ЛОГИЧЕСКОЕ
УСТРОЙСТВО КОМПЬЮТЕРА МИКРОПРОЦЕССОР. Самым главным элементом в компьютере, его "мозгом",является
микропроцессор - небольшая (в несколько сантиметров) электронная схема, выполняющая
все вычисления и обработку информации. Микропроцессор умеет производить сотни
раз- личных операций и делает это со скоростью в несколько десятков или даже
сотен миллионов операций в секунду. В компьютерах типа IBM PC используются микропроцессоры
фирмы Intel, а также совместимые с ними микропроцессоры других фирм (AMD,Cyrix,IBM
и др.). СОПРОЦЕССОР. В тех случаях, когда на компьютере приходится выполнять
много математических вычислений (например, в инженерных расчетах), к основному
микропроцессору добавляют математический сопроцессор. Он помогает основному
микропроцессору выполнять математические операции над вещественными числами.
Новейшие микропроцессоры фирмы Intel (80486 и Pentium) сами умеют выполнять
операции над вещественными числами, так что для них сопроцессоры не требуются.
ОПЕРАТИВНАЯ ПАМЯТЬ.
Следующим очень важным элементом компьютера является оперативная память. Именно
из нее процессор и сопроцессор берут программы и исходные данные для обработки,
в нее они записывают полученные результаты. Название "оперативная"
эта память получила потому, что она работает очень быстро, так что процессору
не приходится ждать при чтении данных из памяти или записи в память. Однако
содержащиеся в ней данные сохраняются только пока компьютер включен, при выключении
компьютера содержимое оперативной памяти стирается (за исключением, о которых
говорится ниже). КОНТРОЛЛЕРЫ И ШИНА.
Чтобы компьютер мог работать, необходимо, чтобы в его оперативной памяти находились
программа и данные. А попадают они туда из различных устройств компьютера -
клавиатуры, дисководов для магнитных дисков и т.д. Обычно эти устройства называют
внешними, хотя некоторые из них могут находиться не снаружи компьютера, а встраиваться
внутрь системного блока, как это описывалось выше. Результаты выполнения программ
выводятся на внешние устройства - монитор, диски, принтер и т.д. Таким образом,
для работы компьютера необходим обмен информацией между оперативной памятью
и внешними устройствами. Такой обмен называется вводом-выводом. Но этот обмен
не происходит непосредственно: между любым внешним устройством и оперативной
памятью в компьютере имеются целых два промежуточных звена: 1.Для каждого внешнего
устройства в компьютере имеется электронная схема, которая им управляет. Эта
схема называется контроллером, или адаптером. Некоторые контроллеры (например,
контроллер дисков) могут управлять сразу несколькими устройствами. 2.Все контроллеры
и адаптеры взаимодействуют с микропроцессором и оперативной памятью через системную
магистраль передачи данных, которую в просторечии обычно называют шиной. ЭЛЕКТРОННЫЕ ПЛАТЫ.
Для упрощения подключения устройств электронные схемы IBM PC состоят из нескольких
модулей - электронных плат. На основной плате компьютера - системной, или материнской,
плате - обычно располагаются основной микропроцессор, сопроцессор, оперативная
память и шина. Схемы, управляющие внешними устройствами компьютера (контроллеры
или адаптеры), находятся на отдельных платах, вставляющихся в унифицированные
разъемы (слоты) на материнской плате. Через эти разъемы контроллеры устройств
подключаются непосредственно к системной магистрали передачи данных в компьютере
- шине. Таким образом, наличие свободных разъемов шины обеспечивает возможность
добавления к компьютеру новых устройств. Чтобы заменить одно устройство другим
(например, устаревший адаптер монитора на новый), надо просто вынуть соответствующую
плату из разъема и вставить вместо нее другую. Несколько сложнее осуществляется
замена самой материнской платы. КОНТРОЛЛЕРЫ ПОРТОВ ВВОДА - ВЫВОДА.
Одним из контроллеров, которые присутствуют почти в каждом компьютере, является
контроллер портов ввода-вывода. Эти порты бывают следующих типов: параллельные
(обозначаемые LPT1-LPT4), к ним обыкновенно подключаются принтеры; асинхронные
последовательные (обозначаемые СОМ1-СОМ3). Через них обычно подсоединяются мышь,
модем и т.д. игровой порт - для подключения джойстика. Некоторые устройства
могут подключаться и к параллельным, и к последовательным портам. Параллельные
порты выполняют ввод и вывод с большей скоростью, чем последовательные (за счет
использования большего числа проводов в кабеле). МИКРОПРОЦЕССОР
Микропроцессор является "мозгом" компьютера. Он осуществляет выполнение
программ, работающих на компьютере, и управляет работой остальных устройств
компьютера. Скорость его работы во многом определяет быстродействие компьютера.
В IBM PC используются микропроцессоры, разработанные фирмой Intel, а иногда
- совместимые с ними микропроцессоры других фирм. ХАРАКТЕРИСТИКИ МИКРОПРОЦЕССОРОВ.
Микропроцессоры отличаются друг от друга двумя характеристиками: типом (моделью)
и тактовой частотой. Наиболее распространены модели Intel - 8088, 480286,80386SX,80386,80486
и Pentium, они приведены в порядке возрастания производительности и цены. Одинаковые
модели микропроцессоров могут иметь разную тактовую частоту - чем выше тактовая
частота, тем выше производительность и цена микропроцессора. ТАКТОВАЯ ЧАСТОТА
указывает, сколько элементарных операций (тактов) микропроцессор выполняет в
одну секунду. Тактовая частота измеряется в мегагерцах (МГц). Следует заметить,
что разные модели микропроцессоров выполняют одни и те же операции (например,
сложение или умножение) за разное число тактов. Чем выше модель микропроцессора,
тем, как правило, меньше тактов требуется для выполнения одних и тех же операций.
Поэтому, например, микропроцессор Intel-80386 работает раза в два быстрее Intel-80286
с такой же тактовой частотой. МОДЕЛИ МИКРОПРОЦЕССОРОВ.
Исходный вариант компьютера IBM PC и модель IBM PC ХТ использовали микропроцессор
Intel-8088.В начале 80-х годов эти микропроцессоры выпускались с тактовой частотой
4,77 МГц, затем были созданы модели с тактовой частотой 12 МГц (т.е. новые модели
работают в 1,7-2,1 раза быстрее). Модели с увеличенной производительностью (тактовой
частотой) иногда называются Turbo-ХТ. Сейчас микропроцессоры типа Intel-8088
производятся в небольших количества, и для использования не в компьютерах, а
в различных специализированных устройствах. Модель IBM PC АТ использует более
мощный микропроцессор Intel-80286,и ее производительность приблизительно в 4-5
раз больше, чем у IBM PC ХТ. Исходные варианты IBM PC АТ работали на микропроцессорах
с тактовой частотой 6 МГц, затем были созданы модели этого микропроцессора с
тактовой частотой от 12 до 25 МГц, т.е. работающие в 2-3 раза быстрее. Микропроцессор
Intel-80286 имеет несколько больше возможностей по сравнению с Intel-8088,но
эти дополнительные возможности используются с Intel-8088,но эти дополнительные
возможности используются очень редко, так что большинство программ, работающих
на АТ, будет работать и на ХТ. Сейчас микропроцессоры типа Intel-80286 также
считаются устаревшими и для применения в компьютерах не производятся. ВЫБОР ТИПА МИКРОПРОЦЕССОРА.
Быстродействие основного микропроцессора во многом определяет скорость работы
всего компьютера и, тем самым, диапазон применения компьютера: компьютеры на
основе микропроцессоров Intel-8088 (или Intel-8086) работают очень медленно,
они уже полностью устарели и почти полностью вышли из употребления; компьютеры
на основе микропроцессора Intel-80286 обеспечивают необходимое быстродействие
для набора текстов, ввода исходных данных для бухгалтерских и аналогичных задач,
многих компьютерных игр и т.д. Однако новые компьютеры такого класса уже не
выпускаются (поскольку считаются морально устаревшими), а покупать их вряд ли
целесообразно даже по бросовым ценам, так как для работы с большинством современных
программ с графическим интерфейсом (например, с программами, выполняемыми в
среде Windows) они практически не пригодны; компьютеры на основе микропроцессоров
Intel - 80386SX и DX,Intel-80486SX обеспечивают приемлемую вычислительную мощность
для большинства рабочих мест под управлением как DOS, так и Windows: для программирования,
работы с не очень большими базами данных, макетирования (верстки) несложных
изданий и т.д. Однако для комфортной работы в среде Windows лучше приобрести
более мощный компьютер; микропроцессоры Intel-80486DX и DX2 применяются для
тех задач, где требуется высокое быстродействие компьютера: для файл-серверов
больших локальных сетей, для профессиональных издательских, графических или
анимационных программ, для решения серьезных вычислительных задач и т. д. А
для пользователей, постоянно работающих с компьютером, может быть целесообразно
приобретение компьютера на основе Intel-80486DX или DX2 даже и в том случае,
если они используют самые обычные программы типа Word for Windows 6.0,Excel
5.0 и т.д., поскольку эти микропроцессоры сейчас стоят не намного дороже Intel-80386
и 80486SX,а обеспечивают заметно большую производительность; микропроцессоры
Pentium и рассчитанные на его использование системные платы пока что стоят весьма
дорого, поэтому их целесообразно применять для таких приложений, как воспроизведение
видеоизображений в реальном времени, большие задачи трехмерного проектирования
и моделирования, создания мощных файл-серверов и многопроцессорных систем. назад