рефераты конспекты курсовые дипломные лекции шпоры

Реферат Курсовая Конспект

Периферийных устройств

Периферийных устройств - раздел Информатика, СОВРЕМЕННАЯ ИНФОРМАТИКА   Архитектура Пк Определятся Системой Шин, С Помощью Которых Цп...

 

Архитектура ПК определятся системой шин, с помощью которых ЦП связан с ОП и периферийными устройствами.

Современная архитектура ПК является результатом довольно длительного развития, необходимость которого связана, прежде всего, с эволюцией МП и расширением спектра периферийных устройств, а также повышением их быстродействия.

Чтобы иметь ясное представление о современной архитектуре ПК полезно посмотреть на динамику ее развития.

На начальном этапе в архитектуре ПК использовалась единая шина (эта конструкция была использована фирмой DEC еще в 1960 – 70 гг. прошлого столетия для своих мини-компьютеров начального уровня).

ПК изначально также строились на основе одной системной шины ISA (Industry Standard Architecture), EISA (Extended ISA) или MCA (Micro Channel Architecture). Необходимость сохранения баланса производительности по мере роста быстродействия микропроцессоров привела к двухуровневой организации шин ПК, а затем и к трехуровневой (которая на начальном этапе применялась только в рабочих станциях и серверах). Динамика развития архитектуры отражена на рис. 2.1, 2.2 и 2.3, где представлена организация компьютеров различной производительности. В табл. 3.2 даны характеристики шин, применяемых ПК с начала их производства и до наших дней.

 

 

Рис. 2.1. ISA: все компоненты системы на одной шине

 

 

Рис. 2.2. Compaq Desk Pro 386/20: архитектура EISA

Рис. 2.3. HP Vectra XP: архитектура PCI

 

 

Таблица 2.2

 

Характеристики шин, применяемых в ПК (данные до 2000 г.,

быстродействие VSA и PCI указано пиковое, в скобках реальное)

 

Характеристика/Тип XT-bus AT-bus MCA ISA EISA VSA(VL) PCI
Разработчик IBM IBM IBM Промышленный стандарт Про-мышленный стандарт VESA INTEL
Разрядность шины адреса 24/32, 32 32(64)
Разрядность шины данных 8,16 8, 16, 24, 32 8, 16, 32 8,16 32(64) 32 (64)
Быстродействие, Мбайт/с 20 – 25 5 – 10 130(80) 133(60)

 

ISA – промышленный стандарт, для архитектуры первых моделей ПК (PC, PC/XT, PC/AT 286,386), характеризуется относительно невысокими скоростями обмена информации по шине и невысокой стоимостью, эта архитектура совместима с фирменными шинами IBM – XT-bus и AT-bus.

EISA – расширенный промышленный стандарт, предложенный для реализации большого объема адресуемой ОП и ускорения вычислительных и обменных операций ПК с микропроцессорами 80386, 80486, является значительно более дорогостоящим расширением шины ISA, поэтому при многошинной организации, как правило, не применяется.

MCA – стандарт фирмы IBM, разработанный для моделей семейства PS/2. Характери­зуется значительным ускорением обмена данными между отдельными устройствами ПК (особенно с ОП), однако эта архитектура совершенно не совместима с ISA и EISA.

VL-bus – локальная шина, предложенная ассоциацией VESA (Video Electronics Standard Association). Предназначена для увеличения быстродействия видеоадаптеров и контроллеров дисковых накопителей (локальной называется шина, электрически выходящая непосредственно на контакты микропроцессора). Шина ориентирована на процессор 80486. Следующая спецификация этой шины для процессоров Pentium с ожидавшейся скоростью 400 Мбайт/с дальнейшего распространения не получила.

Шина PCI (Peripheral Component Interconnect) так же, как и VL-bus, поддерживает канал передачи между ЦП и периферийными устройствами. При работе с процессором 80486 она имеет примерно те же показатели, что и VL-bus. В отличие от последней шина независима от процессора, подключается к нему через специальный адаптер (поэтому название локальной применительно к PCI не совсем точно). Эта шина получила очень широкое распространение и применяется не только в ПК, но и в рабочих станциях, и серверах.

Постоянное увеличение тактовой частоты МП, его способность обрабатывать потоки данных до гигабайт в секунду, привело к появлению самой быстрой внешней шины процессора FSB (Front Side Bus), к которой подключились самые быстродействующие устройства (внешний кэш, ОП, AGP – Accelerated Graphic Port).

Попыткой сбалансировать быстродействие ЦП и ОП является двойная разрядность этой шины (64 разряда) и организация двухканальной ОП. И, наконец, полная согласованность по частоте процессора и внутренней кэш первого уровня была достигнута благодаря размещению еще одной шины (BSB – Back Side Bus) внутри кристалла (об этом говорилось выше).

Конструктивно архитектура ПК (системный интерфейс) реализуется на системной плате и связана с понятием Чипсет (Chip set) – набором интегральных схем, формирующих блок вычислительной системы, реализующий все необходимые связи основных компонентов – процессора, памяти и шин расширения.

Два варианта архитектуры ПК для МП фирмы Intel (в современной терминологии – дизайн) представлены на рис. 2.4.

Значительное развитие за истекший период получили также интерфейсы периферийного оборудования. Большую популярность приобрел интерфейс ввода-вывода, который, как правило, применялся в рабочих станциях и серверах. Это интерфейс SCSI (Small Computer System Interface – интерфейс малых вычислительных систем Ultra 160, Ultra 320 и т.п.), который располагается между системной шиной компьютера и периферийными устройствами. Этот интерфейс обеспечивает подключение нескольких внешних устройств (прежде всего дисковых накопителей), обеспечивая высокую скорость передачи. Для малых систем применяются, как правило, диски со встроенными интерфейсами IDE (Integrated Drive Electronics), которые подключаются различными способами к системным интерфейсам и в последнее время составляют конкуренцию SCSI (Series ATA).

В связи с широким распространением мультимедийных приложений и значительным увеличением потоков данных разработан новый стандарт подключения графических адаптеров – AGP (Accelerated Graphic Port), получивший широкое распространение, так как значительно ускоряет обмен с видеоадаптером, не перегружая системную шину PCI.

Современные интерфейсы периферийного оборудования (контроллеры) представлены в табл. 2.3.

Следует отметить, что значительное развитие в последнее время получил последовательный интерфейс (USB – Universal Serial Bus), который пришел на смену «старинному» RS 232. В то же самое время использование параллельных интерфейсов значительно сократилось.


 

Рис. 2.4. Классический и хабовый дизайн системных плат


Таблица 2.3

Интегрированные контроллеры

 

Контроллер Краткая характеристика Функции Примечание
PCI 32-разрядная 33-МГц шина расширения Подключение плат расширения В некоторых чипсетах встраивается в северный мост. Более производительные решения – PCI64, PCI-X реализуются обычно на отдельных контроллерах, подключаемых к северному мосту
ISA 8- или 16-разрядная шина расширения Подключение плат расширения Относится к устаревшим. При необходимости реализуется на отдельном контроллере, подключаемом через LPC (Low Pin Cjnnector)
Super I/O Контроллеры параллельного, последовательного портов, PS/2 мыши, PS/2 клавиатуры, инфракрасного порта, флоппи-дисковода и др.   Обычно реализуются в отдельном чипе, подключаемом через LPC. Относится к устаревшим
ATA (IDE) Параллельный 16-разрядный порт: АТА66-66 Мбайт/с, АТА100-100 Мбайт/с, АТА133-133 Мбайт/с Подключение жестких дисков и других устройств хранения данных В большинстве моделей поддерживается АТА100. В некоторых АТА133
Serial ATA Последовательный порт, 1500 Мбит/с (150 Мбайт/с) Для подключения жестких дисков Реализован в 2002 г.
USB 1.1 Последовательный порт, 12 Мбит/с Подключение принтеров, сканеров, указательных устройств, устройств хранения данных и других. Должен заменить устаревшие параллельный и последовательные порты  

Продолжение табл. 2.3

 

Контроллер Краткая характеристика Функции Примечание
USB 2.0 Последовательный порт, 480 Мбит/с Подключение скоростной периферии (сканеров, устройств хранения данных и др.) Интегрированные варианты только начинают появляться
ЕЕЕ 1394 Последовательный порт, 400 Мбит/с Подключение скоростных периферийных устройств (сканеров, устройств хранения данных и др.) и аудио/видео­устройств Интегрированные варианты только начинают появляться
АС'97 Цифровая часть звукового контроллера АС'97 Реализация недорогих программных звуковых плат или модемов Требуются дополнительные компоненты (кодеки и другие)
LAN (Ethernet) Последовательный порт, 10-1000 Мбит/с Построение локальных сетей Реализуется не во всех моделях. Иногда требует дополнительных компонентов. Нынешние решения – 10-100 Мбит/с
Монито­ринг Контролирует температуру, напряжения питания, скорость вращения вентиляторов и некоторые другие параметры   Реализуется не во всех моделях

 

Создание ПК привело к значитель­ному прогрессу в разработке периферийных устройств компьютеров. Особенно эта тенденция просматривается на примере ВЗУ. При значительно меньших размерах они обладают значительно большей емкостью и быстродействием, чем устройства совсем недавнего прошлого. Спектр этих устройств также значительно расширился. В табл. 2.4 приведены основные типы ВЗУ, применяемые в ПК.

Устройства на магнитной ленте (компакт-кассетах) уже к 2000 г. достигли емкости в десятки гигабайт (тогда как первые такие накопители имели емкости немногим больше 100 Кбайт) и применяются они для резервного копирования и как архивы длительного хранения.

Таблица 2.4

Характеристики ВЗУ

 

Тип ВЗУ Стримеры Жесткие диски Флоппи-диски Оптические диски Магнитооптика
Обозначение STD, SDX, STS, TS2 НЖМД (НDD), JAZ НГМД (FDD, HIFO) ZIP CD-ROM, CD-R (worm), CD-RW (warm) DVD-ROM, DVD-R (worm), DVD-RW (warm) MO, MOD
Объем 4-25 Гбайт 6-36 Гбайт 1,44 Мбайт (100-200 Мбайт) 100-250 Мбайт 650 Мбайт 4,7-17 Гбайт 9,1 Гбайт
Время доступа 7 – 10 мс 100 мс 28 мс 70 – 300 мс 80 – 300 мс 17 – 19 мс

 

Жесткие диски по-прежнему составляют основу системных ВЗУ, хотя их емкость также значительно увеличилась (от 5 – 10 Мбайт в первых системах до нескольких десятков гигабайт в 2000 г.). В настоящее время объем РЖМД в ПК превышает несколько терабайт. Самыми «долгоживущими» среди ВЗУ являются флоппи-диски, представляющие личные архивы пользователей. До последнего времени используются дискеты на 1,44 Мбайт, разработанные фирмой Sony еще в 1980 г. Попытки заменить их аналогичными дисками емкостью свыше 100 Мбайт имели незначительный успех.

Широкое распространение получили компактные устройства магнитооптики, имею­щие довольно малое время доступа. Повсеместно в практику рядовых пользователей во­шли оптические ВЗУ, развивающиеся в сторону WARM (Write And Read Many times). С переходом на новый формат DVD их емкость значительно увеличилась, о чем говорилось ранее.

 

– Конец работы –

Эта тема принадлежит разделу:

СОВРЕМЕННАЯ ИНФОРМАТИКА

Московский инженерно физический институт... государственный университет...

Если Вам нужно дополнительный материал на эту тему, или Вы не нашли то, что искали, рекомендуем воспользоваться поиском по нашей базе работ: Периферийных устройств

Что будем делать с полученным материалом:

Если этот материал оказался полезным ля Вас, Вы можете сохранить его на свою страничку в социальных сетях:

Все темы данного раздела:

СОВРЕМЕННАЯ ИНФОРМАТИКА
    Москва 2010 УДК 004(075) ББК 32.97я7 А19   Аверьянов Г.П., Дмитриева В.В. Аннотация Учебное

ОСНОВНЫЕ СОКРАЩЕНИЯ
  АКД – аппаратура канала данных АЛУ – арифметико-логическое устройство АСНИ – автоматизированные системы научных исследований АСУ – автоматизированная сист

Структура современных систем обработки данных
  За сравнительно небольшой период развития электронных вычислительных систем появилось довольно много технических средств обработки данных (СОД). На рис. 1.1 представлена пр

И краткая характеристика его составных частей
  Более чем за 50 лет развития современной вычислительной техники прогресс в аппаратной реализации компьютеров и их технических характеристиках превзошел все мыслимые прогнозы, и пока

Типы и характеристики компьютерной графики.
  Современные компьютеры все шире применяются для построения изображений (ри­сунков), используемых в научных исследованиях; для наглядного представления резуль­татов; в конструкторски

И их разновидности
  Большое значение имеет концепция взаимосвязи отдельных частей компьютера, структура или (как это принято называть в информатике) архитектура вычислительной системы. Архитектура комп

Суперкомпьютеров, мейнфреймов и мини-компьютеров
  Хотя современные персональные компьютеры (ПК) обладают впечатляющими возможностями, которые существенно расширились в связи с появлением 64-разрядных микропроцессоров, не следует по

Перспективы
  Компьютерная революция, произошедшая во второй половине прошлого века, связана, прежде всего, с рядом знаковых достижений в электронной, а точнее в микроэлектронной, технике. Именно

Функциональные возможности, номенклатура
  Персональный компьютер (ПК) – небольшой компьютер, основой которого служит МП, т.е. микрокомпьютер. Однако не все микрокомпьютеры являются персональными компьютерами. Микроко

Рабочие станции, серверы и суперсерверы
  Создание RISC-процессоров и микросхем памяти с большой емкостью привело к окончательному оформлению настольных систем высокой производительности, которые сегодня известны как рабочи

О мобильных компьютерных устройствах
  Революционные изменения в компьютерных технологиях безусловно связаны с появлением 16 ти разрядных МП и наступлением эры персональных компьютеров «ПК». Продвижение этой технологии в

Эволюция распределенных вычислительных систем
  В начале ХIX в. передача электроэнергии и коллективное ее использование привели к технической революции во всех областях деятельности человеческого общества. В наше время р

Способы передачи данных по физическим линиям
  Взаимное проникновение вычислительной техники и технических средств связи оказало серьезное влияние как на структуру компьютеров, так и на структуру каналов связи. Средства

Стандартизации, многоуровневый подход, стек протоколов
  Применение метода открытых систем в настоящее время является основной тенденцией в области информационных технологий и средств вычислительной техники, поддерживающих эти технологии.

Современное состояние и ближайшие перспективы
  Глобальные или всемирные сети (GAN – Global Area Network) предназначены для связи абонентов, расположенных в различных географических регионах, и включают в себя множество сетей раз

Технические средства, используемые ЛВС
  Локальные вычислительные сети (ЛВС) начали использоваться с середины 70-х годов в результате падения цен на электронные компоненты, расширения возможностей терминальных устройств, п

В развитии языков программирования
  Под языками программирования понимается система формальных обозначений для точного описания абстрактных структур данных и алгоритмов программ. Так же, как и любые языки, язык

Современных языков программирования
  Все языки программирования можно сгруппировать по некоторым признакам в ряд подгрупп (с определенной степенью условности). На рис. 4.2 представлен один из вариантов такого разбиения

Программирования
  Важнейшим из факторов, влияющих на разработку языков программирования, является архитектура компьютера. Большинство популярных языков последних 40 лет разрабатывалось на основе архи

Обеспечения и краткая характеристика отдельных частей
  До 70-х годов изготовители ЭВМ, как правило, продавали лишь изделие одного вида – аппаратуру (Hard ware). Операционные системы (ОС), вспомогательные служебные программы, пакеты прик

И функциональное назначение отдельных частей
Основу общесистемного ПО составляют ОС. Это – один из наиболее важных компонентов вычислительной системы независимо от класса ЭВМ, которая осуществляет интерфейсные функции между пользователем и ап

Сетевые операционные системы
  Большое разнообразие и различие функциональных возможностей ОС больших и малых ЭВМ 70-х – 80-х годов объясняется различием в уровне технических средств этих машин. Значительное увел

Общая структура программного обеспечения
  Все компоненты программного обеспечения, описанные в гл. 5, присутствуют и в структуре ПО ПК. Однако система программного обеспечения этого вида ЭВМ имеет ряд специфических особенно

Краткая характеристика ОС, применяемых в ПК
  До последнего времени для ПК IBM-клона применяются три типа локальных ОС: однопользовательская однозадачная DOS; однопользовательские многозадачные OS/2, Windows 9

Инструментальное программное обеспечение ПК
  На ПК, совместимых с IBM PC, реализованы практически все широко распространенные языки программирования, а многие из них имеют несколько независимых реализаций. Следует отметить ряд

Пакеты прикладных программ
  Разработка ППП является одним из основных направлений развития ПО ПК. Именно благодаря этому виду прикладного программного обеспечения ПК приобрели всеобщую популярность и стали нео

Программное обеспечение компьютерной графики.
  Программные средства работы с компьютерной графикой называют графическими редакторами (graphics editor). Существуют два типа графических редакторов: 1) редакторы для

Проблемы информационной безопасности
  Проблема информационной безопасности возникла достаточно давно и имеет глубокие исторические корни. До сравнительно недавнего времени методы защиты информации были в исключительной

Воздействий
  Рассмотрим некоторые приемы и методы, связанные с защитой информации от случайных ошибок или некомпетентности пользователей, а также от сбоев аппаратуры, в частности из-за помех в э

О некоторых понятиях компьютерной безопасности
  Термины «информационная безопасность» (information security) и «безопасность сети» (network security) в широком смысле относятся к секретности, т.е. гарантии того, что информация и

От удаленных и локальных атак
  Говоря об удаленных атаках, следует отметить, что защита от них взаимосвязана с методами доступа и использованными пользователем ресурсами глобальной сети. Сети являются общедоступн

Компьютерные вирусы
  Проблема «вирусов» и «вирусной безопасности» возникла достаточно давно. Первые исследования саморазмножающихся искусственных технических и программных конструкций проводились в сере

Криптографические методы защиты информации
  Поскольку в основе всех автоматизированных сетевых и компьютерных систем безопасности находится криптография, пользователю любого уровня полезно иметь хотя бы общее представление об

Бизнес в Интернете
  В конце 1999 г. сразу два автомобильных гиганта Ford и General Motors объявили о своем намерении перевести большую часть своих коммерческих операций во Всемирную паутину и объединит

Правовое обеспечение информационной безопасности
  К правовым мерам обеспечения информационной безопасности относится: разработка норм, устанавливающих ответственность за компьютерные преступления; защита авторских прав программисто

Беспроводные среды
  По мере того как электронные информационные системы затрагивают все большие аспекты деятельности человека, необходимость привязываться к этим системам проводами в ряде случаев значи

Системы радиосвязи
Существует довольно большое количество разновидностей радиосвязи: радиорелейные прямой видимости и тропосферные, спутниковые, различных уровней, ионосферные и т.п. Однако все эти разновиднос

Спутниковая система связи
23 апреля 1965 г. был запущен на высокую эллиптическую орбиту спутник связи «Молния 1», который ознаменовал становление в нашей стране спутниковой радиосвязи. Почти одновременно в США был запущен н

Системы подвижной радиосвязи
  В настоящее время доминирующее положение на рынке подвижной радиосвязи занимают: профессиональные (частные) системы подвижной радиосвязи (PMR – Professional Mobil Radio, PA

Беспроводное подключение узлов в локальных сетях.
Беспроводная (wireless) связь в локальных сетях осуществляется в инфракрасном и радиочастотном диапазоне электромагнитных волн. Для организации беспроводного подключения узлов к сети требуется два

СПИСОК ТЕРМИНОВ И ОПРЕДЕЛЕНИЙ
  Алгоритм шифрования – различные способы преобразования текста. Аналоговые данные – физическая величина, которая может изменяться в непрерывном диапазоне значе

ТЕЛЕКОММУНИКАЦИОННЫЕ СИСТЕМЫ
  Учебное пособие   Редактор     Подписано в печать 15.10.2007. Формат 60х84 1/16 Уч.-изд.л. 20,0. Печ.л. 20,0. Ти

Хотите получать на электронную почту самые свежие новости?
Education Insider Sample
Подпишитесь на Нашу рассылку
Наша политика приватности обеспечивает 100% безопасность и анонимность Ваших E-Mail
Реклама
Соответствующий теме материал
  • Похожее
  • Популярное
  • Облако тегов
  • Здесь
  • Временно
  • Пусто
Теги