1. Автоматизовані системи обробки інформації та управління --галузь науки і техніки, яка включає сукупність засобів, способів іметодів людської діяльності, спрямованих на створення та застосуваннясистем обробки інформації та управління.
Об'єкти професійної діяльності.
Об'єктами професійної діяльності інженера за спеціальністю 220200 -
Автоматизовані системи обробки інформації та управління єтехнічне, інформаційне, програмне, математичне, лінгвістичне,ергономічне, організаційне та правове забезпечення автоматизованихсистем обробки інформації та управління, а також структура систем в цілому.
Види професійної діяльності.
Інженер за спеціальністю 220200 - Автоматизовані системи обробкиінформації та управління відповідно до фундаментальної і спеціальноїпідготовкою може виконувати такі види професійної діяльності вобласті автоматизованих систем обробки інформації та управління:
- проектування;
- виробництво;
- дослідження;
Вимоги за математичними і загальним природничих дисциплін.
(МЕНДІ)
Інженер повинен мати уявлення:
- про математику як особливий спосіб пізнання світу, спільності її понять іуявлень;
- про математичному моделюванні;
- про інформацію, методи її одержання, зберігання, обробки і передачі;знати і вміти використовувати:
- основні поняття і методи математичного аналізу, аналітичноїгеометрії, лінійної алгебри, теорії функцій комплексного змінного,операційного числення, теорії ймовірностей і математичної статистики,дискретної математики;
- математичні моделі процесів в природознавстві і техніці;
- імовірнісні моделі для аналізу та кількісних оцінок конкретнихпроцесів;
- базові поняття інформатики та обчислювальної техніки, предмет іосновні методи інформатики, закономірності протікання інформаційнихпроцесів в системах управління, принципи роботи технічних і програмнихкоштів;
- принципи узгодження продуктивності джерела з пропускноюспроможністю каналу зв'язку, інформаційні межі збитковості припобудові систем передачі інформації;мати досвід:
- використання математичної символіки для вираження кількісних іякісних відносин об'єктів;
- дослідження моделей з урахуванням їх ієрархічної структури і оцінкимеж застосування отриманих результатів;
- використання основних прийомів обробки експериментальних даних;
- аналітичного і чисельного рішення алгебраїчних рівнянь;
- дослідження, аналітичного і чисельного рішення звичайнихдиференціальних рівнянь;
- аналітичного та чисельного розв'язання основних рівнянь математичноїфізики;
- використання можливостей обчислювальної техніки та програмногозабезпечення, методів проектування в галузі інформатики, методівпрограмування;
- побудови оптимальних кодів для каналів без шуму, а також надлишковихкодів для каналів з шумом;в галузі фізики, хімії та екологіїмати уявлення:
- про Всесвіт в цілому як фізичному об'єкті та її еволюції;
- про фундаментальне єдності природничих наук, незавершеностіприродознавства і можливості його подальшого розвитку;
- про дискретності та безперервності в природі;
- про співвідношення порядку і безладдя в природі, упорядкованостібудови об'єктів, переходах в невпорядковане стан і навпаки;
- про динамічних і статистичних закономірності в природі;
- про ймовірність як об'єктивної характеристиці природних систем;
- про вимірах і їх специфічності в різних розділах природознавства;
- про фундаментальні константи природознавства;
- про принципи симетрії і закони збереження;
- про співвідношення емпіричного і теоретичного в пізнанні;
- про стани в природі і їх зміни з часом;
- про індивідуальне і колективне поведінці об'єктів в природі;
- про час у природознавстві;
- про основні хімічних системах і процесах; - про взаємозв'язок міжвластивостями хімічної системи, природою речовин і їх реакційноїздатністю; - про методи хімічної ідентифікації і визначення речовин;
- про особливості біологічної форми організації матерії, принципивідтворення і розвитку живих систем;
- про біосферу та направлення її еволюції;
- про цілісність і гомеостазі живих систем;
- про взаємодію організму і середовища, співтоваристві організмів,екосистемах;
- про екологічні принципи охорони природи та раціональнеприродокористуванні, перспективи створення не руйнують природутехнологій;
- про новітні відкриття природознавства, перспективи їх використаннядля побудови технічних пристроїв;
- про наслідки своєї професійної діяльності з точки зоруєдності біосфери і біосоціальних природи людини;знати і вміти використовувати:
- основні поняття, закони і моделі механіки, електрики тамагнетизму, коливань і хвиль, статистичної фізики і термодинаміки,хімічної термодинаміки і кінетики, екології;
- методи теоретичного та експериментального дослідження у фізиці,хімії, екології;
- вміти оцінювати чисельні порядки величин, характерних для різнихрозділів природознавства.
Вимоги по общепрофессіональним дисциплін. (ОПД)
Інженер повинен мати уявлення:
- про основні закономірності функціонування систем та можливості їхсистемного аналізу;
- про сучасні методи дослідження, оптимізації та проектуванніавтоматизованих систем обробки інформації та управління (АСОІУ) та їхзабезпечення;) - про автоматизацію моделювання;
- про використання основних положень теорії управління в різнихгалузях науки і техніки;
- про можливості інформаційних технологій та шляхи їх застосування впромисловості, наукових дослідженнях, організаційному управлінні та іншихобластях;
- про тенденції розвитку мікроелектроніки, про перспективнісхемотехнічних рішеннях в області цифрової та аналогової техніки;
- про сучасний стан і тенденції розвитку архітектур ЕОМ,обчислювальних систем, комплексів і мереж;
- про архітектуру і про можливості мікропроцесорних засобів;
- про проблеми та напрями розвитку системних програмних засобів;
- про проблеми і напрямки розвитку технології програмування, проосновні методи і засоби автоматизації проектування програмногозабезпечення, про методи організації роботи в колективах розробниківпрограмного забезпечення;
- про використання пакетів і бібліотек при програмуванні, просучасних алгоритмічних мовах, їх області застосування та особливості;
- про методи аналізу особливо небезпечних, небезпечних і шкідливих антропогеннихфакторів;
- про наукові та організаційних засадах заходів ліквідації наслідківаварій, катастроф, стихійних лих та інших надзвичайних ситуацій;знати:
- якісні і кількісні методи аналізу систем, методи теоретико -множинного опису систем;
- основи системного підходу, формальний апарат аналізу та синтезуструктур автоматизованої системи, а також ідеологію її побудови;
- основні класи моделей та методи моделювання, принципи побудовимоделей процесів, методи формалізації, алгоритмізації та реалізації моделейсистем на ЕОМ;
- основні положення теорії управління, методи аналізу та синтезулінійних безперервних і дискретних систем управління;
- зміст та основні завдання інформаційної технології, моделібазових інформаційних процесів;
- фундаментальні положення електротехніки, найважливіші властивості іхарактеристики електричних кіл, методи розрахунку ланцюгів в тимчасовій ічастотної областях;
- сучасну аналогову та цифрову елементну базу коштівобчислювальної техніки, методи проектування і розрахунку елементів і вузлівелектронних пристроїв обробки інформації;
- основні принципи організації та функціонування окремих пристроїві ЕОМ в цілому, а також систем, комплексів та мереж ЕОМ; характеристики,можливості і галузі застосування найбільш поширених класів і типів
ЕОМ;
- принципи побудови архітектури обчислювальних систем;
- технологію, методи і засоби виробництва програмного продукту;
- принципи побудови сучасної операційної системи і системногопрограмного забезпечення;
- архітектуру систем управління базами даних;
- основні моделі, методи та інструментальні засоби, що використовуються в
АСОІУ для автоматизації вирішення інтелектуальних завдань;
- принципи побудови та методи розробки експертних систем;
- принципи організації, структури технічних і програмних засобівсистем комп'ютерної графіки, основні методи та алгоритми формування таперетворення зображень, методи графічного діалогу, функціїграфічних контролерів і процесорів;
- принципи забезпечення умов безпеки життєдіяльності прирозробці та експлуатації автоматизованих систем різного призначення;вміти використовувати:
- методи системного аналізу об'єктів і процесів, дослідження операційта прийняття рішень;
- формальний апарат для аналізу організаційної, функціональної татехнічної структур автоматизованих систем, визначати склад завдань,розв'язуваних системою;
- методи системного моделювання при дослідженні та проектуваннісистем, схеми моделюючих алгоритмів, мови моделювання і пакетиприкладних програм моделювання дискретних систем;
- математичні моделі і методи для аналізу, розрахунків, оптимізаціїдетермінованих і випадкових явищ і процесів в системах управління;
- методи інформаційної технології та її засоби при розробці тапроектуванні автоматизованих систем;
- методи аналізу та синтезу електронних схем, мікропроцесорних засобівпри створенні АСОІУ;
- можливості обчислювальних систем при побудові АСОІУ;
- методи та засоби розробки алгоритмів і програм, прийомиструктурного програмування, способи запису алгоритму на мові високогорівня, способи налагодження, випробування і документування програм;
- системні програмні засоби, операційні системи та оболонки,обслуговують сервісні програми;
- моделі представлення знань і формалізації завдань при розробціінтелектуальних компонент АСОІУ;
- основні інструментальні засоби розробки експертних систем;
- інструментальні засоби комп'ютерної графіки і графічногодіалогу;мати досвід:
- використання методів теорії систем в практиці проектування АСОІУ;
- постановки завдання, використання моделей, методів і засобівінформаційних технологій при створенні АСОІУ;
- використання мов моделювання для дослідження і проектування
АСОІУ та їх підсистем;
- складання лінійних математичних моделей елементів системуправління, розрахунків систем управління при заданих зовнішніх впливах іописі їх лінійними безперервними і дискретними моделями;
- аналізу електричних ланцюгів при різноманітних впливах утимчасовою і частотної областях аналітично і чисельно на ЕОМ;
- виконання схемотехнічних розрахунків електронних елементів іпристроїв ЕОМ, проектування мікропроцесорних контролерів;
- комплексування ЕОМ, систем, комплексів та мереж, аналізу та оцінкиархітектури обчислювальних систем;
- розробки, складання, налагодження, тестування і документуванняпрограми на мовах високого рівня для задач обробки числової ісимвольної інформації;
- програмування в сучасних операційних середовищах і середовищахуправління базами даних;
- розробки інтелектуальних засобів для вирішення завдань АСОІУ іекспертних систем;
- аналізу умов безпеки та вибору технічних і організаційнихзаходів щодо безпеки на стадії проектування, виготовлення іексплуатації засобів АСОІУ.
Вимоги зі спеціальних дисциплін (СД).
Інженер повинен вміти:
- формулювати основні техніко-економічні вимоги до досліджуванихтехнічним об'єктам;
- описувати основні об'єкти, явища і процеси, пов'язані зконкретної областю спеціальної підготовки, використовувати методи їх науковогодослідження;
- формулювати і вирішувати задачі проектування АСОІУ з використаннямінформаційних технологій, що грунтується на функціональних специфікаціях;
- проводити аналіз і синтез топологічної структури та алгоритмівуправління інформаційними потоками в цифрових мережах інтегральногообслуговування;
- будувати системи обробки інформації та управління реального часу;
- кількісно оцінювати надійність АСОІУ;
- проводити вибір інтерфейсних засобів при побудові АСОІУ;
- застосовувати отримані спеціальні знання для розв'язання окремих задачрозробки АСОІУ конкретного (спеціального) призначення;мати досвід:
- конструювання проектних рішень на основі специфікацій і їхреалізації в заданій програмному середовищі;
- вибору архітектури вузлів комутації цифрових мереж інтегральногообслуговування для неоднорідних потоків інформації (оперативні дані іфайли ЕОМ, мова в цифровій формі, відеопотоки, телеметрія і т.д.);
- розробки програм систем реального часу;
- рішення задач по розрахунку показників надійності АСОІУ;
- агрегатної компонування АСОІУ на базі стандартних інтерфейсів;
- застосування системного підходу до проектування підсистем і завданьавтоматизованих систем для конкретного користувача (замовника системи);
володіти:
- методиками аналізу предметної області та конструювання, прикладних
АСОІУ;
- умінням і навичками вибору та верифікації протоколів різних рівнівархітектури цифрової мережі інтегрального обслуговування, методами оцінкиефективності конкретних варіантів інтегральних мереж;
- методами і засобами програмування асинхронної обробки даних;
- методиками введення надмірності в проектовані АСОІУ з метоюзабезпечення заданих показників надійності;
- методами системного аналізу інтерфейсів АСОІУ;
- розумінням основних науково-технічних проблем і перспектив розвиткуобластей техніки, відповідних спеціальної підготовки, їх взаємозв'язку зсуміжними областями.
Додаткові вимоги до спеціальної підготовки інженера встановлюютьсявищим навчальним закладом з урахуванням особливостей спеціалізації.
ГСЕ. Загальні гуманітарні і соціально-економічні дисципліни. Перелікдисциплін і їх основний зміст відповідає вимогам до мінімумузмісту та рівня підготовки випускника вищої школи за циклом "Загальнігуманітарні та соціально-економічні дисципліни ", затвердженим
Державним комітетом Російської Федерації з вищої освіти 18Серпень 1993
2. З яких же основних елементів складається сучасний ПК?
Хочу відзначити, що різноманітність апаратного забезпечення комп'ютеранастільки велика, що навіть короткий опис кожного з пристроїв в даномурефераті не представляється можливим.
СИСТЕМНИЙ БЛОК.
Системний блок являє собою основний вузол, усередині якоговстановлені найбільш важливі компоненти. Пристрої, що знаходяться всерединісистемного блока, називають внутрішніми, а пристрої, що підключаються зовніназивають зовнішніми. Зовнішні додаткові пристрої, призначені длявводу, виводу та тривалого зберігання даних, називають також периферійними.
СИСТЕМНА ПЛАТА.
До одного з найголовніших пристроїв системного блоку слід віднестисистемну плату, або, як її ще називають, - материнська плата.
На ній розміщуються:
. Процесор - основна мікросхема, що виконує більшість математичних і логічес-ких операцій;
. Мікропроцесорний комплект (чіпсет) - набір мікросхем, що керують роботою внутрішніх пристроїв комп'ютера і визначають основні функціональні можливості материнської плати;
. Шини-набори провідників, по яких відбувається обмін сигналами між внутрішніми пристроями комп'ютера;
. Оперативна пам'ять (ОЗУ) - набір мікросхем, призначених для тимчасового зберігання даних, коли комп'ютер включений;
. ПЗП (постійний запам'ятовуючий пристрій) набір мікросхем, призначених для тривалого, зберігання даних, у тому числі і коликомп'ютер вимкнено;
. Роз'єми для підключення додаткових пристроїв (слоти).
ПРОЦЕСОР
Процесор - основна мікросхема комп'ютера, в якій і виробляютьсявсі обчислюва?? ения. Конструктивно процесор складається зосередків, схожих на комірки оперативної пам'яті, але в цих ячей-ках даніможуть не тільки зберігається, а й змінюватися. Внутрішні осередку процесораназивають регістрами. Важливо також зазначити, що дані, які потрапили вдеякі регістри, розглядаються не як дані, а як команди,керуючі обробкою даних в інших регістрах. Серед регістрівпроцесора є й такі, які в залежності від свого змістуздатні модифіковані виконання команд. Таким чином, керуючизасиланням даних в різні регістри процесора, можна управляти обробкоюданих. На цьому і засноване виконання програм. З іншими пристроямикомп'ютера, і в першу чергу з оперативною пам'яттю, процесор пов'язанийдекількома групами провідників, які називаються шинами. Основних шин три:шина даних, адресна шина і командна шина.
У процесорів Intel Pentium адресна шина 32-розрядна, тобтоскладається з 32 паралельних ліній. Залежно від того, є напругана який - то з ліній чи ні, кажуть, що на цій лінії виставленаодиниця чи нуль. Комбінація з 32 нулів та одиниць утворює 32 - розряднийадреса вказує на одну з комірок оперативної пам'яті. До неї іпідключається процесор для копіювання даних з комірки в один зі своїхрегістрів.
Шина даних. По цій шині відбувається копіювання даних зоперативної пам'яті в регістри процесора і назад. У комп'ютерах,зібраних на базі процесорів Intel Pentium, шина даних 64 - розрядна,тобто складається з 64 ліній, по яких за один раз на обробкунадходять відразу 8 байтів.
Шина команд. Для того, щоб процесор міг обробляти дані,йому потрібні команди. Він повинен знати, що слід зробити з тими байтами,які зберігаються в його регістрах. Ці команди поступають в процесор тежз оперативної пам'яті, але не з тих областей, де зберігаються масивиданих, а звідти де зберігаються програми. Команди теж представлені у виглядібайтів. Найпростіші команди вкладаються в один байт, проте є йтакі, для яких потрібно 2, 3, і більше байтів. У більшості сучаснихпроцесорів шина команд 32 - розрядна, хоча існують 64-розрядні інавіть 128-розрядні.
Система команд процесора. У процесі роботи процесоробслуговує дані, що знаходяться в його регістрах, в полі оперативноїпам'яті, а також дані, що знаходяться в зовнішніх портах процесора. Частинаданих він інтерпретує безпосередньо як дані, що частина даних - якадресні дані, а частина - як команди. Сукупність усіх можливихкоманд, які може виконати процесор над даними, утворює такзвану систему команд процесора. Процесори, що належать до одногосімейства, мають однакові або близькі системи команд. Процесорищо відносяться до різних родин, розрізняються за системою команд іневзаємозамінні-ми.
МІКРОПРОЦЕСОРНІ ЧИПсет
Навряд чи для когось стане відкриттям той факт, що основою будь-якогокомп'ютера, його фундаментом є системна плата. І від того наскількиготується цей фундамент і наскільки продумана його конструкція, багато в чомубуде залежати функціональні можливості створюваної обчислювальноїсистеми. Також ні для кого не секрет, що основою будь-якої материнської платиє чіпсет (Chipset), або набір мікросхем системної логіки. Самеза допомогою чіпсета відбувається взаємодія всіх підсистемперсонального комп'ютера, його можливості багато в чому визначаютьінтерфейси, що надаються користувачеві для підключення різнихпристроїв.
На зорі комп'ютерної ери чіпсет являв собою набірзначної кількості мікросхем - контролерів окремих пристроїв.
Нинішні чіпсети, володіючи високим ступенем інтеграції, найчастішеявляють собою дві мікросхеми (рідше зустрічається однокристальноїрішення), в яких реалізовані інтегровані контролери,забезпечують роботу і взаємодію основних підсистем комп'ютера.
Що ж таке сучасний набір мікросхем системної логіки?
Згідно з класичною двухмостовой архтектуре, покладеної в основупрактично всіх сучасних чіпсетів, набір системної логіки складається здвох мікросхем: північного і південного мостів. Таку назву мікросхемобумовлено їх положенням щодо шини PCI: північний міст - вище,південний - нижче. Слово «міст» дуже точно передає призначення мікросхем,які, як вже зазначалося вище, служать сполучною ланкою міжрізними шинами і інтерфейсами, наводять, так би мовити, «мостивзаєморозуміння »між пристроями компьютера.Мікросхема північного мостазабезпечує роботу з найбільш швидкісними підсистемами. Північний містмістить контролер системної шини, за допомогою якої відбуваєтьсявзаємодія з процесором, контролер пам'яті, який здійснює роботу зсистемною пам'яттю, контролер графічної шини AGP, що забезпечуєвзаємодія з графічною підсистемою (сьогодні більшістю чіпсетівпідтримуються інтерфейси AGP 1x/2x/4x, але найближчим часом будереалізована підтримка вже анонсована підтримка вже анонсованого
AGP 8x), і нарешті, контролер шини зв'язку з південним мостом (PCI - шини вкласичному розумінні.)
До сучасного північного мосту пред'являються дуже жорстківимоги: він повинен являти собою добре збалансовану систему,основне завдання якої - з мінімальними затримками організуватиобслуговування запитів до системної пам'яті. Для вирішення цього завданнявиробники системної логіки використовують різні підходи, але всі вонизасновані на реалізації контролера пам'яті, що дозволяє одночаснообробляти велику кількість запитів іданих, розставляючи пріоритети і створюючи черговість доступу до основноїпам'яті. Для більш ефективного використання шини пам'яті застосовуєтьсябуферизація даних, що забезпечує одночасну роботу з пам'яттюдекількох пристроїв у режимі поділу часу доступу.
Тепер поговоримо про те, як здійснюється взаємодіяпівнічного і південного мостів. Як уже згадувалося раніше, класичнийваріант двухмостовой архітектури на увазі використання PCI - шини вЯк канал зв'язку між мостами. Але 32 - бітна PCI - шина,що працює на частоті 33 Мгц, має пікову пропускну здатність лише
133 Мбайт/с, що вже недостатньо для забезпечення потребсучасних периферійних пристроїв. Саме тому більшістьвиробників системної логіки сьогодні, для зв'язку мікросхем чіпсетавикористовують інші інтерфейси, що, у свою чергу, дозволило вивестиконтролер PCI - шини з північного моста в південний. Піонером у цій галузістала хаб-архітектура, застосована інженерами компанії Intel в 800 --серії чіпсетів. Суть її зводиться до переходу на з'єднання мостів за схемою
«Точка - точка». При цьому була використана спеціальна 8 - бітна шина,забезпечує смугу пропускання 266 Мбайт/с. Контролер цієї шини,використовуючи фірмові технології, оптимізує роботу із запитами відпериферійних пристроїв до основної пам'яті. Все це робить роботу хабів
(північного і південного мостів) більш неавісімой і знімає обмеження,які накладають використання PCI - шини як связуещего ланки.
Подібні технології реалізовані сьогодні і в чіпсетах компанії VIA (V -
Link Hub - архітектура), і в двопроцесорних рішення компанії SIS
(MuTIOL - шина)
Південний міст забезпечує роботу з більш повільними компонентамисистеми і периферійними пристроями. Для південного моста сучасногочіпсета стандартом де - факто стала наявність наступних контролерів іпристроїв:
. двоканальний (Primary и Secondary) IDE - контролер, що забезпечує роботу з внутрішніми (тобто оасположеннимі усередині системного блоку) накопичувачами, зокрема жорсткими дисками (HDD) і оптичними дисководами (CD-ROM, DVD-ROM, CD-R/RW,. тощо з інтерфейсом IDE)
. USB - контролер (один або більше), що забезпечує роботу з пристроями, що підключаються до універсальної послідовної шини.
. контролер шини LPC (Low Pin Cout Interface)
Більшість сучасних чіпсетів реалізують у своєму південному мостуаудіоконтроллер AC'97 (A udio Codec). Специфікація AC'97передбачає поділ процесів обробки цифрового і аналогового,кожний з яких виконується окремою мікросхемою; при цьомувизначається інтерфейс для їх взаємодії - AC-
Link. Таким чином, у південному мосту здійснюється обробка звуковогосигналу в цифровому вигляді - іншими словами. в ньому реалізована цифрова частина
(Digital AC'97 Controller). Для реалізації всіх можливостей,що надаються специфікацією AC'97, в мікросхему південного мостаінтегрований контролер AMR. На підтримуваних AMR - картах (Audio/
Modem Riser Card) розташовуються аналогові ланцюги аудіокодека AC'97 та/абомодемного кодека (MC'97 (Modem Codec).
На закінчення хотілося б навести ще один аргумент на користьдвухкрістального чіпсета. Даний підхід дозволяє використовувати різнікомбінації північних і південних мостів - зрозуміло, за умови що вонипідтримують один і той же інтерфейс. Це дає можливість створюватинайбільш продуктивні системи з мінімальними витратами і в найкоротшийчас, оскільки для впровадження останніх специфікацій достатньомодернізувати лише одну
шинні інтерфейси Материнські ПЛАТИ
Зв'язок між усіма власними і підключаються пристроямиматеринської плати виконують її шини і логічні пристрої, розміщенів мікросхемах мікропроцесорного чіпсета. Від архітектури цих елементівбагато в чому залежить продуктивність комп'ютера.
. ISA. Історичним досягненням комп'ютерів платформи IBM PC стало впровадження 20 років тому архітектури, яка отримала статус промислового стандарту ISA (Industry Standard Architecture). Вона не тільки дозволила зв'язати всі пристрої системного блоку між собою, а й забезпечила просте підключення нових пристроїв через стандартні роз'єми (Слоти). Пропускна здатність шини, виконаної за такою архітектурі, складає до 5,5 Мбайт/с, але, незважаючи на низьку пропускну здатність, ця шина продовжує використовуватися в комп'ютерах для підключення порівняно
«повільних» зовнішніх уст - ройств, наприклад звукових карт і модемів.
. EISA. Розширення стандарту ISA став стандарт EISA (Extended ISA), що відрізняється збільшеною продуктивністю (до 32 Мбайт/с). Як і
ISA, в даний час стандарт вважається застарілим. З 2000 року випуск материнських плат з роз'ємами ISA/EISA і пристроїв, що підключаються до них, припинений.
. VLB Назва інтерфейсу перекладається, як локальна шина стандарту
VESA (VESA Local
Bus). Поняття «локальної шини» вперше з'явилося в кінці 80-х років.
Воно пов'язане з тим, що при впровадженні процесорів 3-го і 4-го поколінь
(Intel386 і Intel486) частоти основної шини (як основна використовувалася шина ISA/EISA) стало недостатньо для обміну між процесором і оперативною пам'яттю. Локальна шина, що має підвищену частоту, зв'язала між собою процесор і пам'ять в обхід основної шини.
Надалі в цю шину «врізали» інтерфейс для підключення відеоадаптера, який теж вимагає підвищеної пропускної здатності, - так з'явився стандарт VLB , який дозволив підняти тактову частоту локальної шини до 50 МГц і забезпечив пікову пропускну здатність до 130 Мбайт/с. Основним недоліком інтерфейсу стало те, що гранична частота локальної шини і, відповідно, її пропускна здатність залежать від кількості пристроїв, підключених до шини. Так, наприклад, при частоті 50 МГц до шини може бути підключено тільки один пристрій (відеокарта). Для порівняння скажемо, що при частоті 40МГц можливе підключення 2-х, а при частоті 33МГц 3-х пристроїв.
. PCI Інтерфейс PCI (Peripheral Component Interconnect-стандарт підключення зовнішніх компонентів) був введений в персональних комп'ютерах, виконаних на базі процесорів Intel Pentium. За своєю суттю це також інтерфейс локальної шини, що зв'язує процесор з оперативною пам'яттю, в яку врізані роз'єми для підключення зовнішніх пристроїв. Для зв'язку з основною шиною комп'ютера (ISA/EISA) використовуються спеціальні інтерфейсні перетворювачі - мости PCI
(PCI Bridge). У сучасних комп'ютерах функції моста PCI виконують мікросхеми чіпсета. Даний інтерфейс підтримує частоту шини
33МГц і забезпечує пропускну здатність 132 Мбайт/с для 64-розрядних даних. Важливим нововведенням, реалізованим цим стандартом, стала підтримка так званого режиму plug-and-play, згодом оформився в промисловий стандарт на які самостійно пристрою
. FSB Шина PCI, що з'явилася в комп'ютерах на базі процесорів Intel
Pentium як локальна шина, призначена для зв'язку процесора з оперативною пам'яттю, але недовго залишалася в цій якості. Сьогодні вона використовується лише як шина для підключення зовнішніх пристроїв, а для зв'язку процесора з оперативною пам'яттю зараз використовується спеціальна шина, що отримала назву FSB (Front Side Bus). Ця шина працює на дуже високих частотах 100-125 МГц. В даний час впроваджуються материнські плати з частотою шини FSB 133МГц і ведуться розробки плат з частотою до 200 МГц. Пропускна здатність шини FSB є
. одним з основних споживчих параметрів - саме він і вказується в специфікації материнської плати. Пропускна здатність шини FSB при частоті 100МГц становить порядку
800Мбайт/с.
. AGP (Advanced Graphic Port-вдосконалений графічний порт)
Відеоадаптер-пристрій, що вимагає особливо високої швидкості передачі даних. Як при впровадженні локальної шини VLB, так і при впровадженні локальної шини PCI відеоадаптер був першим пристроєм,
«врізаються» у нову
. шину. Сьогодні параметри шини PCI вже не відповідають вимогам відеоадаптерів, тому для них розроблена окрема шина, що отримала назву AGP частота цієї шини відповідає частоті шини PCI (33-66 МГц), але вона має більш високу пропускну здатність - до1066 Мбайт/с (В режимі 4 -х кратного множення)
. PCMCIA (Personal Computer Memory Card International Association - стандарт міжнародної асоціації виробників плат пам'яті для персональних комп'ютерів). Цей стандарт визначає інтерфейс підключення плоских карт пам'яті невеликих розмірів і використовується в портативних персональних комп'ютерах.
. USB (Universal Serial Bus-універсальна послідовна магістраль). Це одне з останніх нововведень в архітектурі материнських плат. Цей стандарт визначає спосіб взаємодії комп'ютера з периферійним обладнанням. Він дозволяє підключити до
256 різних пристроїв, що мають послідовний інтерфейс.
Пристрої можуть включатися ланцюжками (кожне з пристроїв підключається до попереднього). Продуктивність шини невелика і складає до 1,5 Мбіт/с, але для таких пристроїв, як клавіатура, миша, модем, джойстик і.т.д. цього достатньо. Власне, вона і призначена для того, щоб замінити застарілі зовнішні інтерфейси, такі як послідовний RS - 232 (COM - порт) і паралельний IEEE - 1284 (LPT - порт). Зручність шини полягає в тому,
. що вона практично виключає конфлікти обладнання, дозволяє підключати та відключати пристрої в «гарячому режимі» (не виключаючи комп'ютер) і дозволяє об'єднати декілька комп'ютерів у найпростішу локальну мережу без застосування спеціального обладнання та програмного забезпечення.
. LPC (Low Pin Cout Interface), що прийшла на зміну застарілої ISA.
Шина LPC має 4 - бітний інтерфейс, з'єднаний з чіпом введення - виведення (Super I/Q chip), який підтримує роботу зовнішніх портів
(COM, LPT, PS/2 і інфрачервоного) а також контролера флоппі дисковода.
ОПЕРАТИВНА ПАМ'ЯТЬ (ОЗУ)
Оперативна пам'ять (RAM - Random Access Memory) - це масив кристалічних комірок, які здатні зберігати дані. Існує багато різних типів оперативної пам'яті, але з точки зору фізичного принципу дії розрізняють динамічну пам'ять (DRAM) і статичну
(SRAM).
Осередки динамічної пам'яті можна представити у вигляді мікроконденсаторов, здатних накопичувати заряд на своїх обкладках.
Недоліки цього типу пов'язані, по-перше, з тим, що як при заряді, так і при розряді конденсаторів неминучі перехідні процеси, тобто запис даних відбувається порівняно повільно. Другий важливий недолік пов'язаний з тим, що заряди осередків мають властивість розсіюватися в просторі, причому досить швидко. Якщо оперативну пам'ять постійно не заряджати, втрата даних відбувається через кілька сотих часток секунди. Для боротьби з цим явищем в комп'ютері відбувається постійна регенерація (підзарядка) комірок пам'яті.
Регенерація здійснюється кілька десятків разів в секунду і викликає непродуктивну витрату ресурсів системи.
Осередки статичної пам'яті можна представити як електронні мікроелементи-тригери, що складаються з декількох транзисторів. У тригері зберігається не заряд, а стан (включений/виключений), тому цей тип пам'яті?? беспечівает більш високу швидкодію.
. Кожна комірка пам'яті має свою адресу, яка виражається числом. В даний час у процесорах Intel Pentium і декількох інших прийнята 32 - розрядна адресація, а це означає, що всього незалежних адрес може бути. Таким чином, у сучасних комп'ютерах можлива безпосередня адресація до поля пам'яті розміром = 4 294 967 296 байт (4,3 Гбайт). Проте це зовсім не означає, що саме стільки оперативної пам'яті неодмінно має бути в комп'ютері. Граничний розмір оперативної пам'яті, встановленої в комп'ютері, визначається мікропроцесорним комплектом (чіпсетом) материнської плати і зазвичай становить кілька сотень байт. Оперативна пам'ять в комп'ютері розміщується на стандартних панельках, які називаються модулями. Модулі оперативної пам'яті вставляють у відповідні роз'єми на материнській платі.
Якщо до роз'ємів є зручний доступ, то оперативну пам'ять можна встановити самостійно, в іншому випадку, якщо потрібно часткове розбирання системного блоку, операцію установки можна доручити фахівцеві. Основними характеристиками модулів оперативної пам'яті є обсяг пам'яті та час доступу. Час доступу вимірюється в мільярдних частках секунди (наносекундах, нс.). Типове час доступу до оперативної пам'яті для SIMM-модулів - 50-70нс. Для сучасних DIMМ - модулів воно становить
7-10 нс.
мікросхемі ПЗП І СИСТЕМА BIOS.
В момент включення комп'ютера в його оперативній пам'яті немаєнічого - ні даних, ні програм, оскільки оперативна пам'ять не моженічого зберігати без підзарядки осередків більше сотих часток секунди, алепроцесору потрібні команди, у тому числі і в перший момент після включення.
Тому відразу після включення на адресній шині процесора виставляєтьсястартовий адресу. Це відбувається апаратно. Процесор звертається повиставленому адресою за своєю першою командою і далі починає працюватиза програмами.
Цей вихідний адреса не може вказувати на оперативну пам'ять,у якій поки що нічого немає. Він вказує на інший тип пам'яті - постійнезапам'ятовуючий пристрій. Мікросхема ПЗП здатна тривалий час зберігатиінформацію, навіть коли комп'ютер вимкнений. Програми, що знаходяться в ПЗП,називають «зашитими» - їх записують туди на етапі виготовленнямікросхеми.
Комплект програм, що знаходиться в ПЗП, утворює базову системувведення - виведення (BIOS-Basic Input Output System). Основне призначенняпрограм цього пакету полягає в тому, щоб перевірити склад іпрацездатність комп'ютерної системи та забезпечити взаємодію зклавіатурою, монітором, жорстким диском і дисковода гнучких дисків.
Програми, що входять в BIOS дозволяють нам спостерігати на екранідіагностичні повідомлення, які супроводжують запуск ком - пьютера, а такожвтручатися в хід запуску за допомогою клавіатури.
Відеоадаптер
Спільно з монітором відеокарта утворює відеопідсистему персональногокомп'ютера. Відеокарта не завжди була компонентом ПК. На зорі розвиткуперсонального комп'ютера в загальній області існувала невеликавиділена екранна область пам'яті,
