В состав системной магистрали входят шины данных адреса управления

Магистраль: шина данных шина адреса и шина управления. Шины периферийных устройств

Вспомним, на прошлом уроке рассматривалось устройство материнской платы. Рассмотрим более подробно, какие же логические устройства можно установить на системную плату, т.к. системная плата наравне с процессором является основным устройством любого современного компьютера. Так же необходимость более подробного знакомства с системной платой обусловлено тем, что на системных платах реализуются шины различных типов. В гнёзда расширения системной платы устанавливаются платы таких периферийных устройств, как модем, сетевая плата, видеоплата и т.п.

Быстродействие различных компонентов компьютера (процессора, оперативной памяти и контроллеров периферийных устройств) может существенно различаться. Для согласования быстродействия на системной плате, как было сказано на прошлом уроке, устанавливаются специальные микросхемы (чипсеты), вклю­чающие в себя контроллер оперативной памяти (так называемый северный мост) и контроллер периферийных устройств (южный мост). (см. рис. 1)

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. В современных компьютерах частота процессора может превышать частоту системной шины в 10 раз (например, частота процессора 1 ГГц, а частота шины — 100 МГц).

К северному мосту подключается шина PCI ( Peripherial Component Interconnect bus — шина взаимодействия периферийных устройств), которая обеспечивает обмен информацией с контроллерами периферийных устройств. Частота контроллеров меньше частоты системной шины, например, если частота системной шины составляет 100 МГц, то частота шины PCI обычно в три раза меньше — 33 МГц. Контроллеры периферийных устройств (звуковая плата, сетевая плата, SCSI -контроллер, внутренний модем) устанавливаются в слоты расширения системной платы.

По мере увеличения разрешающей способности монитора и глубины цвета требования к быстродействию шины, связывающей видеоплату с процессором и оперативной памятью, возрастают. В настоящее время для подключения видеоплаты обычно используется специальная шина AGP ( Accelerated Graphic Port — ускоренный графический порт), соединенная с северным мостом и имеющая частоту, в несколько раз большую, чем шина PCI .

Южный мост обеспечивает обмен информацией между се­верным мостом и портами для подключения периферийного оборудования.

Устройства хранения информации (жесткие диски, CD — ROM , DVD — ROM ) подключаются к южному мосту по шине UDMA ( Ultra Direct Memory Access — прямое подключение к памяти).

Мышь и внешний модем подключаются к южному мосту с помощью последовательных портов, которые передают элек­трические импульсы, несущие информацию в машинном коде, последовательно один за другим. Обозначаются после­довательные порты как СОМ1 и COM2, а аппаратно реализуются с помощью 25-контактного и 9-контактного разъемов, которые выведены на заднюю панель системного блока.

Принтер подключается к параллельному порту, который обеспечивает более высокую скорость передачи информации, чем последовательные порты, так как передает одновременно 8 электрических импульсов, несущих информацию в машинном коде. Обозначается параллельный порт как LPT , а аппаратно реализуется в виде 25-контактного разъема на задней панели системного блока.

Для подключения сканеров и цифровых камер обычно используется порт USB ( Universal Serial Bus — универсальная последовательная шина), который обеспечивает высокоскоростное подключение к компьютеру сразу нескольких периферийных устройств.

Клавиатура подключается обычно с помощью порта PS/2 или USB .

Все устройства (модули) компьютера подключаются к магистрали. Однако, непосредственно к магистрали можно подключить лишь процессор и оперативную память, остальные устройства подключаются с помощью специальных согласующих устройств — контроллеров (контроллер клавиатуры, контроллер дисководов, видеоадаптер и т.д.)

Рассмотрим структуру магистрали (системной шины), т.к. модульная организация системы опирается на магистральный (шинный) принцип обмена информации.

Магистраль

Магистраль или системная шина — это набор электронных линий, связывающих воедино по адресации памяти, передачи данных и служебных сигналов процессор, память и периферийные устройства.

Системная магистраль осуществляет обмен данными между процессором или ОЗУ с одной стороны и контроллерами внешних устройств компьютера с другой стороны.

Обмен информацией между отдельными устройствами ЭВМ производится по трем многоразрядным шинам, соединяющим все модули, —

Шины представляют собой многопроводные линии. Тип системных шин, применяемых в компьютерах с невысокой производительностью — ISA. Это дешевая но «малоинтеллектуальная» шина. Она может обеспечивать обмен с клавиатурой, дисплеем (алфавитно-цифровым), дисководами для гибких дискет, принтерами и модемами. Однако ее возможностей не достаточно для работы с дисководами для жестких дисков, видеоконтроллерами, адаптерами локальных сетей и т.п.

Читайте также: Совместимость колес с шинами

Шина MCA — более производительная, но не совместима с ISA, поэтому не нашла широкого применения.

Шина EISA — совместима с ISA , значительно дороже, чем ISA и не всегда обеспечивая нужную скорость обмена.

Шина VESA (VL) — более дешевая шина, используется в сочетании с ISA или с EISA.

Шина PCI — конкурент шины VESA , используется в PENTIUM в сочетании с ISA или EISA.

Рис 2. Магистрально-модульный принцип

Как уже было сказано, подключение отдельных модулей компьютера к магистрали на физическом уровне осуществляется с помощью контроллеров, а на программном обеспечивается драйверами. Контроллер принимает сигнал от процессора и дешифрует его, чтобы соответствующее устройство смогло принять этот сигнал и отреагировать на него. За реакцию устройства процессор не отвечает — это функция контроллера. Поэтому внешние устройства ЭВМ заменяемы, и набор таких модулей произволен.

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 по шине данных могут передаваться от устройства к устройству в любом направлении, т. е. шина данных является двунаправленной.

Разрядность шины данных определяется разрядностью процессора, т.е. количеством двоичных разрядов, которые процессор обрабатывает за один такт. Разрядность процессоров постоянно увеличивалась по мере развития компьютерной техники.

За 25 лет, со времени создания первого персонального компьютера (1975г.), разрядность шины данных увеличилась с 8 до 64 бит.

К основным режимам работы процессора с использованием шины передачи данных можно отнести следующие: запись/чтение данных из оперативной памяти и из внешних запоминающих устройств, чтение данных с устройств ввода, пересылка данных на устройства вывода.

Шина адреса

Шина адреса предназначена для передачи по ней адреса того устройства (или той ячейки памяти), к которому обращается процессор. Адрес на нее выдает всегда только процессор. По шине данных передается вся информация. При операции записи информацию на нее выставляет процессор, а считывает то устройство (например, память или принтер), адрес которого выставлен на шине адреса. При операции чтения информацию выставляет устройство, адрес которого выставлен на шине адреса, а считывает процессор.

Таким образом, 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).

Разрядность шины адреса определяет адресное пространство процессора, т.е. количество ячеек оперативной памяти, которые могут иметь уникальные адреса. Количество адресуемых ячеек памяти можно рассчитать по формуле:

N =2 I , где I — разрядность шины адреса.

Каждой шине соответствует свое адресное пространство, т. е. максимальный объем адресуемой памяти:

Разрядность шины адреса постоянно увеличивалась и в современных персональных компьютерах составляет 32 бит. Таким образом, максимально возможное количество адресуемых ячеек памяти равно:

N == 2 32 = 4 294 967 296 = 4 Гб

В персональных компьютерах величина адресного пространства процессора и величина фактически установленной оперативной памяти практически всегда различаются. Несмотря на то, что общий объем адресуемой памяти достигает 4 Гбайт, величина фактически установленной оперативной памяти может быть значительно меньше — 32 Мбайта.

Аппаратно на системных платах реализуются шины различных типов. В компьютерах РС/286 использовалась шина ISA (Industry Standard Architecture), имевшая 16-разрядную шину данных и 24-разрядную шину адреса. В компьютерах РС/386 и РС/486 используется шина EISA (Extended Industry Standard Architecture), имеющая 32-разрядные шины данных и адреса. В компьютерах PC/ Pentium используется шина PCI (Peripheral Component Interconnect), имеющая 64-разрядную шину данных и 32-разрядную шину адреса.

Шина управления

По шине управления передаются сиг­налы такие, например, как сигналы чтения, записи, готовности, определяющие характер обмена информацией по ма­гистрали. Сигналы управления определяют, какую операцию считывание или запись информации из памяти нужно производить, синхронизируют обмен информацией между устройствами. Кроме того, каждое внешнее устройство, которому нужно обратиться к процессору, имеет на этой шине собственную линию. Когда периферийное устройство «хочет обратиться» к процессору, оно устанавливает на этой линии специальный сигнал (сигнал прерывания), заметив который, процессор прерывает выполняемые в этот момент действия и обращается (командой чтения или записи) к устройству.

Рассмотрим в качестве примера, как процессор читает содержимое ячейки памяти (см. таблицу). Убедившись, что шина в данный момент свободна, процессор помещает на шину адреса требуемый адрес и устанавливает необходимую служебную информацию (операция – чтение, устройство – ОЗУ и т.п.) на шину управления. Теперь ему остается только ожидать ответа от ОЗУ. Последний, “увидев” на шине обращенный к нему запрос на чтение информации, извлекает содержимое необходимой ячейки и помещает его на шину данных. Разумеется, реальный процесс значительно подробнее.

Читайте также: Сдать шины получить деньги

Особо отметим, что обмен по шине при определенных условиях и при наличии определенного вспомогательного оборудования может происходить и без непосредственного участия процессора, например, между устройством ввода и внутренней памятью.

Подчеркнем также, что описанная нами функциональная схема на практике может быть значительно сложнее. Современный компьютер может содержать несколько согласованно работающих процессоров, прямые информационные каналы между отдельными устройствами, несколько взаимодействующих магистралей и т.д. Тем не менее, если понимать наиболее общую схему, то разобраться в конкретной компьютерной системе будет уже легче.

Магистральная структура позволяет легко подсоединять к компьютеру именно те внешние устройства, которые нужны для данного пользователя. Благодаря ей удается скомпоновать из стандартных блоков любую индивидуальную конфигурацию компьютера.

Таким образом, Все устройства (модули) компьютера подключаются к магистрали. Однако, непосредственно к магистрали можно подключить лишь процессор и оперативную память, остальные устройства подключаются с помощью специальных согласующих устройств — контроллеров (контроллер клавиатуры, контроллер дисководов, видеоадаптер и т.д.)

Необходимость использования контроллеров вызвана тем, что функциональные и технические параметры компонентов компьютера могут существенно различаться, например, их быстродействие. Так, процессор может проводить сотни миллионов операций в секунду, тогда как пользователь может вводить с клавиатуры, в лучшем случае 2-3 знака в секунду. Контроллер клавиатуры как раз и обеспечивает согласование скорости ввода информации со скоростью ее обработки.

Контроллер жестких дисков обычно находится на системной плате. Существуют различные типы контроллеров жестких дисков, которые различаются по количеству подключаемых дисков, скорости обмена информацией, максимальной емкости диска и др.

Видео:Как работает LIN шина автомобиля. K-Line L-Line шины данных. Лин шина автомобиля. Lin-bus networkСкачать

«Архитектура компьютера и защита информации»
тест по информатике и икт (10 класс) по теме

10 класс УМК Н.Д. Угриновича, профильный уровень

Видео:03. Основы устройства компьютера. Память и шина. [Универсальный программист]Скачать

Скачать:

Видео:Системная шина процессораСкачать

Предварительный просмотр:

Данный тест рассчитан на учащихся 10 класса, занимающихся в классе физико-математического профиля по УМК Н.Д.Угриновича.

Тест контролирует уровень и качество подготовки учащихся по разделу «Архитектура компьютера и защита информации»

Тест составлен в 2 вариантах. Время на выполнение теста 40-45 минут.

Тест состоит из двух частей, содержит 17 вопросов с возрастающим коэффициентом сложности. Первая часть включает в себя тестовые задания в закрытой форме: с выбором одного ответа, с выбором нескольких вариантов ответа. Вторая часть предполагает проверку более глубоких и системных знаний учащихся, а также умений корректно излагать свои мысли, поэтому составлена в форме микросочинений,

Первая часть оценивается по 1 баллу за правильный ответ. Во второй части каждый ответ оценивается двумя баллами, где учитывается правильность, полнота ответа и умение оперировать терминами.

Правильные ответы к тесту выделены жирным шрифтом и указаны после вопроса в скобках.

Согласно критериям и нормам оценка за тестовую работу выставляется следующим образом:

Оценка «5» — более 85% баллов;

Оценка «4» — от 70 до 85% баллов;

Оценка «3» — от 50 до 70 баллов;

Оценка «2» — менее 50% баллов.

Максимальный тестовый балл 26. Соответственно, учащийся получает оценку:

Выберите один вариант ответа.

1. Северный мост связывает:

1. Процессор и сопроцессор
2. Процессор и оперативную память
3. Процессор и внешние устройства
4. Модем с системной платой

1. Файл – это

1. Часть диска
2. Поименованная область во внешней памяти.
3. Последовательность операторов и команд
4. Содержимое папки

1. Символ «*» в обозначении файла обозначает

1. Любое число любых символов
2. Один произвольный символ
3. Один конкретный символ
4. Любое имя файла

1. Какой модуль ОС предназначен для обслуживания ПК

1. драйверы
2. утилиты
3. командный процессор
4. системный реестр

1. Команда DIR в командной строке обозначает:

1. Переименование файла
2. Копирование файла
3. Просмотр содержимого каталога
4. Переход в новый каталог

Выберите все верные варианты ответа.

1. В состав магистрали входят шины:

1. Данных
2. Адреса
3. Системная
4. Управления

1. Что может входить в состав кулера?

1. Водяная система охлаждения
2. Вентилятор
3. Генератор
4. Теплоотводящие ребра

1. В зависимости от способа записи информации носители бывают:

1. Магнитные
2. КЭШ-носители
3. Оптические
4. Флеш-носители

1. Из списка выберите файловые системы:

1. FAT 64
2. NTFS
3. FAT 32
4. Ext3

1. В качестве атрибутов файла могут выступать

1. Только для чтения
2. Только для записи
3. Прикладной
4. Системный

1. Панель управления позволяет осуществить

1. Установку Операционной системы
2. Установку прикладных программ
3. Установку оборудования
4. Настройку даты и времени

1. Укажите пути распространения сетевых вирусов.

1. Электронная почта
2. Сайты
3. Файлообменные сети
4. Обновление ОС

Читайте также: Правильно установить шину легкового автомобиля

Ответьте кратко на вопрос. Излагайте свои мысли предельно ясно и точно.

1. На основе какого вещества изготавливают процессор и почему?
   (Кремния, он в разных условия может проявить себя и как проводник электрического тока, и как изолятор)
2. В чем сходство и различие дискеты и жесткого диска?
   (Сходство: магнитный принцип записи и считывания, различия: информационный объем, скорость доступа, надежность)
3. Каким может быть размер кластера?
   (от 512 байтов до 64 Кбайт в зависимости от файловой системы)
4. Перечислите параметры файла.
   (имя, расширении, размер, дата и время создания, атрибуты, значок)
5. Какие разделы входят в состав файловой системы FAT?
   (загрузочный кластер, таблица размещения файлов, корневой каталог, файлы)
6. Виды вирусов по среде обитания.
   (загрузочные, файловые, макровирусы, скрипт-вирусы)
7. Какой вред наносят троянские программы?
   (действия по сбору и передаче информации третьим лицам, ее разрушение и модификацию)

Выберите один вариант ответа.

1. Южный мост связывает:

1. Процессор и сопроцессор
2. Процессор и оперативную память
3. Процессор и внешние устройства
4. Модем с системной платой

1. Информация на магнитных дисках представляется в форме:

1. Файлов
2. Символов
3. Битов
4. Кластеров

1. Cимвол «?» в обозначении файла обозначает

1. Любое число любых символов
2. Один произвольный символ
3. Один конкретный символ
4. Любое имя файла

1. Команда СD в командной строке обозначает:

1. Переименование файла
2. Копирование файла
3. Просмотр содержимого каталога
4. Переход в новый каталог

1. Какой атрибут файла менять не рекомендуется?

1. Скрытый
2. Архивный
3. Только для чтения
4. Системный

Выберите все верные варианты ответа.

1. Через какой порт подключается клавиатура и мышь?

1. USB
2. PCI
3. PS/2
4. DVI

1. Функции системной шины состоят в:

1. постоянном хранении самозагружаемой части ОС
2. архивном копировании больших объемов данных
3. передаче информации между процессором и другими устройствами
4. увеличении быстродействия компьютера

1. В состав процессора входит:

1. Устройство управления
2. ПЗУ
3. АЛУ
4. Шина данных

1. ОС может храниться:

1. на CD-диске
2. на жестком диске
3. В специальной папке пользователя
4. В постоянной памяти

1. Исполняемые файлы имеют расширение:

1. Bas
2. Exe
3. Com
4. bat

1. Диалоговое окно может содержать:

1. Ярлыки документов
2. Кнопки
3. Вкладки
4. Поле выбора

1. Какие программные средства защищают компьютер от вирусов и последствий их действий?

1. CPU-Z
2. Firewall
3. CCleaner
4. NOD32

Ответьте кратко на вопрос. Излагайте свои мысли предельно ясно и точно.

1. Для чего используется файл подкачки?
   (Файл подкачки – виртуальная память, используемая для увеличения объема оперативной памяти, используемой программами.)
2. Какой объем имеет ячейка оперативной памяти?
   (1 байт)
3. В чем сходство и различие CD, DVD, Blu-Ray-дисков?
   (Сходство: оптический принцип записи и считывания, различия: использование разного типа лазера, информационный объем, количество слоев)
4. Цель архивирования файлов.
   (Уменьшение занимаемого места, соединение нескольких файлов, возможно разного типа, в один архив, а также разбиения больших архивов на несколько томов)
5. Состав ОС.
   (модули управления файловой системой, командный процессор, драйверы, утилиты, графический интерфейс, справочная система, системный реестр)
6. Виды вирусов по деструктивным возможностям.
   (безвредные, неопасные, опасные, очень опасные)
7. Перечислите способы борьбы с вирусами.
   (Установка и настройка межсетевого экрана, антивирусные программы, программы восстановления системы, программы удаления рекламных и шпионских программ, обновление операционной системы и прикладных программ, настройка параметров браузера, настройка BIOS, настройка антиспамовых фильтров)

Видео:КАК работает ПРОЦЕССОР? ОБЪЯСНЯЕМСкачать

По теме: методические разработки, презентации и конспекты

Защита информации, антивирусная защита

Занятие по теме «Защита информации, антивирусная защита» содержит теоретический материал и презентацию к нему.

Методическая разработка: «Безопасность, гигиена, эргономика, ресурсосбережение. Защита информации, антивирусная защита»

В современном образовании особое внимание уделяется обучению студентов умению учиться, что обеспечивает обще-учебные умения и навыки. В методической разработке излагается методика проведения занятия .

Структура системной платы. Основные характеристики компьютера. Принцип открытой архитектуры компьютера.

Разработка урока по информатики.

Урок-игра «Информация и архитектура компьютера» 5 класс

Тема урока: «Урок-игра. Секретные материалы».Цели мероприятия: раскрыть знания и способности учащихся;узнать новое в области информатики;повысить интерес учащихся к информатике;воспитывать аккура.

Методическая разработка урока «Архитектура компьютера. Системный блок, монитор, клавиатура, устройства ввода-вывода информации»

Методическая разработка урока теоретического обучения по теме «Архитектура компьютера. Системный блок, монитор, клавиатура, устройства ввода-вывода информации» по дисциплине «Инфор.

• Свежие записи
  • Нужно ли менять пружины при замене амортизаторов
  • Скрипят амортизаторы на машине что делать
  • Из чего состоит стойка амортизатора передняя
  • Чем стянуть пружину амортизатора без стяжек
  • Для чего нужны амортизаторы в автомобиле
  • Правообладателям
  • Политика конфиденциальности

  Автоподбор © 2023
  Информация, опубликованная на сайте, носит исключительно ознакомительный характер

  📹 Видео

  КОМПАС-Электрик. Быстрый стартСкачать

  

  поиск нерабочей can шины, часть дваСкачать

  

  Экспресс диагностика CAN шины на автомобиле. №21Скачать

  

  АПС Л14. ШиныСкачать

  

  Цифровые интерфейсы и протоколыСкачать

  

  Лекция 281. Шина ISAСкачать

  

  Шины ввода-выводаСкачать

  

  Какие должны быть показатели параметров при диагностике исправного автомобиляСкачать

  

  Информатика 7 класс (Урок№7 - Программное обеспечение компьютера.)Скачать

  

  Плюсы и минусы сервисной шины данных I Enterprise service bus (ESB) I kt.teamСкачать

  

  Шины данных и интеграции | ESB шина данных | Интеграция 1С ERPСкачать

  

  Шина данных i2c - декодируем/синхронизируем с помощью осциллографа Lecroy!Скачать

  

  Системная шина персонального компьютера AGPСкачать

  

  АЗЫ ДИАГНОСТИКИ. Шины передачи данных. Часть 3. Шина LinСкачать

  

  Лекция 304 Шинный формировательСкачать