Архитектура ПК

Информационная магистраль (шина)

Устройства ввода

Устройства вывода

Долговременная память

В основу архитектуры современных ПК положен магистрально-модульный принцип: построение компьютера из функциональных блоков, взаимодействующих посредством общего канала (каналов) – шины.
Магистраль включает в себя три многоразрядные шины: шину данных, шину адреса и шину управления, которые представляют собой многопроводные линии.

Контроллеры

Оперативная память

Процессор

Контроллеры

Контроллеры

Информационная магистраль (шина)

Устройства ввода

Устройства вывода

Долговременная память

Шина данных. По этой шине данные передаются между различными устройствами.
Разрядность шины данных определяется разрядностью процессора, т.е. количеством двоичных разрядов, которые процессор обрабатывает за один такт.

Контроллеры

Оперативная память

Процессор

Контроллеры

Контроллеры

Информационная магистраль (шина)

Устройства ввода

Устройства вывода

Долговременная память

Шина адреса. Каждое устройство или ячейка оперативной памяти имеет свой адрес. Адрес передается по адресной шине от процессора к оперативной памяти и устройствам.
Разрядность шины адреса определяется объемом адресуемой памяти.
Количество адресуемых ячеек можно рассчитать по формуле: N = 2I, где I – разрядность шины адреса.
N = 264 ячеек.

Контроллеры

Оперативная память

Процессор

Контроллеры

Контроллеры

Информационная магистраль (шина)

Устройства ввода

Устройства вывода

Долговременная память

Шина управления. По шине управления передаются сигналы, определяющие характер обмена информацией по магистрали.
Сигналы управления определяют, какую операцию – считывание или запись информации из памяти нужно производить, синхронизируют обмен информацией между устройствами и т.д.

Контроллеры

Оперативная память

Процессор

Контроллеры

Контроллеры

Северный
мост

Процессор

Южный
мост

Оперативная
память

Шина памяти

PCI Express

AGP

Монитор
Проектор

Видеоплата

SATA

PATA

Жесткие диски
CD-дисководы
DVD-дисководы

USB

PCI

Сетевая карта
Внутренний модемСетевой адаптер Wi-Fi
Звуковая плата

Принтер
Сканер
Цифровая камера
Web-камера
Модем

PS/2

Клавиатура
Мышь

Цифровые
видеокамеры

Звуковая
микросхема

Микрофон
Колонки
Наушники

Быстродействие устройства зависит от тактовой частоты тактового генератора (измеряется в МГц) и разрядности, т.е. количества битов данных, которое устройство может обработать или передать одновременно (измеряется в битах).
Дополнительно в устройствах используется внутреннее умножение частоты с разными коэффициентами.

Пропускная способность шины данных (измеряется в бит/с) равна произведению разрядности шины (измеряется в битах) и частоты шины (измеряется в Гц = 1/с).

Пропускная способность шины = Разрядность шины × Частота шины

Между северным мостом и процессором данные передаются по системной шине с частотой, в четыре раза больше частоты шины FSB, т.е. процессор может получать и передавать данные с частотой
400 МГц × 4 = 1600 МГц.
Так как разрядность системной шины равна разрядности процессора (64 бит), то пропускная способность системной шины равна:
64 Бит × 1600 МГц =12,5 Гбайт/с

Обмен данными между процессором(северным мостом) и оперативной памятью производится по шине памяти, частота которой может быть меньше, чем частота шины процессора.
Если частота шины памяти равна 1600 МГц, а разрядность шины памяти, равная разрядности процессора, составляет 64 бита, то пропускная способность шины памяти равна:
64 Бит × 1600МГц = 12 800 Мбайт/с

AGP×8

Шина PCI Express– производит обмен данными между северным мостом и видеоплатой (PCI Express- ускоренная шина взаимодействия периферийных устройств)

Пропускная способность шины =32Гбайт/с

По шине SАТА к южному мосту подключаются устройства внешней памяти (жесткие диски, CD- и DVD-дисководы).
Скорость передачи данных по шине SATA (Serial ATA) – 300 Мбайт/с.

Шина USB (Universal Serial Bus – универсальная последовательная шина) обеспечивает подключение к компьютеру одновременно нескольких периферийных устройств (принтер, сканер, цифровая камера, Web-камера, модем и др.).
Эта шина обладает пропускной способностью до 60 Мбайт/с.

Порт USB

Домашнее задание: параграф 1.2

Задание 1. Из каких устройств состоит ваш домашний компьютер? Укажите их характеристики

Задание 2. Принести отвертку