последовательностями нулей и единиц в форме электрических импульсов). Процессор Оперативная память Шина данных (8,16, 32, 64 бита) Шина адреса (16,20, 24, 32, 36 битов Шина управления Магистраль Устройства ввода Долговременнаяпамять Устройства вывода Сетевые устройства процессор Оперативная память Шина данных По этой шине данные передаются между различными устройствами. Например, считанные из оперативной памяти данные могут быть переданы процессору для обработки, а затем полученные данные могут быть отправлены обратно в оперативную память для хранения. Таким образом, данные могут передаваться от устройства к устройству в любом направлении. Разрядность шины данных определяется мощностью процессора, то есть количеством двоичных разрядов, которые могут обрабатываться или передаваться процессором одновременно. Разрядность процессора постоянно увеличивается по мере развития компьютерной техники. Процессор Оперативнаяпамять Устройства Шина адреса Выбор устройства или ячейки памяти, куда пересылаются или откуда считываются данные по шине данных, производит процессор. Каждое устройство или ячейка оперативной памяти имеет свой адрес. Адрес передается по адресной шине, причем сигналы по ней передаются в одном направлении – от процессора к оперативной памяти и устройствам (однонаправленная шина). оперативнаяпамять Разрядность шины адреса определяет объем адресуемой памяти (адресное пространство), то есть количество однобайтовых ячеек оперативной памяти, которые могут иметь уникальные адреса. Количество адресуемых ячеек памяти можно рассчитать по формуле:N=2k, где к – разрядность шины адреса. 6 Разрядность шины адреса постоянно увеличивалась и в современных персональных компьютерах составляет 36 бит. Таким образом. Максимально возможное количество адресуемых ячеек памяти равно:N = 2і = 68 719 476 736. Шина управления По шине управления передаются сигналы, определяющие характер обмена информацией по магистрали. Сигналы управления показывают, какую операцию – считывание или запись информации из памяти – нужно производить, синхронизируют обмен информацией между устройствами и так далее. Согласование частоты различных модулей компьютера Быстродействие различных компонентов компьютера (процессора, оперативной памяти и контроллеров периферийных устройств) может существенно различаться. Северный мост Южный мост Для согласования быстродействия на системной плате устанавливаются специальные микросхемы (чипсеты), включающие в себя контроллер оперативной памяти (так называемый северный мост) и контроллер периферийных устройств (южный мост) Процессор Оперативнаяпамять магистраль информация информация Северный мост Северный мост обеспечивает обмен информацией между процессором и оперативной памятью по системной шине. В процессоре используется внутреннее умножение частоты, поэтому частота процессора в несколько раз больше, чем частота системной шины. Северный мост Звуковая платаСетевая платаВнутренний модем PCI К северному мосту подключается шина взаимодействия периферийных устройств (PCI), которая обеспечивает обмен информацией с контроллерами периферийных устройств. Северный мост Южный мост  Южный мост Южный мост обеспечивает обмен информацией между северным мостом и портами для подключения периферийного оборудования.