Тема 1. Магистрально-модульный принцип построения компьютера
Магистраль
Магистраль (системная шина) включает в себя три многоразрядные шины: шину данных, шину адреса и шину управления, которые представляют собой многопроводные линии. К магистрали подключаются процессор и оперативная память, а также периферийные устройства ввода, вывода и хранения информации, которые обмениваются информацией на машинном языке.
Шина данных. Предназначена для передачи данных между различными устройствами (например, между оперативной памятью и процессором).
Разрядность шины данных определяется разрядностью процессора, то есть количеством двоичных разрядов, которые могут обрабатываться или передаваться процессором одновременно.
Шина адреса. Каждое устройство или ячейка оперативной памяти, куда пересылает или считывает данные процессор, имеет свой адрес. Адрес передается по адресной шине, причем сигналы по ней передаются в одном направлении – от процессора к оперативной памяти и устройствам.
Разрядность шины адреса определяет объем адресуемой памяти (адресное пространство), то есть количество однобайтных ячеек оперативной памяти, которые могут иметь уникальные адреса. Количество адресуемых ячеек памяти можно рассчитать по формуле:
N=2I, где I – разрядность шины адреса.
Шина управления. По шине управления передаются сигналы, определяющие характер обмена информацией по магистрали. Сигналы управления показывают, какую операцию – считывание или запись информации из памяти – нужно производить, синхронизируют обмен информацией между устройствами и так далее.
Процессор и оперативная память
Процессор
Центральный процессор (ЦП, или центральное процессорное устройство — ЦПУ; англ. central processing unit, сокращенно — CPU, дословно — центральное обрабатывающее устройство) — электронный блок либо микросхема — исполнитель машинных инструкций (кода программ), главная часть аппаратного обеспечения компьютера или программируемого логического контроллера. Иногда называют микропроцессором или просто процессором.
Процессор - это главная микросхема компьютера, его "мозг". Он разрешает выполнять программный код, находящийся в памяти и руководит работой всех устройств компьютера. Чем выше скорость работы процессора, тем выше быстродействие компьютера. Процессор имеет специальные ячейки, которые называются регистрами. Именно в регистрах помещаются команды, которые выполняются процессором, а также данные, которыми оперируют команды. Работа процессора состоит в выборе из памяти в определенной последовательности команд и данных и их выполнении. На этом и базируется выполнение программ.
Главными характеристиками ЦПУ являются: тактовая частота, производительность, разрядность.
Оперативная память
Оперативная память компьютера – это память, в которой хранится временная информация, необходимая для корректной работы запущенных на данный момент процессов, программ и приложений. Память отличается большой скоростью доступа к ней.
Содержащиеся в оперативной памяти данные сохранены и доступны только тогда, когда компьютер включен. При выключении компьютера содержимое стирается из оперативной памяти, поэтому перед выключением компьютера все данные нужно сохранить. От объема оперативной памяти (ОЗУ – оперативное запоминающее устройство) зависит количество задач, которые одновременно может выполнять компьютер.
Типы ОЗУ. На данный момент самыми распространенными являются три типа памяти: DDR, DDR2, DDR3. Здесь все просто: самый плохой из них DDR, а самый новый и хороший DDR3. Бесполезно будет вставлять в материнскую плату разные по типу линейки оперативной памяти, поскольку разьемы у них разные. Типы памяти отличаются частотой передачи данных: DDR: 200-400 МГц, DDR2: 533-1200 МГц, DDR3: 800-2400 МГц. Соответственно, чем больше частота, тем быстрее все работает.