Устройство управления является функционально наиболее сложным устройством ПК. Оно вырабатывает управляющие сигналы, поступающие по кодовым шинам инструкций во все блоки машины.
В состав УУ входит несколько важных регистров для хранения информации, необходимой в ходе выполнения текущей команды.
Наиболее важные из них – счетчик адреса очередной команды и регистр команд, в котором хранится код выполняемой в данный момент операции.
В общем случае УУ:
Извлекает из памяти очередную команду;
Расшифровывает ее и преобразовывает в последовательность стандартных элементарных действий
Заносит в АЛУ исходные данные;
Сохраняет полученный в АЛУ результат;
Обеспечивает синхронную работу всех узлов машины
Оперативная и другие виды памяти - о них поговорим на следующей лекции.
Тактовый генератор – это микросхема, которая вырабатывает через равные промежутки времени электрические сигналы, которые используются для приведения в действие всех устройств компьютерной системы.
Разъёмы для подключения дополнительных устройств (слоты).
Аппаратное подключение периферийного устройства к магистрали на физическом уровне осуществляется через специальный блок - контроллер (другие названия - адаптер, плата, карта). Для установки контроллеров основная шина материнской платы имеет специальные разъёмы – слоты или поры.
От числа разъемов и слотов на материнской плате зависит потенциал расширения возможностей компьютера - чем больше разъемов, тем больше устройств можно подключить к компьютеру и, соответственно, тем шире его возможности. Основные разъемы, которые в настоящее время имеет материнская плата:
· Разъемы USB (Universal Serial Bus – универсальная последовательная магистраль) – позволяет подключить до 256 устройств, имеющих последовательный интерфейс. Современные компьютеры оснащены портами стандарта USB 2. 0. Система обычно сама определяет устройство, включённое в USB – порт (режим . Через эти разъемы к компьютеру подключаются модем, принтер, внешние накопители, TV-тюнер.
· Медленные последовательные COM-порты и более быстрые LPT-порты. Недостаток СОМ-портов — маленькая скорость передачи данных. В настоящее время в основном заменены на USB.
· Разъемы FireWire (IEEE1394) высокоскоростная последовательная шина Стандарт поддерживает пропускную способность шины на уровнях 100, 200 и 400 Мбит/с. Позволяют подключить к компьютеру видеокамеру, CD или DVD проигрыватели, внешние жесткие диски, MP3-плеер, звуковую карту, ноутбук.
· Вход S/PDIF для подключения внешних аудиоустройств, с которых можно записывать звук в цифровом качестве и редактировать его. Выход S/PDIF для подключения многоканальной акустической системы.
· Слоты IDE для расширения возможностей ПК (например, для дополнительного жесткого диска). Число таких разъемов до 6.
· Слоты PCI для установки дополнительной сетевой карты, модема, звуковой карты, TV-тюнера, Wi-Fi-адаптера и других устройств. Количество таких слотов может быть до 6. Скорость передачи данных по шине PCI – около 500 Мбайт/с..
· Слоты PCI-Express нескольких видов. PCI-Express х16 - для установки видеокарты. Это высокоскоростной слот (скорость передачи 8 Гбайт/с). Число таких слотов максимум 16.
· Слоты Serial-ATA - последовательный интерфейс обмена данными с накопителями информации (винчестер,CD-ROM) (максимум 10).
· слоты EIDE - разъемы для подключения жестких дисков (контроллеры EIDE). Контроллеры EIDE (расширенный IDE) предназначены для подключения к материнской плате внутренних устройств, хранения и чтения информации – жестких дисков, дисководов, CD-ROM и т. д. На любой материнской плате, выпущенной после 1996 года, можно найти два контроллера EIDE, каждому из которых можно подключить до двух устройств.
Микропроцессорный комплект (чипсет) ((слайд)- набор микросхем, управляющих работой внутренних устройств компьютера и определяющих функциональные основные возможности материнской платы. До настоящего времени большинство чипсетов материнских плат выпускалось на базе двух микросхем, получивших название «северный» и «южный мост».
Северный мост предназначен для осуществления взаимодействия между процессором, оперативной памятью, видеокартой и устройствами, которые подключены к южному мосту. Ещё северный мост могут называть системным контроллером. В состав северного моста входят такие важные компоненты: –контроллер оперативной памяти; –контроллеры шин для управления потоками информации между процессором и остальными устройствами; –встроенный графический контроллер, выполняющий функции видеокарты, (такое решение применяется в компьютерах эконом-класса).
Т.о. к северному мосту подключены быстрые устройства.
Южный мост, его ещё называют мостом ввода–вывода, объединяет более медленные устройства, такие, как: – винчестер; – приводы компакт–дисков; – различные устройства PCI–шины;PCI (англ. Peripheral component interconnect, дословно — взаимосвязь периферийных компонентов) — шина ввода/вывода для подключения периферийных устройств к материнской плате компьютера. – контроллер прерываний; – контроллер прямого доступа к оперативной памяти; – BIOS; – часы реального времени (Real Time Clock); – сетевые карты; – звук; – клавиатуру, мышь, джойстики.
В свою очередь, северный и южный мосты соединяются своей шиной обмена, по которой передаются данные, сигналы управления и контроля в обоих направлениях.
В последнее время чипсет системной платы—это объединение двух, а иногда и одна, СБИС (Сверхбольшая интегральная схема).
Видеокарта (видеоадаптер) – это устройство, образующее совместно с монитором, видеоподсистему компьютера. Видеоадаптер выполнен в виде отдельной дочерней платы, которая вставляется в один из слотов материнской платы и называется видеокартой.
Видеокарта имеетстандартный аналоговый разъем для подключения монитора.
Видеоадаптер выполняет функции видеоконтроллера, видеопроцессора и видеопамяти.
За время существования персональных компьютеров сменилось несколько стандартов видеоадаптеров:
MGA монохромный;
EGA – 16 цветов
VGA – 256 цветов
SVGA – 16,7 млн. цветов.
Одним из важнейших параметров видеосистемы является разрешение экрана. Для каждого размера монитора существует своё оптимальное разрешение экрана, которое должен обеспечивать видеоадаптер. Для монитора размером 15 дюймов оптимальное разрешение экрана составляет 880х600, для 19 дюймов – 1280х1024 для 21 дюйма 1920х1440 точек (1 дюйм равен 2,54 см).
Цветовое разрешение (глубина цвета) определяет количество различных оттенков, которые может принимать отдельная точка экрана. Максимально возможное цветовое разрешение зависит от свойств видеоадаптера и, в первую очередь, от количества установленной на нём видеопамяти.
Звуковая карта – устройство, выполняющее вычислительные операции, связанные с обработкой звука, речи, музыки. Звуковая карта подключается к одному из слотов материнской платы в виде дочерней карты. Основным параметром звуковой карты является разрядность, определяющая количество битов, используемых при преобразовании сигналов из аналоговой формы в цифровую форму и наоборот.
Основным параметром звуковой карты является разрядность, определяющая количество битов используемых при преобразовании сигналов из аналоговой в цифровую форму. Чем выше разрядность, тем меньше погрешность, связанная с оцифровкой, тем выше качество звучания. В настоящее время распространены 24 и 32- разрядные устройства. Профессиональные – 64-разрядные.
Монитор – устройство визуального представления данных. Его основными потребительскими параметрами являются: размер и шаг маски экрана, максимальная частота регенерации изображения, класс защиты. Стандартные размеры мониторов 14,15, 17, 19, 20, 21, 25 и 29 дюймов. Типы мониторов: мониторы на основе электронно-лучевой трубки, жидкокристаллические (называются ЖК-мониторы или LCD – мониторы), плазменно-проекционные.
Клавиатура – клавишное устройство управления компьютером. Служит для ввода алфавитно-цифровых (знаковых) данных, а также команд управления. Комбинация монитора и клавиатуры обеспечивает простейший интерфейс (взаимодействие) пользователя. С помощью клавиатуры управляют компьютерной системой, а с помощью монитора получают от неё отклик.
Мышь – устройство управления манипуляторного типа. Перемещение мыши по плоской поверхности синхронизировано с перемещением графического объекта (указателя мыши) на экране монитора. Работу мыши обеспечивает специальная системная программа – драйвер мыши. Драйвер мыши предназначен для интерпретации сигналов, поступающих через порт, и обеспечивает механизм передачи информации о положении и состоянии мыши операционной системе и работающим программам. Комбинация монитора и мыши обеспечивает наиболее современный тип интерфейса пользователя.
Кроме базовой конфигурации компьютера в его состав могут входить и периферийные устройства. Периферийные устройства компьютера подключаются к его интерфейсам и предназначены для выполнения вспомогательных операций. Благодаря периферийным устройствам, компьютерная система приобретает гибкость и универсальность.
Классификация периферийных устройств по назначению.
Устройства ввода данных:
специальные клавиатуры;
специальные манипуляторы;
трекболы;
джойстик;
планшетные сканеры;
ручные сканеры;
барабанные сканеры;
сканеры форм;
штрих-сканеры;
графические планшеты (дигитайзеры);
цифровые фотокамеры).
Устройства вывода данных:
матричные принтеры;
лазерные принтеры;
светодиодные принтеры;
струйные принтеры.
Устройства обмена данными (модемы).
Аппаратными интерфейсами называют переходные аппаратно-логические устройства.
Стандарты на аппаратные интерфейсы называют протоколами.
Протокол – это совокупность технических условий, обеспечивающих взаимное согласование различных устройств при их совместной работе.
