Wykonały: Agnieszka Mikołajczyk klasa 2i/11 Elżbieta Niebudek klasa 2i/14
Zasada działania komputera Architektura systemów komputerowych Procesor, Pamięć, Urządzenia wejścia- wyjścia,
Procesor Stanowi główny podzespół komputera, ponieważ jest odpowiedzialny za przetwarzanie informacji. Składa się z układów sterujących, arytmometru oraz zespołu rejestrów.
Układy sterujące- odpowiadają za dostarczanie arytmometrowi danych do obliczeń z pamięci operacyjnej, przekazywanie wyników obliczeń z powrotem do pamięci oraz właściwą kolejność przetwarzania. Arytmometr- jest jednostką, w której odbywają się wszystkie obliczenia realizowane przez komputer, zarówno arytmetyczne, jak i logiczne na liczbach binarnych. Rejestry- przechowują adresy wybranych miejsc pamięci operacyjnej oraz dane i wyniki obliczeń. W określonym rejestrze, zwanym licznikiem rozkazów, jest umieszczany adres miejsca w pamięci wewnętrznej, zawierającego bieżący rozkaz dla procesora. Praca procesora odbywa się w tzw. Cyklach rozkazowych.
Pamięć wewnętrzna Składa się z pamięci stałej ROM i operacyjnej RAM. W pamięci ROM producent komputera zapisuje informacje o konfiguracji sprzętowej, programy rozpoczynające pierwszą fazę pracy komputera oraz programy diagnostyczne. Do pamięci ROM nie można zapisywać danych, można jedynie je odczytać, są przechowywane informacje będące obiektem bieżącego przetwarzania. Pamięć RAM jest pamięcią lotną, jej zawartość znika po wyłączeniu komputera. Magistrala Jest zbiorem przewodów elektrycznych oraz specjalnych gniazd połączonych ze sobą równolegle, tak aby była możliwość przesyłania danych, adresów, sygnałów sterujących pomiędzy procesorem, pamięcią wewnętrzną i urządzeniami peryferyjnymi komputera. Magistrala składa się z szyny sygnałów sterujących, szyny danych i szyny adresowej. Cykl pracy magistrali odbywa się w taktach zegarowych, z tym że zwykle częstotliwość pracy magistrali jest kilka razy mniejsza od częstotliwości pracy procesora. Powoduje to zmniejszenie efektywności pracy całego systemu komputerowego.
Rodzaje magistral systemowych: Magistrala FSB- łączy procesor z kontrolerem pamięci, Magistrala DMI- łączy mostek północny i południowy, Magistrala QPI- zastosowana w procesorach Intel zastąpiła magistale FSB, magistrala dwukierunkowa, Magistrala Hyper Transport- zastosowana w rozwiązaniach firmy AMD, gdzie wystpują proc esory ze zintegrowanym kontrolerem pamięci. Schemat logicznej budowy komputera Ogólnie komputer składa się z procesora, pamięci wewnętrznej oraz połączonych za pomocą magistrali urządzeń peryferyjnych, czyli zewnętrznych urządzeń wejścia i wyjścia.
Współpracę procesora z pamięcią oraz urządzeniami wejścia/wyjścia obrazujerys. 4.5. odbywa się ona poprzez szynę danych i szynę adresową. Procesor wysyłasygnały sterujące, które umożliwiają odczyt lub zapis z poszczególnych urządzeń.Wyróżniamy następujące sygnały sterujące: MR odczyt pamięci; MW zapis do pamięci; IOR odczyt z urządzeń wejścia/wyjścia; IOW zapis do urządzeń wejścia/wyjścia;
Urządzenia wejścia i wyjścia Podczas operacji wejścia/wyjścia zachodzi wymiana informacji pomiędzy pamięcią operacyjną systemu mikroprocesorowego a urządzeniami peryferyjnymi. Operacje te mogą być realizowane dwoma sposobami: pod nadzorem procesora lub z bezpośrednim dostępem do pamięci. Wśród urządzeń wejścia i wyjścia można wymienić następujące: Klawiatura, Mysz, Skaner, Joystick, Napęd dyskowy, Monitor, Drukarka, Ploter, Głośniki, Słuchawki, Modem, Karta sieciowa, Dysk twardy,USB, Bluetooth Operacje wejścia-wyjścia wykonywane pod nadzorem procesora
Operacje wejścia-wyjścia z bezpośrednim dostępem do pamięci. Operacje te są wykonywane bez udziału procesora, który w tym samym czasie może realizować inne operacje. Do sterowania tymi operacjami służy układ DMA, który przejmuje kontrolę nad szynami danych i adresową. Sygnałem DRQ inicjuje pracę układu DMA. Układ DMA sygnalizuje procesorowi możliwość przejęcia kontroli nad magistralami. Procesor zawiesza swoje magistrale, sygnalizując ten fakt sygnałem HLDA. Kontroler DMA za pomocą sygnału DACK przekazuje do urządzenia informację o ustawionym trybie DMA i rozpoczyna się transmisja danych z pamięci do urządzenia żądającego, z pominięciem procesora.
Architektura harwardzka Dwie pamięci: jedna na rozkazy, druga na dane, Dane z pamięci danych i pamięci programu mogą być odczytywane jednocześnie, Systemy szybsze od systemów w architekturze Neumanna
Architektura von Neumanna Wszystkie informacje przechowuje w tej samej pamięci, Operacje logiczne i arytmetyczne są wykonywane kolejno (sekwencyjnie) zgodnie z instrukcjami programu,
Porównanie znanych architektur systemów komputerowych i różnice między nimi. Architektura von Neumanna Wszystkie informacje przechowuje w tej samej pamięci, Operacje logiczne i arytmetyczne są wykonywane kolejno (sekwencyjnie) zgodnie z instrukcjami programu, Architektura harwardzka Dwie pamięci: jedna na rozkazy, druga na dane, Dane z pamięci danych i pamięci programu mogą być odczytywane jednocześnie, Systemy szybsze od systemów w architekturze Neumanna