Глава 2. Архитектура ПК §1 Основные понятия

1. ПК – оптимизирован для использования одним человеком: мал, дёшев, экономичен, … не требует бригаду обслуживания

2. Виды ПК по функциям Рабочая станция – это либо мощный ПК, либо «не сервер» в сети Графическая станция – для типографии и создания фото и видео продукции

Сервер – оптимизирован для управления сетью (надёжность + спец. платы) многозадачной работы (мощность)

Промышленный ПК – прочный, герметичный, защищённый от ЭМП + быстрота ремонта

3. Виды ПК по размеру напольный настольный наколенный наладонный портативные

4. Классификация архитектур ВТ по Флинну По количеству потоков команд (I) и данных (D) SISD, MISD, SIMD, MIMD S – single, M – multiple

команды берутся из памяти по очереди обрабатывают по одному потоку данных a) SISD I DR

Пример: Однопроцессорные ЭВМ Фон-Неймановского типа

б) SIMD I DRDR векторная (суперскалярная) обработка данных

Пример: Cray Y-MP состоит из нескольких векторных процессоров MSIMD (Multiple SIMD)

в) MISD см. SIMD с заменой I D Такие машины сейчас не выпускаются!

г) MIMD SISD Пример: CRAY T3D

5. Ячейки памяти и порты Все компоненты компьютера представляются для ЦП как наборы ячеек памяти. Порты можно считать особыми ячейками памяти: для связи с внешними устройствами.

6. Устройства ввода-вывода преобразуют сигналы человека (или других машин) в двоичные сигналы и обратно.

клавиатура, мышь, трекбол, точпад, джойстик сканер, видеокамера микрофон монитор, принтер, плоттер динамики шлемы и костюмы виртуальной реальности

Коммуникационные устройства передают сигналы между К (и другими машинами). Модемы, сетевые адаптеры, хабы, свитчи,...

7. Организация памяти внутренняя (ОЗУ, ПЗУ, НЖМД) и внешняя (флоппи, CD, DVD, стриммер, …) ОЗУ = RAM – Random Access ПЗУ = ROM – Read Only

с линейной (ОЗУ+ПЗУ) и многомерной (винт, CD, …) адресацией

ЦП работает только с линейной адресацией Нужны декодеры. Обычно они находятся в контроллере накопителя.

виртуальный диск – область ОП, которая видна для ПО как логический диск Повышает скорость при работе с мелким ПО

виртуальная память – область дисковой памяти, куда ОС сбрасывает неактивные части вызванных программ Свопинг – процесс замены неактивных частей.

Своп-файл = файл подкачки Скорость падает, но можно запускать объёмное ПО

кэш (тайник) – область ОП, которая незаметна для программ работает быстро хранит копии слов, часто вызываемых из ОЗУ

L1, L2, L3, … – уровни (levels) кэширования Чем ниже уровень, тем быстрее, но дороже

Кэширование дисков – хранение в ОЗУ часто используемых блоков дисковой памяти Рост скорости, но меньше ОП для активного ПО

8. Интерфейс – ЛУ или протокол для связи разнородных устройств. ATA - AT Attachment SCSI - Small Comp. Sys. Interface USB - Universal Serial Bus FireWire - огненный провод

Шина – система проводников и ОЭ для связи двух и более ЛУ Шина памяти - ЦП-ОЗУ PCI - Peripheral Component Interconnect AGP - Advanced Graphic Port

Адаптер – ЛУ для сопряжения другого ЛУ с шиной (интерфейсом) Контроллер - «умный» адаптер: может работать по программе (драйверу). Иногда имеет свой процессор.

9. Системные ресурсы = порты + ячейки памяти + линии запросов прерываний (IRQ) + каналы прямого доступа (DMA)

Прерывание – приостановка выполнения программы для обработки срочных сообщений IRQ

Могут быть вложенными: одно прерывается другим - с более высоким приоритетом.

IRQ = Interrupt ReQuirement DMA = Direct Memory Access