Системные ресурсы компьютера

Системные ресурсы компьютера Пользователь может столкнуться еще с рядом проблем при модернизации своего  компьютера. Речь в данном случае пойдет о проблемах, возникающих обычно при  установке в компьютер плат новых или дополнительных адаптеров (контроллеров).  Неправильное совместное использование так называемых системных ресурсов IBM PC–  совместимого компьютера, как правило, ведет к его частичной или полной  неработоспособности. Подобных проблем можно успешно избежать только грамотной  настройкой аппаратных средств системы, или, иначе говоря, разделением системных  ресурсов.              Большинство адаптеров персонального компьютера, выполненных виде отдельных  плат расширения, используют как минимум один из следующих системных ресурсов:  —  порты ввода – вывода; —  верхние блоки памяти UMB; —  линии запросов прерывания IRQ; —  каналы прямого доступа к памяти DMA.              Порты ввода­вывода. Первое, что надо знать: стандартный диапазон адресов  используемых портов ввода­вывода для IBM PC – совместимых компьютеров  (исключение составляют компьютеры с шиной EISA) составляет от 1 до 3FFh включительно. Сюда  входят порты контроллеров клавиатуры, жестких и гибких дисков, EGA/VGA,  последовательных и параллельных портов и т.д. (табл. 4).              Таблица 4.              Распределение адресов портов ввода­вывода  Диапазон адресов Использование АТ 00 – 01F 020 – 03F 040 – 05F — ХТ 000 – 01F 020 – 021 040 – 043 069 – 063 Контроллер DMA №1 Контроллер прерываний №1 Таймер Программируемы или периферийный060 – 06F 070 – 07F 080 – 09F 0A0 – DBF 0C0 – 0DF 0F0 – 0FF 170 – 177 1F0 – 1F7 200 – 207 278 – 27F 2C0 – 2DF 2F8 – 2FF 300 – 31F — 370 – 377 378 – 37F 3B0 – 3DF 3C0 – 3CF 3D0 – 3DF 3F0 – 3F7 3F8 – 3FF — — интерфейс,PPI Контроллер клавиатуры 8042 RTC, CMOS, RAM 080 – 083 Порты DMA (регистры страниц) — — — — — 200 – 20F 278 – 27F 2C0 – 2DF 2F8 – 2FF — 320 – 32F — 378 – 37F 3B0 – 3DF 3C0 – 3CF 3D0 – 3DF 3F0 – 3F7 3F8 – 3FF Контроллер прерываний №2 Контроллер DMA №2 Математический сопроцессор Жесткий диск (вторичный) Жесткий диск Игровой порт Параллельный порт №2 Адаптер EGA №2 Последовательный порт №2 Платы прототипов Жесткий диск Контроллер флоппи (вторичный) Параллельный порт №1 Адаптер VGA Адаптер EGA №1 Адаптеры CGA и EGA Контроллер флоппи Последовательный порт №1              Диапазон адресов портов ввода­вывода с 300h по 31 Fh предназначается  для так  называемых  плат­прототипов  (proto­type card), которые могут быть разработаны  независимыми производителями. Об этом следует помнить, поскольку большое количество плат различных существующих адаптеров действительно используют этот диапазон  адресов.Напомним, что поры ввода­вывода, как правило, используются блоками. Иначе  говоря, всегда имеется некий базовый адрес порта (часто указываемый в документации), а  непосредственно за ним может последовать еще несколько адресов, также используемых  для регистров данного устройства. Проще всего «по умолчанию» предположить, что  адаптер после базового занимает еще 15 адресов, хотя на практике число последовательно  задействованных портов для одного устройства обычно меньше.             Самый простой пример, на котором можно проиллюстрировать сказанное, — это  адаптер параллельного интерфейса. Как известно, чаще всего этот адаптер используется  для подключения принтера (принтер­порт). Так вот, начиная с базового, каждый такой  адаптер реально занимает всего три адреса. Первый соответствует регистру данных,  посылаемых от компьютера, второй (базовый адрес плюс 1) — регистру статуса и третий  (базовый адрес плюс 2) — регистру управления. Таким образом, например, для LPT1,  базовый адрес которого 370h, используются также порты 371h и 372h. Следует отметить,  что, вообще говоря, для адаптера параллельного интерфейса в адресном пространстве  портов резервируется 16 адресов: от 370h до 37F.             Напомним также, что число читаемых и записываемых регистров не всегда  совпадает с количеством непосредственно адресуемых портов. Взять, к примеру,  последовательный адаптер, который занимает всего 8 последовательных адресов (COM1:  от 3F8h до 3FFh), но с помощью определенного «трюка» обращение может происходить к  11 регистрам.             Чаще всего возможна такая ситуация, когда все или некоторые контроллеры и  адаптеры для таких устройств, как последовательные и параллельные интерфейсы, bus­ mouse, джойстик, винчестер и привод флоппи­дисков, выполнены на одной плате  (например, Super AT I/O или AT Multi I/O Card). Установка диапазонов адресов, а также  запрет или разрешение любого из этих устройств, производится установкой или удалением  специальных перемычек (джамперов) или включением­выключением двухпозиционных  переключателей (DIP – switches). Впрочем для стандартных устройств такие переключения обеспечивают только «первичность» одного из устройств. Например, первый контроллер  для приводов флоппи­дисков имеет диапазон адресов 3F1­3F7h, а второй — 370 ­    377h.  Аналогично и для винчестеров: первый 1F0 ­1F7h, второй  170 – 177h.             Прерывания. Напомним, что в IBM PC – совместимых компьютерах имеется  достаточно развитая система прерываний. У PC/XT 8 линий аппаратных прерываний IRQ,  у PC/AT — 15. Для исключения аппаратных конфликтов и грамотного разделения этого  системного ресурса необходимо, чтобы каждая линия запроса прерывания обслуживала  только одно из имеющихся на компьютере устройств. Как правило, на любой платеадаптера есть возможность как­то варьировать занимаемые номера прерываний: разрешать,  запрещать, назначать. Обычно это, как и для портов ввода­вывода, выполняется  посредством установки или снятия перемычек, или включения­выключения  двухпозиционных переключателей.             В таблице 5 приведено распределение номеров прерываний по устройствам для  большинства IBM PC – совместимых компьютеров. Для РС/ХТ – совместимых машин  основные отличия состоят в использовании линииIRQ2 для математического сопроцессора, а IRQ5 — для часов реального времени. Для компьютеров, совместимых с РС/АТ, обычно  свободно всего пять линий запроса прерываний IRQ 5, 9, 10, 11, 12. Это, разумеется,  касается только полноразмерных плат (16 разрядов данных). В противном случае можно,  если это доступно, «поиграться» линиями IRQ5 или IRQ2.             Свободные прерывания обычно используются так: IRQ5 и IRQ10 — звуковая  плата, IRQ9 — сетевая плата,IRQ11 — видеокарта. Таким образом, свободных прерываний практически не остается.  Таблица 5. Таблица прерываний  IRQ 0 1 2 8 9 10 11 12 13 14 15 3 INT 08h 09h 0Ah 70h 71h 72h 73h 74h 75h 76h 77h 0Bh Доступно Использование Нет Нет Да Нет Да Да Да Да Нет Да Да Да Системные часы (18,2 Гц) Клавиатура Второй блок IQR8 – 15 Таймер (1024Гц) Программируемы контроллер прерываний — — — Сопроцессор Контроллер винчестера — СОМ2 или СОМ44 5 6 7 0Ch 0Dh 0Eh 0Fh Да Да Да да СОМ1 или СОМ3 — Контроллер флоппи­дисковода LPT1 Системные ресурсы компьютера Казалось бы, нет ничего проще, чем установить в ПК дополнительный адаптер или сетевую  плату. Вставил аккуратно в разъем расширения и включай. Но практика показывает, что и  для этой нехитрой процедуры есть свои правила, при не соблюдении которых компьютер  начинает себя вести непредсказуемо. Наша статья поможет вам разобраться в чем здесь  дело. Устройство системных ресурсов: Большинство адаптеров ПК, выполненных в виде отдельных плат, используют как минимум один из следующих системных ресурсов: —  Порты ввода/вывода; — верхние блоки памяти UMB; — линии запросов прерываний IRQ; — каналы прямого доступа к памяти DMA. Неправильное совместное использование этих ресурсов ведет к конфликтам, которые  могут быть устранены грамотной настройкой аппаратных средств системы. Порты ввода­вывода: Схемотехника PC­совместимых ПК позволяет определить до 65536 портов ввода/вывода.  Большинство из них, как правило, не используется. Каждому из них присвоен свой  шестнадцатеричный номер (адрес порта). Первое, что необходимо знать, это диапазонадресов портов ввода/вывода с шиной ISA: от 0 до 3FFh включительно. Сюда входят порты контроллеров клавиатуры, жестких и гибких дисков, видеоадаптеров, последовательных и  параллельных интерфейсов и т.д. Есть специальный диапазон адресов портов, предназначенных для плат прототипов,  которые могут быть разработаны независимыми производителями (это 300h — 31Fh). Система прерываний: В ПК имеется довольно развитая система прерываний. В PC/XT использовалась  микросхема i8259 в качестве контроллера прерываний, которая имеет восемь входов для  сигналов прерываний (IRQ0­IRQ7). Поскольку процессор реагирует на со бытия  последовательно, то контроллер устанавливает для каждого из своих входов приоритет  (наивысший IRQ_0). В современных PC/AT количество линий прерываний увеличено до 15, которые реализуются каскадным включением двух i8259 (к IRQ2 подключен второй  контроллер). Чтобы грамотно разделить этот системный ресурс надо, чтобы каждая линия прерывания  обслуживала только одно устройство. Любая плата адаптера, контроллера (например,  стример) позволяет изменять номера прерываний: разрешать, запрещать, назначать. Обычно это выполняется с помощью перемычек, переключателей или программно. Для того, чтобы  узнать какие номера прерываний (и какими устройствами) используются в данной момент в ПК, можно воспользоваться программой Checkit (либо активизировать меню «Система»). У PC/AT обычно свободно четыре линии запроса прерываний IRQ10, 11, 12 и 15 (13 и 14  используются сопроцессором и винчестером). Прямой доступ к памяти: В случае передачи данных в режиме ПДП (DMA), периферийное устройство связано с  памятью непосредственно, минуя ЦП. Такой режим используется для ускорения передачи  данных, если передаются большие объемы. В PC/AT имеется 8 каналов ПДП, часто  функции контроллеров ПДП выполняют контроллеры периферийных устройств. Канал О  ПДП используется для регенерации ОЗУ, 1 и 2 (или 2 и 3) используются для передачи  данных между гибким диском и винчестером и ОЗУ. Рекомендации по использованию каналов ПДП такие же, как и линий прерываний IRQ.  Необходимо учитывать, что бывают исключения — одному устройству требуется два  канала ПДП (например платы сбора данных). Распределение памяти:Обычно базовая емкость ОЗУ — 1MB, но DOS может обращаться только к 640 KB,  поэтому эту память называют стандартной. Вся базовая память может быть разбита на 16  областей по 64 KB каждая, их называют страницами и они могут быть пронумерованы от 0  до F: 0,1, 9, A,B,...F. Тогда стандартная память занимает от 0 до 9. Следующие 384 KB  зарезервированы для системного использования и называются верхними блоками памяти  (UMB, Upper Memory Blocks). Эта область памяти резервируется под: — Видеопамять; —  модули ROM BIOS; — ROM VGA/SVGA, HD BIOS. Существует область памяти, называемая областью верхней памяти НМА (High Memory  Area) ,расположенная за 1 MB (за системным ROM BIOS) и имеющая размер 64 KB (без 16  байт), которая доступна в реальном режиме работы процессоров начиная с 286 и  образовалась она в результате не совсем корректно спроектированной эмуляции  процессора 8088 при отмене циклического перехода от старших адресов к младшим.  Оставшаяся память носит название расширенной памяти (ЕМА). Как использовать память в адресах старше 1 MB: Все сложности старых операционных систем (MS DOS и др.) по использованию памяти  выше одного мегабайта уже решены. Подавляющее большинство современных опреционных систем являются 32­х или даже 64­х разрядными и адресуют линейно оперативную память. P.S.: Я постарался наглядно показать и описать не хитрые советы. Надеюсь, что хоть что­то вам пригодятся. Но это далеко не всё что возможно выдумать, так что дерзайте, и  штудируйте сайт http://bip­mip.ru/ Похожие записи: 1. Компьютер и его составляющие Компьютер и его составляющие, так называемые  периферийные устройства это весьма... Ресурсы персонального компьютера               Ресурсы (от французского слова. ressource) ­ средства, имеющиеся в наличии, но к  которым обращаются лишь при необходимости (толковый словарь).Ресурсом является любой компонент ЭВМ и предоставляемые им возможности:  центральный процессор, оперативная или внешняя память, внешнее устройство, программа  и т.д. Ресурсы подразделяются на четыре вида.     Виды ресурсов персонального компьютера:     1. Аппаратные ресурсы (Hardware) 2. Файловые ресурсы 3. Программные ресурсы (Software) 4. Сетевые ресурсы             Аппаратные ресурсы – это системный блок, периферийные устройства, любое  оборудование, подключенное к компьютеру.             Файловые ресурсы – это файлы и папки, а также вся файловая система.             Программные ресурсы – это все программы установленные в компьютере. Часто  называют программным обеспечением (ПО). Программное обеспечение подразделяется на  два вида: системное и прикладное ПО:      Системное программное обеспечение   набор программ необходимой для    функционирования компьютерной системы в целом, то есть программы необходимые для нормальной работы оборудования, программного обеспечения, сетевого  оборудования, локальной сети, и т.д. Например: операционная система, драйвера,  системные утилиты, базовая система ввода вывода.  Прикладное программное обеспечение (см.ниже)   пользователю для решения тех или иных задач. Например: MS WORD (текстовый  редактор), MS EXCEL (табличный редактор), калькулятор и т.д.   программы необходимыеСетевые ресурсы  –  ресурсы доступные по средствам ЛВС.[1]  Как правило, это ресурсы  других компьютеров доступные по локальной или глобальной сети. Компьютерная сеть – аппаратное и программное объединение двух и более компьютеров с  выделением сетевых ресурсов. Для связи компьютеров в компьютерную сеть могут быть  использованы следующие аппаратные средства: 1.      Модем 2.      Сетевая карта 3.      Сетевой кабель 4.      Сетевые коммутаторы 5.      WI­FI адаптер 6.      Беспроводное оборудование 7.      Маршрутизаторы 8.      Сетевые экраны 9.      и т.д.   Сетевыми ресурсами могут быть:   ∙        Оборудование (т.е. аппаратные ресурсы другого ПК или сетевые устройства),  например сетевой принтер. ∙        Информация (т.е. файлы и папки другого компьютера), например информация в  Интернете, или на сервере. ∙        Программное обеспечение (установленное на другом компьютере). Прикладная программа или приложение — программа, предназначенная для выполнения определенных пользовательских задач и рассчитанная на непосредственное взаимодействие с пользователем. В большинстве операционных систем прикладные программы не могут  обращаться к ресурсам компьютера напрямую, а взаимодействуют с оборудованием и проч.посредством операционной системы.(Прикладная среда является «дружественной» по  отношению к любому человеку, овладевшему несложной технологией работы в ней. Каждая прикладная среда предназначена для создания и исследования  определенного вида компьютерного объекта. Например, для создания графического объекта предназначена среда графического  редактора, для работы с текстом – среда текстового редактора и т. д. Создание конкретной прикладной среды осуществляется комплексом прикладных  программ, часто называемых пакетом прикладных программ. Все имеющиеся на компьютере прикладные программы составляют прикладное  программное обеспечение. Прикладные программы могут работать только при условии, что в компьютере уже  установлена операционная система. Прикладные программы в среде операционной системы Windows  называют приложениями. Наибольшей популярностью пользуются следующие группы прикладного  программного обеспечения:  текстовые редакторы – для создания текстовых документов (Notepad, WordPad,  Microsoft Word и другие);  табличные процессоры (электронные таблицы) – для вычислений и анализа  информации, представленной в табличной форме (Microsoft Excel и другие);  базы данных  ­ для организации и управления данными (Microsoft Access и другие);  графические пакеты – для представления информации в виде рисунков и графиков; обработки фотографий (Paint, CorelDraw, Adobe Photoshop и другие);  для работы в Интернете – программы­браузеры для просмотра веб­страниц  (Internet Explorer, Netscape Navigator, Mozilla Firefox, Opera и другие);  презентационные программы – для подготовки и демонстрации рекламных  материалов и выступлений (Microsoft PowerPoint и другие);  обучающие программы, электронные учебники, словари, энциклопедии; игры.      ее ае ее  — это комплекс программ, которые           Сист мное прогр ммное обеспеч ние обеспечивают эффективное управление компонентами вычислительной системы, такими  как процессор, оперативная память, каналы ввода­вывода, сетевое оборудование, выступая как «межслойный интерфейс» с одной стороны которого аппаратура, а с другой  приложения пользователя. В отличие от прикладного программного обеспечения,  системное не решает конкретные прикладные задачи, а лишь обеспечивает работу других  программ, управляет аппаратными ресурсами вычислительной системы и т.д.       Системные ресурсы и их распределение Опубликовано в Основы BIOS, Устройство и принципы работы  компьютера | Комментариев нет Основные сведения о ресурсах Современный компьютер состоит из большого количества разнообразных устройств, и  для нормальной работы они должны поддерживаться процессором, им нужен доступ  к оперативной памяти и возможность обмена данными с перифери чтобы устройства не мешали друг другу, что достигается распределением между ними  системных ресурсов.  ей. Необходимо также,   Системными являются следующие ресурсы. 1.Прерывания. С их помощью устройства могут использовать процессор для  обработки возникших в них событий. Далее мы рассмотрим распределение прерываний  более подробно. 2.Каналы прямого доступа к памяти (DMA). Используются для обмена данными  между устройством и оперативной памятью без участия процессора. Для реали­ зации этой технологии в каждой системной плате есть контроллер DMA, под­ держивающий до восьми каналов обмена данными. За контроллером дискет,  например, закреплен канал DMA 2; для параллельного порта, работающего в режиме  ESP, обычно выделяется DMA 3; DMA 4 используется самим контроллером DMA.  Остальные каналы часто свободные, поскольку эта технология редко применяется в  новых устройствах. Распределение каналов DMA почти всегда выполняется успешно, и  во многихсовременных версиях BIOS вообще нет настроек, с ним связанных.3.Порты ввода/вывода. Служат для обмена данными между устройством и про   ­ цессором. Это диапазоны адресов в шестнадцатеричпом виде, по которым про   ­ цессорможет записывать или читать данные с помощью специальных команд IN или  OUT. Для этих портов выделен диапазон в 64 Кбайт, большая часть которого  свободна, поэтому конфликты с их использованием очень редки. 4.Области оперативной памяти, специально выделенные для определенного  устройства. Как и в случае с портами ввода/вывода, конфликты с областями памяти  встречаются редко. Прерывания   В работе компьютера часто возникают ситуации, когда процессору необходимо отложить  на время выполнение основной программы и обработать нажатие клавиши на клавиатуре,  щелчок кнопкой мыши или другое событие, возникшее в одном из устройств. Для  реализации этой задачи во всехкомпьютерах   используют механизм прерываний.  Прерывание (INT) — это приостановкапроцессором выполнения основной программы для  обработки события, поступившего от внешнего устройства. В общем случае обработка  прерывания происходит следующим образом:   1. когда возникает ситуация, требующая вмешательства процессора (например, была  нажата клавиша), устройство посылает специальный сигнал — запрос на прерывание  (IRQ); 2. запрос на прерывание обрабатывается контроллером прерываний, после  чегопередается процессору; 3. процессор, получив запрос на прерывание, приостанавливает выполнение основной  программы, сохраняет в оперативной памяти текущее состояние своих регистров и  запускает подпрограмму обработки данного прерывания; 4. завершив обработку прерывания, процессор восстанавливает из памяти свое  исходное состояние и продолжает выполнять основную программу. Прерывания могут накладываться друг на друга, и если во время обработки одного  прерывания возникнет другое с более высоким приоритетом, то выполнение текущего  будет приостановлено, ипроцессор перейдет к более важному.Процессор может обрабатывать тысячи прерываний в секунду, но пользователи не  замечают этого, поскольку скорость его работы достаточно высока. Все прерывания можно условно разделить на несколько групп. Системные ресурсы и их распределение 1. Немаскируемые прерывания (Non­Maskable Interrupt, NMI). Они имеют наивысший  приоритет. Эти прерывания обрабатываются при аварийных ситуациях, связанных с  ошибками в работеоперативной памяти или других устройств. Все современные процессоры также поддерживают другой тип немаскируемого  прерывания SMI (System Management Interrupt), которое используется в  схемах управления электропитанием. 2. Маскируемые прерывания. В отличие от немаскируемых, их выполнение может быть  временно приостановлено программным способом. К ним относят все прерывания от  устройств, обрабатываемые контроллером прерываний. Обычно он позволяет обращаться к 16 прерываниям от различных устройств; их назначение приведено в таблице ниже: В большинстве современных компьютеров используется так называемый расширенный  контроллер прерываний (ЛР1С), который изначально разрабатывался для  многопроцессорных систем. APIC ускоряет обработку прерываний и увеличивает их  количество до 24. 3. Программные прерывания. Они полностью реализуются программным способом без  участия контроллера прерываний. Эти прерывания, по сути, — подпрограммы, решающие  определенные задачи. Например, все версии BIOS содержат набор программныхпрерываний, которые выполняют основные операции ввода/вывода, и любая программа  может их использовать, или, другими словами, . вызывать прерывания BIOS. Свои  программные прерывания есть у операционной системы, а также у некоторых прикладных  программ.   Назначение аппаратных прерываний Назначение аппаратных прерыванийТехнология Plug and Play В старых компьютерах ресурсы для некоторых плат расширения настраивались вручную,  при этом нередко возникали конфликты, особенно после установки новой платы  расширения. Решить проблему распределения ресурсов позволила технология Plug and  Play, которая выполняет автоматическое конфигурирование подключаемых устройств. Чтобы воспользоваться всеми преимуществами Plug and Play, необходима поддержка этой технологии со стороны BIOS, операционной системы и подключаемого устройства. На  сегодняшний день она полностью применяется как в аппаратном, так и программном  обеспечении, а устройства без ее поддержки уже являются редкостью. В системе, отвечающей стандарту Plug and Play, ресурсы частично распределяются  операционной системой, а системная BIOS во время загрузки выполняет следующие  операции: 1. инициализирует устройства, которые используются в процессе загрузки системы; 2. распределяет ресурсы между устройствами, не поддерживающими Plug and Play; 3. опрашивает устройства, поддерживающие Plug and Play, и распределяет между  ними оставшиеся ресурсы; 4. формирует таблицы распределения ресурсов ESCD (Extended System Configuration  Data — данные расширенной системной конфигурации); 5. записывает данные ESCD, которые будут использованы для распределения ресурсов  при следующей загрузке, в NVRAM — память с автономным питанием. Работа с ресурсами в Windows Операционные системы семейства Windows полностью совместимы со стандартом Plug and Play и предоставляют пользователям удобные средства, управляющие ресурсами.  Рассмотрим особенности работы с ними на примере наиболее популярной системы —  Windows ХР. Чтобы определить устройство, вызывающее конфликт ресурсов, достаточно открыть  Диспетчер устройств. Для этого щелкните правой кнопкой мыши на значке Компьютер,  выберите в контекстном меню команду Свойства, в появившемся окне перейдите по  ссылке Диспетчер устройств. Все устройства, работающие с ошибками, будут отмечены  восклицательным знаком на желтом фоне. Дважды щелкнув на значке любого устройства,вы откроете окно его свойств, где можно будет узнать о причине некорректной работы  устройства.