Огляд архітектури IBM PC-сумісного компютера

Огляд архітектури IBM PC-сумісного комп’ютера

(курсова робота)

Перелік скорочень

AGP – AcceleratedGraphicPort, прискорений графічний порт;

ATA – AT Attachment for Disk Drives, підключення дискових пристроїв до AT;

BIOS –BasicInput/OutputMemory, базова система введення/виведення;

CD – Compact Disc, компакт-диск;

CMOS – ComplimentaryMetalOxideSemiconductor, компліментарна структура (метал-оксид-напівпровідник (КМОП);

COM – Communications Port, комунікаційний порт;

CPU – CentralProcessor Unit, центральний процесор;

DMA – Direct Memory Access, прямий доступ до пам’яті;

ESCD – Extended System Configuration Data, розширені дані системної конфігурації;

FDC – FloppyDriveController, контролер накопичувачів на гнучких дисках;

FDD – FloppyDiskDrive, накопичувач на гнучких дисках;

FSB – Front Side Bus, системна шина;

HDD – HardDiskDrive, накопичувач на жорстких дисках;

ISA – IndustryStandardArchitecture, стандартна промислова архітектура – шина розширення IBMPC;

KBC – Keyboard Controller, контролер клавіатури;

LPT – LinePrinter, порядковий принтер;

PCI – PeripheralComponentInterconnect, з’єднання периферійних компонентів, шина розширення;

NMI – Non-Maskable Interrupt, немасковане переривання;

PIC – ProgrammableInterruption Controller, програмований контролер переривань;

RAM – RandomAccessMemory, пам’ять з довільним доступом, ОЗП;

ROM - ReadOnlyMemory, постійний запам’ятовуючий пристрій (тільки для читання);

RTC – RealTimeClock, таймер реального часу;

SMI – SystemManagementInterrupt, переривання системного рівня;

USB – UniversalSerial Bus, універсальна послідовна шина.

Вступ

Структурна схема сучасного IBM PC представлена на рисунку:

Ядром комп’ютера є процесор (CPU), ОЗП (RAM); ПЗП з BIOS (ROM BIOS) та інтерфейсні засоби, які зв’язують їх між собою та рештою компонентів. Стандартна архітектура PC визначає набір обов’язкових засобів введення-виведення і підтримки периферії – системи апаратних переривань (PIC 8259A), системи прямого доступу до пам’яті (DMA 8237A), трьох-канальний лічильник (8254), інтерфейс клавіатури і керування (KBC 8042), канал керування звуком, пам’ять і годинник (CMOSRTC). Інтерфейсні засоби разом із засобами введення-виведення і підтримки периферії реалізуються чіпсетом системної плати.

Будь-який PC-сумісний комп’ютер володіє такими характерними рисами:

· процесор, програмно сумісний із сімейством Intel x86;

· специфічна система розподілу простору адрес пам’яті;

· традиційний розподіл адрес простору введення-виведення з фіксованим положення обов’язкових портів і сумісністю їх програмної моделі;

· система апаратних переривань, яка дозволяє периферійним пристроям сигналізувати процесору про необхідність виконання деяких обслуговуючих процедур;

· система прямого доступу до пам’яті, яка дозволяє периферійним пристроям обмінюватися масивами даних з оперативною пам’яттю, не відволікаючи для цього процесор;

· набір системних пристроїв та інтерфейсів введення-виведення;

· уніфіковані по конструктиву та інтерфейсу шини розширення (ISA, EISA, MCA, VLB, PCI, PCCard, CardBus), склад яких може варіюватися в залежності від призначення і моделі комп’ютера;

· базова система введення-виведення (BIOS), що виконує початкове тестування і завантаження операційної системи, а також володіє набором функцій по обслуговуванню системних пристроїв введення-виведення.

1. Процесори

Основні визначення

Під архітектурою процесора розуміється його програмна модель, тобто властивості, які є доступними програмно. Під мікроархітектурою розуміється внутрішня реалізація цієї програмної моделі. Для однієї і тієї ж архітектури (IntelArchitecture 32 bit, IA-32) різними фірмами і у різних поколіннях застосовуються принципово різні мікроархітектурні реалізації.

У мікроархітектурі процесорів 5-го і 6-го поколінь – Pentium, PentiumPro, PentiumMMX, PentiumII – суттєве значення має реалізація різних способів конвеєризації і розпаралелювання обчислювальних процесів, а також інших технологій, не притаманних процесорам попередніх поколінь.

Конвеєризація (pipelining) – передбачає розбиття виконання кожної інструкції на декілька етапів, при цьому кожний етап виконується на своїй ступені конвеєра процесора. Під час виконання інструкція пересувається по конвеєру по мірі звільнення наступних ступіней.

Скалярним називають процесор з єдиним конвеєром (усі процесори Intel до 486 включно). Суперскалярний процесор має більше одного конвеєра (Pentium – 2, PentiumPro – 3), здатних обробляти інструкції паралельно.

Перейменування регістрів (register renaming) дозволяє обійти архітектурне обмеження на можливість паралельного виконання інструкцій (доступно усього 8 загальних регістрів). Процесори з перейменуванням регістрів фактично мають більше 8 загальних регістрів, і при запису проміжних результатів встановлюється відповідність логічних імен і фізичних регістрів.

Переміщення даних (data forwarding) передбачає початок виконання інструкції до готовності усіх операндів.

Передбачення переходів (branch prediction) дозволяє продовжувати вибірку і декодування потоку інструкцій після вибірки інструкції розгалуження (умовного переходу), не

Внимание, отключите Adblock

Вы посетили наш сайт со включенным блокировщиком рекламы!
Ссылка для скачивания станет доступной сразу после отключения Adblock!

Скачать