Сборник задач по физике Электромагнитное поле Вещество в электростатическом поле Электромагнитное взаимодействие Элементы квантовой механики Молекулярные спектры Электропроводность Ядерная физика

Архитектура персонального компьютера

Накопитель информации на жестких магнитных дисках (НDD - Hard Disk Drive), условно состоит из герметичного блока и платы электроники. Герметичный блок заполнен обычным обеспыленным воздухом под атмосферным давлением и в нем размещены все механические части

Первоначальная загрузка

Термин boot (загрузка) происходит от слова bootstrap (ремешок на заднике ботинка, помогающий надеть его на ногу) и возник по ассоциации с методом, посредством которого персональный компьютер приводится в рабочее состояние. Как вы натягиваете большой ботинок, держась за маленький ремешок, так и персональный компьютер загружает сначала небольшую программу, которая затем "втаскивает" за собой операционную систему. Цепочка событий начинается с включения питания, а заканчивается запуском необходимой вам программы-приложения. Каждое из событий в этой цепочке является следствием предыдущего и само, в свою очередь, инициирует последующее.

Если вы хорошо представляете себе процесс загрузки системы, то сможете быстрее определить причину неисправности (если таковая возникнет) по тому сообщению об ошибке, которое будет выведено на экран дисплея. Если какая-либо программа выдает такое сообщение, то вы можете быть уверены в том, что эта программа была загружена и, по крайней мере, частично, исполнена. Зная, в какой последовательности происходит запуск программ при начальной загрузке, вы сможете судить о том, насколько далеко зашел этот процесс. Как правило, бывает важно выяснить, при обращении к каким файлам или областям диска произошел сбой. Расшифровать сообщения об ошибках, выводимые в процессе загрузки, а также во время нормальной работы системы, иногда бывает сложно, но в любом случае сначала надо выяснить, какая из программ это сообщение выдает. В процессе загрузки сообщения об ошибках могут быть выведены следующими программами.

Системной BIOS.

Расширениями BIOS на платах адаптеров.

Программой, записанной в главном загрузочном секторе (MBS).

Программой, записанной в загрузочном секторе тома DOS (VBS).

Системными файлами (IBMBIO.COM/IO.SYS и IBMD0S.COM/MSD0S.SYS).

Программами-драйверами (загружаемыми через CONFIG.SYS или указанными в регистрационном файле Windows 95 SYSTEM. DAT).

Командным процессором DOS (COMMAND.COM, может не загружаться при использовании Windows 95).

Программами, указанными в файле AUTOEXEC.BAT (могут не исполняться при использовании Windows 95).

Программой WIN.COM.

В этом разделе будет описана последовательность событий, происходящих при запуске системы, а также рассмотрены многие сообщения об ошибках, которые могут появиться в ходе этого процесса.

Как происходит загрузка и запуск DOS

Если ваша система не запускается, но вы в состоянии определить, на каком этапе процесс загрузки приостановился, то это означает, что все предыдущие действия системы были завершены успешно, и их уже можно не рассматривать как источники неприятностей. При запуске типичного компьютера происходит следующая последовательность событий.

Версии IBM и MS-DOS 6.xx Существует несколько различных версий DOS 6.хх, выпущенных компаниями Microsoft и IBM.

Вы включаете питание системы. Происходит самопроверка блока питания. Если запуск системы "холодный", то выполняется процедура POST. Программа, записанная в MBS жесткого диска, разыскивает в своей таблице разбиения запись с системными индикаторными байтами, указывающими на наличие расширенного раздела. Программа инициализации, являющаяся частью IBMBI0.COM (IO.SYS), копирует себя в максимально удаленную область не фрагментированной памяти DOS и передает управление этой копии.

Основными характеристиками процессора являются:

быстродействие — количество операций, производимых в 1 секунду, измеряется в бит/сек. Каждая последующая модель имеет более высокую производительность по сравнению с предыдущей. Современные процессоры обладают расширением ММХ (MultiMedia eXtention — расширение мультимедиа);

тактовая частота — количество тактов, производимых про­цессором за 1 секунду. Операции, производимые процессо­ром, не являются непрерывными, они разделены на такты. Эта характеристика определяет скорость выполнения опера­ций и непосредственно влияет на производительность про­цессора. Процессор Pentium и его модификации имеют тактовые частоты от 60 МГц до 1,5 ГГц (1,5 миллиарда операций в секунду);

разрядность — количество двоичных разрядов, которые процессор обрабатывает за один такт. Указывая разрядность процессора 64, имеют в виду, что процессор имеет 64-разрядную шину данных, т.е. за один такт он обрабатывает 64 бита.

Логика управления организует взаимодействие всех узлов процессора, перенаправляет данные, синхронизирует работу процессора с внешними сигналами, а также реализует процедуры ввода и вывода информации.

Таким образом, в ходе работы процессора схема выборки команд выбирает последовательно команды из памяти, затем эти команды выполняются, причем в случае необходимости обработки данных подключается АЛУ. На входы АЛУ могут подаваться обрабатываемые данные из памяти или из внутренних регистров. Во внутренних регистрах хранятся также коды адресов обрабатываемых данных, расположенных в памяти. Результат обработки в АЛУ изменяет состояние регистра признаков и записывается во внутренний регистр или в память (как источник, так и приемник данных указывается в составе кода команды). При необходимости информация может переписываться из памяти (или из устройства ввода/вывода) во внутренний регистр или из внутреннего регистра в память (или в устройство ввода/вывода).

Внутренние регистры любого микропроцессора обязательно выполняют две служебные функции:

определяют адрес в памяти, где находится выполняемая в данный момент команда (функция счетчика команд или указателя команд);

определяют текущий адрес стека (функция указателя стека).

В разных процессорах для каждой из этих функций может отводиться один или два внутренних регистра. Эти два указателя отличаются от других не только своим специфическим, служебным, системным назначением, но и особым способом изменения содержимого. Их содержимое программы могут менять только в случае крайней необходимости, так как любая ошибка при этом грозит нарушением работы компьютера, зависанием и порчей содержимого памяти.

Hyper-Threading - это название технологии, существовавшей и ранее вне x86 мира, технологии одновременной многопоточности (Simultaneous Multi-Threading, SMT). Идея этой технологии проста. Один физический процессор представляется операционной системе как два логических процессора, и операционная система не видит разницы между одним SMT процессором или двумя обычными процессорами. В обоих случаях операционная система направляет потоки как на двухпроцессорную систему. Далее все вопросы решаются на аппаратном уровне.

На главную