Urządzenia techniki komputerowej

Ogólna budowa

systemu

komputerowego

U

rz

ąd

ze

ni

a

Z

ew

nę

tr

zn

e

We -Wy

Sterowanie

Magistrala danych

P

Pamięć

Programu

ROM

Pamięć

Danych

RAM

Magistrala adresowa

Podstawą systemu komputerowego jest mikroprocesor. Jest to zbiór układów
spełniających następujące funkcje:

1. Operacyjna

- wykonuje operacje arytmetyczno – logiczne
- wykonuje operacje na danych stało- i zmiennoprzecinkowych

Moc obliczeniową (dla stałoprzecinkowych) liczy się w MIPS’ach
(Million Instruction Per Second). Zmiennoprzecinkowa jednostka
arytmetyczna służy do obliczeń zmiennoprzecinkowych. Moc
obliczeniową (dla zmiennoprzecinkowych) liczy się w MFLOPS’ach
(Million Float Operation Per Second).

Częstotliwość taktowania procesora dzielimy na 3 operacje zmienno-
przecinkowe (+, -, *). Operacje zmiennoprzecinkowe wykorzystują głównie
programy typu CAD. Dzielenie jest wykonywane 20 razy wolniej niż
mnożenie, dlatego lepiej jest *0,1 niż /10.

Rejestry robocze – są to układy, które umożliwiają zapisanie (zapamiętanie)
danych, na których procesor wykonuje obliczenia.

Każdy procesor posiada listę rozkazów, czyli listę wszystkich operacji,
które on realizuje (od kilkudziesięciu do kilkuset).

2. Organizacyjna

Rola mikroprocesora polega również na sterowaniem i organizacją
wymiany danych pomiędzy:

• procesorem a pamięcią

• procesorem a układami wejścia-wyjścia

• pamięcią a pamięcią

• pamięcią a układami wejścia wyjścia-wyjścia

Procesor komunikuje się z otoczeniem za pomocą 3 magistral:

1. Magistrala danych – jest dwukierunkowa, czyli dane są przesyłane
od i do procesora.
2. Magistrala adresowa – jest jednokierunkowa – przekazywana jest
informacja skąd informacja ma być pobrana lub wysłana. Adres to
numer komórki lub układu wejścia-wyjścia.
3. Magistrala sterująca – jest dwukierunkowa – zestaw sygnałów
poprzez, które procesor realizuje swoje funkcje sterujące. Niektóre
sygnały są wchodzące a niektóre wychodzące.

Magistrale danych w dzisiejszych komputerach są równoległe.
Dane przesyłane są w formie ciągu 0 i 1 („zer” i „jedynek”),
czyli mają postać binarną.

Szerokość magistral – wyrażana jest liczbą bitów, określających
jaka ilość informacji może być przekazywana.
Przykładowe szerokości magistral to: 8-bitowa, 16-bitowa,
32-bitowa, 64-bitowa...

Szerokość danej w procesorze może być inna niż szerokość magistrali
danych. Np. procesor 32-bitowy może współpracować z 64-bitową
magistralą danych wystawiając jednocześnie 2 dane na jednej magistrali.
Im szersza jest magistrala danych, tym szybciej są wykonywane
operacje na danych.

Pamięć programu - ROM (Read Only Memory) – jest
wykorzystywana w komputerach głównie do przechowywania BIOS-u.
BIOS jest to zapisane na stałe w pamięci komputerowe oprogramowanie,
zapewniające współpracę pomiędzy poszczególnymi jego komponentami.
Obecnie BIOS umieszczany jest w pamięciach typu FLASH, co daje
możliwość jego szybkiego uaktualniania.

Rodzaje pamięci ROM:

• ROM, PROM (Read Only Memory) – programowana jest przez
producenta (tylko raz!!!)

• EPROM – programowana elektrycznie, kasowana optycznie (UV)

• EEPROM – programowana i kasowana elektrycznie

• FLASH – tak jak EEPROM z tym, że szybciej się programuje
i posiada lepsze parametry

Pamięć danych - RAM (Random Access Memory) - jest to pamięć
o dostępie swobodnym, której komórki mogą być adresowane
w dowolnej kolejności. Poszczególne typy układów pamięci różnią się
między sobą pod trzema względami:

• rodzaju pamięci (statyczne - SRAM lub dynamiczne - DRAM),

• sposobu dostępu (FPM, EDO,SDRAM),

• budowy złącza (SIMM lub DIMM).

Występują kombinacje tych czynników. Główne różnice dotyczą
czasu dostępu i budowy.

Obecnie używane są pamięci typu DDR DIMM pracujące jakby
z „podwojona” częstotliwością (taktowanie odbywa się za pomocą
obu zboczy sygnału zegarowego).