Электронные платы контроллеры и шины сообщение

Обновлено: 05.07.2024

Зачем нужны контроллеры и шины
Чтобы компьютер мог работать, необходимо, чтобы в его оперативной памяти находились программы и данные. А попадают они туда из различных устройств компьютера – клавиатуры, дисководов для магнитных дисков и т.д. Иногда по традиции эти устройства называют внешними, хотя некоторые из них могут встраиваться внутрь системного блока, как это описывалось выше. Результаты выполнения программ также выводятся на различные устройства – монитор, диски, принтер и т.д.
Обмен информацией между оперативной памятью и устройствами (он называется вводом-выводом) не происходит непосредственно: между любым устройством и оперативной памятью имеются два промежуточных звена:
1. Для каждого 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 (адаптеры) взаимодействуют с микропроцессором и оперативной памятью через системную магистраль передачи данных, которую в просторечии обычно называют шиной.
Замечание . Как будет сказано ниже, в компьютере может быть несколько шин. Например, одна шина может использоваться для обмена с низкоскоростными устройствами (клавиатурой, мышью, дисководами для дискет, модемом, звуковой картой и т.д.), а другая – с высокоскоростными (жесткими дисками, видеоконтроллером и т.д.).
Электронные платы
Электронные схемы IBM PC состоят из нескольких модулей – электронных плат. Модульная структура электронных схем компьютера позволяет легко приспособить компьютер к нуждам пользователя и облегчает ремонт компьютера (при ремонте обычно требуется заменить только одну плату, а не все).
Материнская плата
На основной плате компьютера – системной, или материнской, плате – обычно располагаются основной микропроцессор, оперативная память, кэш-память, шина (или шины) и BIOS. Кроме того, там находятся электронные схемы (контроллеры), управляющие некоторыми устройствами компьютера. Так, контроллер клавиатуры всегда находится на материнской плате. Часто там же находятся и контроллеры для других устройств (жестких дисков, дисководов для дискет и т.д.). Такие контроллеры называются встроенными или интегрированными (в материнскую плату). На современных материнских платах обычно находятся интегрированные контроллеры дискет, портов ввода-вывода, часто контроллер жестких дисков, иногда – видеоконтроллер.
Платы контроллеров
Разным пользователям в компьютере нужен разный набор контроллеров. Поэтому все контроллеры компьютера встраиваются в материнскую плату только в некоторых специальных компьютерах. В большинстве компьютеров материнская плата всегда содержит несколько разъемов (слотов), в которые могут вставляться электронные платы, содержащие контроллеры для подключения дополнительных устройств (платы контроллеров). При вставке в разъем материнской платы контроллер подключается к шине – магистрали передачи данных между оперативной памятью и устройствами.
Замечание . На одной плате могут располагаться как один, так и несколько контроллеров. Например, часто контроллеры жестких дисков и дискет размещаются на одной плате.
Свободные разъемы и добавление новых контроллеров
Таким образом, наличие свободных разъемов обезпечивает возможность добавления к компьютеру новых контроллеров. Обычно материнская плата содержит 5-6 разъемов для подключения плат контроллеров, в компактных моделях системных блоков число разъемов может быть меньше (1-2), а в компьютерах, предназначенных для использования в качестве серверов локальной сети, число разъемов может быть больше. В портативных компьютерах используются разъемы специального вида – для подключения контроллеров размером с кредитную карточку (РС-карт).

Электронные платы. Электронная начинка IBM PC, как правило, выполняется из нескольких модулей — электронных плат. Каждая плата представляет собой плоский кусок пластика, на котором укреплены электронные компоненты (микросхемы, конденсаторы и т.д.) и различные разъемы. Внутри электронной платы проложены проводники для соединения смонтированных на плате компонент между собой.

Материнская плата. Самой большой электронной платой в компьютере является системная, или материнская, плата (см. рис). На ней обычно располагаются основной микропроцессор, оперативная память, кэш-память, шина (или шины) и BIOS. Кроме того, там находятся электронные схемы (контроллеры), управляющие некоторыми устройствами компьютера. Так, контроллер клавиатуры всегда находится на материнской плате. Часто там же находятся и контроллеры для других устройств (жестких дисков, дисководов для дискет и т.д.).

Контроллеры. Электронные схемы, управляющие различными устройствами компьютера, называются контроллерами. Во всех компьютерах IBM PC имеются контроллеры для управления клавиатурой, монитором, дисководами для дискет, жестким диском и т.д.

Интегрированные контроллеры. В современных компьютерах многие контроллеры входят в состав материнской платы. Такие контроллеры называются встроенными или интегрированными (в материнскую плату). Так, контроллер клавиатуры всегда является встроенным. На современных материнских платах обычно имеются встроенные контроллеры дискет, портов ввода-вывода, контроллер жестких дисков, иногда — видеоконтроллер.

Платы контроллеров. Разным пользователям в компьютере нужен разный набор контроллеров. Поэтому все контроллеры компьютера встраиваются в материнскую плату только в некоторых специальных компьютерах. В большинстве компьютеров некоторые контроллеры располагаются на отдельных электронных платах — платах контроллеров (см. рис. справа). Эти платы вставляются в специальные разъемы (слоты) на материнской плате компьютера.

С помощью добавления и замены плат контроллеров пользователь может модифицировать компьютер, расширяя его возможности и настраивая его по своим потребностям. Например, пользователь может добавить в компьютер факс-модем, звуковую карту, плату приема телепередач и т.д.

Шины. При вставке в разъем материнской платы контроллер подключается к шине — магистрали передачи данных между оперативной памятью и контроллерами. В современных компьютерах обычно имеются две шины:

· шина ISA для контроллеров низкоскоростных устройств (то есть

· для обмена данными с клавиатурой, мышью, дисководами для

· дискет, модемом, звуковой картой и т.д.)

· шина PCI для обмена данными с высокоскоростными устройствами -(жесткими дисками, видеоконтроллером и т.д.).

В более старых компьютерах могут быть и другие шины — EISA, VESA (VLB) и др. Впрочем, для обеспечения совместимости даже современные серверы локальных сетей обычно оснащаются шиной EISA.

Разъемы шин. Каждый контроллер может быть подключен лишь к той шине, на которую он рассчитан. Поэтому разъемы различных шин сделаны разными, чтобы их нельзя было перепутать. При покупке контроллеров следует знать, разъемы каких шин имеются в Вашем компьютере, так как иначе купленный контроллер окажется бесполезен.

Контроллеры портов ввода-вывода. Одним из контроллеров, которые присутствуют почти в каждом компьютере, является контроллер портов ввода-вывода. Часто этот контроллер интегрирован в состав материнской платы. Контроллер портов ввода-вывода соединяется кабелями с разъемами на задней стенке компьютера, через которые к компьютеру подключаются принтер, мышь и некоторые другие устройства. Порты ввода-вывода бывают следующих типов:

•параллельные (обозначаемые LPT1-LPT4), к соответствующим

разъемам на задней стенке компьютера (имеющим 25 гнезд)обыкновенно подключаются принтеры;

•последовательные (обозначаемые СОМ 1-COM3). К соответствующим разъемам на задней стенке компьютера (имеющим 9 или 25 штырьков) обычно подсоединяются мышь, модем и другие устройства;

•игровой порт — к его разъему (имеющему 15 гнезд) подключается джойстик. Игровой порт имеется не у всех компьютеров.

Как правило, контроллер портов компьютера поддерживает один параллельный и два последовательных порта.

Разъемы шины USB. В некоторых новых компьютерах имеются разъемы универсальной последовательной шины USB. Разъемы и кабели шины USB похожи на телефонные (у импортных телефонов). По-видимому/скоро будут выпущены модели клавиатур, мышей, принтеров, модемов, дисководов компакт-дисков, сканеров и т.д., подключаемые к шине USB. При этом к каждому устройству, подключенному к шине USB, можно подключать другие USB-устройства (всего может быть подключено до 127 устройств). Для этого, по-видимому, каждое (или почти каждое) USB-устройство будет иметь два или три разъема USB. USB-устройства можно будет подсоединять и отсоединять при работающем компьютере. Возможно, в недалеком будущем в компьютерах вместо разъемов клавиатуры, портов и джойстика будут иметься только два-три маленьких разъема USB.

Механическое удерживание земляных масс: Механическое удерживание земляных масс на склоне обеспечивают контрфорсными сооружениями различных конструкций.

Поперечные профили набережных и береговой полосы: На городских территориях берегоукрепление проектируют с учетом технических и экономических требований, но особое значение придают эстетическим.

Общие условия выбора системы дренажа: Система дренажа выбирается в зависимости от характера защищаемого.

Организация стока поверхностных вод: Наибольшее количество влаги на земном шаре испаряется с поверхности морей и океанов (88‰).

1.8. Электронные платы, контроллеры и шины

Электронная начинка IВМ РС, как правило, выполняется из нескольких модулей – электронных плат. Каждая плата представляет собой плоский кусок пластика, на котором укреплены электронные компоненты (микросхемы, конденсаторы и т.д.) и различные разъемы, соединенные проводниками.

Материнская плата. Самой большой электронной платой в компьютере является системная, или материнская, плата. На ней обычно располагаются основной микропроцессор, оперативная память, кэш-память, шина (или шины) и ВIOS. Кроме того, там находятся электронные схемы (контроллеры), управляющие некоторыми устройствами компьютера.

Контроллеры. Электронные схемы, управляющие различными устройствами компьютера, называются контроллерами. Во всех компьютерах IВМ РС имеются контроллеры для управления клавиатурой, монитором, дисководами для дискет, жестким диском и т.д.

В современных компьютерах многие контроллеры входят в состав материнской платы. Такие контроллеры называются встроенными или интегрированными (в материнскую плату). Так, контроллер клавиатуры всегда является встроенным. На современных материнских платах обычно имеются встроенные контроллеры дискет, портов ввода-вывода, контроллер жестких дисков, иногда – видеоконтроллер.

Разным пользователям может потребоваться разный набор контроллеров. Поэтому не все контроллеры компьютера целесообразно встраивать в материнскую плату; некоторые контроллеры располагают на отдельных электронных платах – платах контроллеров. Эти платы вставляются в специальные разъемы (слоты) на материнской плате компьютера. С помощью добавления и замены плат контроллеров пользователь может модифицировать компьютер, расширяя его возможности и настраивая его по своим потребностям. Например, пользователь может добавить в компьютер факс-модем, звуковую карту, плату приема телепередач и т.д.

Шины. При вставке в разъем материнской платы контроллер подключается к шине – магистрали передачи данных между оперативной памятью и контроллерами. В современных компьютерах обычно имеются две шины:

• шина ISА для контроллеров низкоскоростных устройств (то есть для обмена данными с клавиатурой, мышью, дисководами для дискет, модемом, звуковой картой и т.д.)

• шина РСI для обмена данными с высокоскоростными устройствами – (жесткими дисками, видеоконтроллером и т.д.).

Разъемы шин. Каждый контроллер может быть подключен лишь к той шине, на которую он рассчитан. Для этого разъемы различных шин делают разными, чтобы их нельзя было перепутать. Обычно материнская плата содержит 3-4 разъема шины ISА и 3-4 разъема шины РСI.

Контроллер портов ввода-вывода присутствует в каждом компьютере и обычно интегрирован в состав материнской платы. Контроллер портов ввода-вывода соединяется кабелями с разъемами на задней стенке компьютера, через которые к компьютеру подключаются принтер, мышь и другие устройства. Порты ввода-вывода бывают следующих типов:

• параллельные (обозначаемые LPT1-LPT4), к соответствующим разъемам на задней стенке компьютера (имеющим 25 гнезд) обыкновенно подключаются принтеры;

• последовательные (обозначаемые СОМ1—СОМЗ). К соответствующим разъемам на задней стенке компьютера (имеющим 9 или 25 штырьков) обычно подсоединяются мышь, модем и другие устройства;

• игровой порт (имеется не у всех компьютеров).

Как правило, контроллер портов компьютера поддерживает один параллельный и два последовательных порта. Параллельные порты выполняют ввод и вывод с большей скоростью, чем последовательные (за счет использования большего числа проводов в кабеле).

Электронные платы, контроллеры и шины

· шина ISA для контроллеров низкоскоростных устройств (то есть

· для обмена данными с клавиатурой, мышью, дисководами для

· дискет, модемом, звуковой картой и т.д.)

· шина PCI для обмена данными с высокоскоростными устройствами -(жесткими дисками, видеоконтроллером и т.д.).

•параллельные (обозначаемые LPT1-LPT4), к соответствующим

разъемам на задней стенке компьютера (имеющим 25 гнезд)обыкновенно подключаются принтеры;

Как правило, контроллер портов компьютера поддерживает один параллельный и два последовательных порта.

Контроллер — это специализированный процессор, управляющий работой вверенного ему внешнего устройства. Поскольку в системе появилось теперь несколько процессоров, главный из них для отличия стали называть центральным.

Наличие контроллеров существенно изменяет процессы обмена информацией внутри компьютера. Центральный процессор при необходимости произвести обмен выдает задание на его осуществление контроллеру.

В отличие от первоначальной архитектуры, для связи между отдельными функциональными узлами компьютера используется специальное устройство — шина.

Шинасостоит из трех частей:

• шины данных (для передачи данных);

• шины адреса (для передачи адресов);

• шины управления (для передачи управляющих сигналов).

Одно из достоинств описанной схемы заключается в возможности легко подключать к компьютеру новые устройства. Это называется принципом открытой архитектуры. Для пользователя открытая архитектура означает возможность свободно выбирать состав внешних устройств для своего компьютера в зависимости от круга решаемых задач.

Виды памяти

Чем определяется быстродействие памяти? Временем доступа процессора к данным, хранящимся в устройстве памяти. Иначе говоря, тем, за какое время процессор считывает или записывает в память фиксированную порцию данных, например 1 байт. Время доступа самого современного жесткого диска (винчестера) составляет примерно 10 миллисекунд. А современная оперативная память обладает временем доступа порядка 5 наносекунд, т. е. работает примерно в миллион раз быстрее.

Конструктивно оперативная память (ОЗУ) компьютера представляет собой совокупность микросхем (чипов), обеспечивающих хранение программ и данных, оперативно обрабатываемых компьютером.

Существуют два основных типа устройств оперативной памяти: динамическая и статическая память. Динамическая память чаще всего является основной памятью, статическая — дополнительной. Динамическая память стоит много меньше статической (в расчете на единицу хранимой информации), но по быстродействию значительно уступает современным микропроцессорам. Это означает, что внутрипроцессорные операции совершаются значительно быстрее (в несколько раз), чем обмен информацией между процессором и памятью. Поскольку при исполнении программы постоянно идет обмен данными между процессором и оперативной памятью, то низкое быстодействие динамической памяти тормозит весь процесс.

Существует еще один вид устройств памяти — постоянное запоминающее устройство (ПЗУ). ПЗУ — энергонезависимое устройство, т. е. данные, находящиеся в нем, не зависят от того, включен ли компьютер. В динамической и статической памяти при исчезновении энергопитания данные практически мгновенно исчезают. В ПЗУ хранится программа запуска компьютера, которая называется BIOS (базовая система ввода/вывода). BIOS начинает работать после включения питания компьютера. Эта программа загружает с диска операционную систему и далее в работе компьютера не участвует.

На рис. 4.1 также представлен еще один вид памяти — видеопамять, обслуживающая устройство визуального отображения выводимой информации — монитор. Сначала формируется содержимое видеопамяти, а затем контроллер монитора выводит изображение на экран.

Системная плата

Конструктивно упомянутые выше устройства расположены в персональном компьютере в системном блоке (в настольном варианте ПК). Если снять крышку системного блока, то под ней мы обнаружим несколько плат, содержащих многочисленные разъемы и микросхемы. Главная из них — системная плата, называемая также материнской платой. Перечислим лишь некоторые компоненты системной платы:

Термин "информатика" (франц. informatique) происходит от французских слов information (информация) и automatique (автоматика) и дословно означает "информационная автоматика".

Что изучает информатика?

Информатика изучает свойства информации (полезность, актуальность, достоверность, объективность, распознаваемость, полнота, нематериальность) , а также информационные процессы (поиск, сбор, обработка, передача, хранение информации)

Что входит в состав технических средств?

В состав технических средств входят компьютеры и связанные с ними периферийные устройства:

- Кабельные линии связи.

Что относится к программным средствам?

подключаемые модули (плагины);

драйверы графических устройств;

средства просмотра изображений;

средства тестирования и настройки аппаратных устройств.

Что такое информация?

Информация - это любые сведения, принимаемые и передаваемые, сохраняемые различными источниками.

Три основные понятия связанные с информацией .

Свойства информации .

Операции с данными .

В структуре возможных операций с данными можно выделить следующие:

Носители данных .

Магнитные ленты и диски

В живой природе перенос и хранение инфы происходит на биохимическом уровне

Информационные процессы : получение, передача, преобразование, хранение и использование информации. ?

11. Понятие "информационная технология" .

Информационная технология (ИТ) - совокупность средств и методов сбора, обработки и передачи данных (первичной информации) для получения информации нового качества о состоянии объекта, процесса или явления (информационного продукта).

Виды информационных технологий.

По видуинформационные технологии подразделяются на следующие:

1. Информационная технология обработки данных

2. Информационная технологии управления

3. Информационная технология автоматизированного офиса

4. Информационная технология поддержки принятия решений

Области применения информационных технологий.

В соответствии с различными сферами управления на предприятии, области применения информационных технологий делятся на:

· информационные технологии ввода, обработки и хранения информации по функциональным областям;

· информационные технологии защиты информации;

· информационные технологии управления производственными процессами.

Виды информации.

Понятие кодирования.

Единицы информации.

Единицы измерения информации:

1 килобайт (Кб) = 1024=210 байт

1 мегабайт (Мб) = 1024 килобайт

1 гигабайт (Гб) = 1024 мегабайт

1 терабайт (Тб) = 1024 гигабайт

Измерение информации (системы счисления).

Система счисления – это способ записи (изображения) чисел.

Различные системы счисления делятся на две группы:

Основные и дополнительные устройства компьютера.

Внутреннее дополнительное оборудование: видеокарта, звуковая карта, сетевая плата, винчестер, дисководы.

Внешнее дополнительное (периферийное) оборудование: Модем; Принтер; Сканер; Флешка; внешний жесткий диск.

Процессор компьютера.

Центральный процессор — электронный блок либо интегральная схема (микропроцессор), исполняющая машинные инструкции (код программ), главная часть аппаратного обеспечения компьютера или программируемого логического контроллера.

Память компьютера.

Компью́терная па́мять — часть вычислительной машины, физическое устройство или среда для хранения данных, используемая в вычислениях, в течение определённого времени.

Электронные платы, контроллеры, шины.

Каждая плата представляет собой плоский кусок пластика, на котором укреплены электронные компоненты (микросхемы, конденсаторы и т.д.) и различные разъемы.

Электронные схемы, управляющие различными устройствами компьютера, называются контроллерами.

При вставке в разъем материнской платы контроллер подключается к шине - магистрали передачи данных между оперативной памятью и контроллерами.

Клавиатура и мышь.

Клавиату́ра — устройство, позволяющее пользователю вводить информацию в компьютер. Представляет собой набор клавиш, расположенных в определённом порядке.

Компью́терная мышь — координатное устройство для управления курсором и отдачи различных команд компьютеру.

© 2014-2022 — Студопедия.Нет — Информационный студенческий ресурс. Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав (0.008)

Читайте также: