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

Архитектура персонального компьютера

Кэш центрального процессора Ряд моделей центральных процессоров (ЦП) обладают собственным кэшем, для того чтобы минимизировать доступ к оперативной памяти (ОЗУ), которая медленее, чем регистры. Кэш-память может давать значительный выигрыш в производительности, в случае когда тактовая частота ОЗУ значительно меньше тактовой частоты ЦП. Тактовая частота для кэш-памяти обычно ненамного меньше частоты ЦП.

Аппаратные средства — это низший уровень в системной иерархии. Направляя различные байты команд в адреса определенных портов или размещая их в конкретных ячейках системной памяти, вы можете управлять практически любыми подсоединенными к процессору устройствами. Управление на аппаратном уровне является сложной задачей — для этого нужно очень хорошо знать структуру и принципы работы системы. Степень детализации, необходимая при написании программ на этом уровне, наиболее высока. Команды записываются в машинных кодах (двоичных посылках, передаваемых непосредственно процессору). Функциональные возможности машинных команд очень ограничены, и для выполнения даже простейшей операции их понадобится довольно много. Правда, строгих ограничений на их количество обычно не накладывается, поскольку каждая из этих команд выполняется чрезвычайно быстро, используя при этом лишь небольшой объем системных ресурсов.

Хороший программист, в принципе, может написать программу непосредственно в машинных кодах, но обычно, в целях облегчения процесса программирования, используется язык чуть более высокого уровня — ассемблер. Программы пишутся с использованием простейшего текстового редактора, а затем с помощью программы-транслятора преобразуются в последовательность машинных кодов. Язык ассемблера, тем не менее, является средством программирования низкого уровня, и эффективно пользоваться им умеют только высококвалифицированные программисты. Непосредственно в машинных кодах программы не пишет никто; язык ассемблера в настоящее время — это тот элементарный уровень программирования, ниже которого работать просто бессмысленно. Однако и ассемблер постепенно теряет привлекательность даже среди программистов-профессионалов, поскольку требует очень серьезной подготовки, а для программирования даже простых операций приходится затрачивать много сил и времени. Кроме того, программы, написанные на ассемблере, очень часто невозможно перенести с системы одного типа на другую.

Информатика История глобальных сетей Применение компьютерных сетей

Когда вы включаете персональный компьютер, управление передается набору программ, написанных в машинных кодах и хранящихся в ПЗУ системной BIOS. Именно эти программы, всегда присутствующие в системе, "общаются" с компонентами компьютера. BIOS воспринимает и интерпретирует команды, формируемые программами, находящимися на более высокой ступени иерархии системы, и преобразует их в машинные коды, передаваемые процессору. Команды этого уровня, передаваемые в BIOS, обычно называются прерываниями или служебными командами (services). Программист может воспользоваться практически любым языком для их формирования. Полный список служебных команд можно найти в справочнике BIOS Interface Technical Reference Manual, выпускаемом фирмой IBM.

Сама DOS состоит из нескольких компонентов. Она подключается к BIOS, и часть DOS становится практически расширением последней, обеспечивая больший набор прерываний и служебных команд, доступных для использования другими программами. Кроме того, DOS является посредником между BIOS и прикладными программами высокого уровня. Программисту не нужно каждый раз изобретать велосипед, поскольку DOS предоставляет в его распоряжение множество дополнительных прерываний и служебных программ помимо тех, что включены в системную BIOS. Например, в DOS предусмотрен обширный набор функций, с помощью которых можно открывать, закрывать, искать, стирать, создавать, переименовывать файлы и выполнять другие процедуры по их обработке. Если вам понадобится включить некоторые из этих операций в свои программы, то вы можете поручить их DOS — она с ними справится самостоятельно.

Именно благодаря тому, что для считывания и записи информации на диски используется стандартный набор функций, становится возможным обмен данными между различными системами и программами. Представьте себе, насколько бы усложнился процесс их написания, да и работы с компьютерами вообще, если бы каждое приложение создавало бы свой собственный интерфейс диска с соответствующей структурой каталогов и схемой размещения файлов. Для каждого из них потребовался бы отдельный диск. Стандартными процедурами обработки файлов, включенными в состав DOS, может воспользоваться любая программа — и именно поэтому удается обнаружить нечто осмысленное в той мешанине байтов, которую представляет из себя типичный дисковый накопитель.

Еще одной функцией DOS первостепенной важности является запуск на исполнение других программ. Поэтому DOS можно считать оболочкой (shell), формирующей необходимое окружение и обеспечивающей функционирование других программ, в том числе таких вторичных оболочек как Windows 3.x. В Windows 95 произошло окончательное сращивание DOS и Windows в единую операционную систему. Работая в этой среде, вы по-прежнему можете перейти в режим командной строки DOS, но графический интерфейс уже является стандартным.

Эта глава посвящена тем проблемам, которые возникают в персональных компьютерах при сбоях или несовместимости программного обеспечения. Эта глава посвящена тем проблемам, которые возникают в персональных компьютерах при сбоях или несовместимости программного обеспечения. Речь пойдет, в первую очередь, о структуре DOS и о ее взаимодействии с аппаратной частью системы. Особый интерес в этом отношении представляют следующие вопросы:

файловая структура DOS,

организация дискового пространства,

программы DOS для восстановления данных и структуры дисков (их возможности и потенциальная опасность).

Кроме того, в главе обсуждаются две важные темы, относящиеся к программному обеспечению: использование резидентных программ (и связанные с этим сложности) и признаки, по которым можно отличить аппаратные проблемы от программных.

Дисковая операционная система (DOS)

Рассказывать о DOS в книге, посвященной модернизации и ремонту компьютеров — не столь уж нелогично, как это могло бы показаться на первый взгляд. Если при поиске неисправностей или ремонте компьютера вы забудете о существовании операционной системы, вы сами создадите себе дополнительные проблемы. Профессионалы высокого класса должны досконально знать все — и аппаратуру, и программное обеспечение.

Системную BIOS можно рассматривать как "прослойку", обеспечивающую совместимость между аппаратными средствами и операционной системой. В таких случаях приложения в процессе работы часто загружают в память компьютера дополнительные резидентные программы-драйверы, причем вы должны предварительно точно указать типы некоторых компонентов вашей системы с тем, чтобы были загружены именно те драйверы, которые необходимы.

Система ввода/вывода и системные файлы В этом разделе будут кратко описаны файлы, составляющие систему В/В: IBMBI0.COM (IO.SYS) и IBMD0S.COM (MSDOS.SYS), а также файл WINBOOT.SYS из Windows 95. Внешние команды, как только что было сказано, выполняются только после загрузки в память соответствующих инструкций, хранящихся в программном файле. Команды, используемые в пакетных файлах DOS. Производится "внутренняя" проверка самой DOS: не является ли команда XYZ одной из встроенных, инструкции по выполнению которой уже загружены в память. Обычно все простые исполняемые файлы и вспомогательные программы стараются разместить в одном каталоге, который затем указывается в команде PATH. В результате выполнения последней команды программа CHKDSK будет запущена сразу, без предварительно просмотра текущего каталога и тех, что указаны в команде PATH.

Версии DOS 4.хх неоднократно модифицировались с момента своего первого появления в середине 1988 г. Версии 5.хх IBM DOS

Все сказанное выше о версиях 4.хх относится также и к IBM DOS 5.xx.

X-терминалы

X-терминалы представляют собой комбинацию бездисковых рабочих станций и стандартных ASCII-терминалов. Бездисковые рабочие станции часто применялись в качестве дорогих дисплеев и в этом случае не полностью использовали локальную вычислительную мощь. Одновременно многие пользователи ASCII-терминалов хотели улучшить их характеристики, чтобы получить возможность работы в многооконной системе и графические возможности. Совсем недавно, как только стали доступными очень мощные графические рабочие станции, появилась тенденция применения "подчиненных" X-терминалов, которые используют рабочую станцию в качестве локального сервера.

На компьютерном рынке X-терминалы занимают промежуточное положение между персональными компьютерами и рабочими станциями. Поставщики X-терминалов заявляют, что их изделия более эффективны в стоимостном выражении, чем рабочие станции высокого ценового класса, и предлагают увеличенный уровень производительности по сравнению с персональными компьютерами. Быстрое снижение цен, прогнозируемое иногда в секторе X-терминалов, в настоящее время идет очевидно благодаря обострившейся конкуренции в этом секторе рынка. Многие компании начали активно конкурировать за распределение рынка, а быстрый рост объемных поставок создал предпосылки для создания такого рынка. В настоящее время уже достигнута цена в $1000 для Х-терминалов начального уровня, что делает эту технологию доступной для широкой пользовательской базы.

Что такое X-терминал?

Типовой X-терминал включает следующие элементы:

Экран высокого разрешения - обычно размером от 14 до 21 дюйма по диагонали;

Микропроцессор на базе Motorola 68xxx или RISC-процессор типа Intel i960, MIPS R3000 или AMD29000;

Отдельный графический сопроцессор в дополнение к основному процессору, поддерживающий двухпроцессорную архитектуру, которая обеспечивает более быстрое рисование на экране и прокручивание экрана;

Базовые системные программы, на которых работает система X-Windows и выполняются сетевые протоколы;

Программное обеспечение сервера X11;

Переменный объем локальной памяти (от 2 до 8 Мбайт) для дисплея, сетевого интерфейса, поддерживающего TCP/IP и другие сетевые протоколы.

Порты для подключения клавиатуры и мыши.

Память это массив (выбор по строкам и по столбцам). Сперва чип принимает адрес ряда и затем через несколько наносекунд по той же линии передается адрес колонки. Чип считывает данные и передает их на вывод. При цикле записи данные принимаются чипом вместе с адресом колонки. Для управления чипом используется несколько управляющих линий. RAS (Row Address Strobe) сигналы которыми передается адрес ряда и также активируется весь чип. CAS (Column Address Strobe) сигналы которыми передается адрес колонки. WE (Write Enable) указывающий, что произведенный доступ - это доступ записи. OE (Output Enable) открывает буфера используемые для передачи данных с чипа памяти на "хост" (процессор).

На главную