Арифметические
с целыми числами
с числами с фиксированнойточкой
с числами с плавающей точкой
операции с другими видами информации
с логическими адресами
операции с изображениями
со звуком
операции управления и связи
операции управления вычислительным процессом
операции связи с внешними устройствами
обработка прерываний
диагностические операции
операции загрузки
Работа
Управляющая работой ЭВМ программа перед началом выполнения загружаетсяв основнуюпамять (ОП). Адреспервой выполняемой командыпередается микропроцессору и запоминаетсяв счетчике команд.
Начало работы процессора заключается в том, что адрес из счетчика команд (в котором всегда хранится адрес очередной команды) выставляется на шину адреса системной магистрали. Одновременно на шину управления выдается команда «Выборка из ОП», которая воспринимается основной памятью. Получив с шины управления системной магистрали команду, основная память считывает адрес с шины адреса, находит ячейку с этим номером и ее содержимое выставляет на шину данных, а на шину управления выставляет сигнал о выполнении команды. Процессор, получив по шине управления сигнал об окончании работы ОП, вводит число с шины данных на внутреннюю магистраль МП и через нее пересылает введеннуюинформацию в регистр команд.
КАНАЛЫ И ИНТЕРФЕЙСЫ ВВОДА-ВЫВОДА
Все устройства ЭВМ подключаются с использованиеминтерфейсов.Интерфейсобеспечивает сопряжение и связь устройств друг с другом и ЭВМ. В интерфейсе предусмотрено сопряжение намеханическом (число проводов, элементы связи, типы соединений, разъемы, номера контактов) илогическом (сигналы, их длительность, полярность, частоты и амплитуды, протоколы взаимодействия) уровнях.
Взаимодействие МП с внешними устройствами предусматривает выполнение логическойпоследовательности действий, связанных с поиском устройства, определением его техническогосостояния, обменом командами и информацией. Эта логическая последовательность действийвместе с устройствами, реализующими ее, получила название интерфейс ввода-вывода.
Для различных устройств могут использоваться разные логические последовательности действий, поэтому интерфейсов ввода-выводаможет в одной и той же ЭВМ использоватьсянесколько. Если их удается свести к одному, универсальному, то такой интерфейс называетсястандартным. В IBMPC есть два стандартных интерфейса для связи ЦП с внешними устройствами: параллельный (типа Centronics) и последовательный (типа RS-232).
На современных компьютерах есть хотя бы один последовательный и один параллельный порт, несмотря на то что уже давно существуют сетевые адаптеры, шина USB и другие способы коммуникации. Исключением могут быть разве что современные ноутбуки – на некоторых из них нет ни последовательных, ни параллельных портов.
Параллельный порт.
Параллельный порт (сокращенное название – LPT) появился на самом первом IBM PC. Иногда его называют Centronics – по имени фирмы-разработчика. Параллельный порт использовался раньше преимущественно для подключения принтеров.
Современные принтеры обычно подключаются к компьютеру через USB, но многие модели имеют разъем для подключения LPT-кабеля (кабеля параллельного порта).
К параллельному порту, кроме принтера, можно подключить:
некоторые носители данных, например,внешние приводы CD-ROM, магнитныенакопители «повышенной» емкости (раньше повышенной емкостью считалось 120 Мб);
стримеры – устройства хранения данныхна магнитной ленте. Сейчас они практически не используются, а раньше часто использовались для создания резервных копий на серверах предприятий – ведь магнитная лента стоила копейки по сравнению с другими носителями информации и позволяла записывать большие на то время объемы информации (несколько гигабайтов);
сканеры старых образцов (современные подключаются через USB).
Последовательный порт. Последовательный порт (другие названия – COM, RS-232, serialport), как и параллельный, в устаревающих моделях компьютеров использовался для подключения многих устройств, но чаще всего к нему подключали:
мышки и другие указательные устройства;
• модемы – даже и сейчас некоторые модемы могут подключаться как к последовательному порту, так и к usb;
• «умные» источники бесперебойного питания – многие источники бесперебойного питания могут сообщать компьютеру о текущем заряде своих батарей. Это очень удобно, поскольку вы знаете, на сколько времени хватит заряда в батареях и как скоро нужно выключить компьютер.
Сейчаспоследовательный порт преимущественно используется для подключения некоторых внешних модемов и «умных» ИБП.
Все многообразие интерфейсов ЭВМ образует иерархическую структуру, в основе которой находятсяинтерфейсы системного уровня подключения. Для этой группы интерфейсов характерно, что в их транзакциях фигурируютфизические адреса пространствапамятиипространства ввода-вывода. Совокупность интерфейсов системного уровня образуют системнуюшину ЭВМ, которую можно представить в виде следующихфизических интерфейсов:
шина подключения центрального процессора – FSB (FrontSideBus – фасадная шина);
шина подключения контроллеров памяти (ОЗУ и ПЗУ); шина памяти (memorybus) системной уже не является, т.к. в ней используются не системные адреса, а адреса физических банков памяти;
шины ввода-вывода, обеспечивающие связь между центральной частью ЭВМ и периферийными устройствами.
Шины характеризуются рядом функциональных характеристик, важнейшей из которых являетсяпропускная способность, определяющая скорость работы и измеряемая в Мб/с. На пропускную способность влияют: разрядность шины (buswidth) – количество линий связи в шине, а значит и количество битов информации, которые можно передавать по шине одновременно; тактовая частота шины (busfrequency) – частота, с которой передаются биты информации по линиям связи.
По способу передачи данных от компьютера к устройству различают устройства:
1.Симплексные(simplex-тоесть передача идет только в одну сторону,например мышь, принтер,сканер,монитор)
2.Полудуплексные(half-duplex- передача может быть в обе стороны,но только по очереди,например:(–>,←-)часто ставят на ноутах полудуплексные аудиокарты,так как они экономнее в плане энергии и тд)
3.Дуплексные(duplex-передача идет в оба направления одновременно)
Также различают параллельное и последовательное подключение.
Последовательные:COM,USB,SATA
Параллельные:LTP;IDE
Интерфейс внешних запоминающих устройств:
1.SCSI-очень старый интерфейс, сейчас не используется,был веден в 1986 году компанией Macintosh
2. ATA- параллельный порт передачи данных-введен в 1986 году компанией IBM,далее последовали доработки этого интерфейсa-IDE,на который можно подключить до 2-х устройств.
3.SATA-Serial ATA-последовательный порт, сейчас наиболее удобен,ибо имеет высокую скорость передачи и пропускную способность до 6 гб\с.
Интерфейс видео-подсистем.
В натсоящее время используется интерфейс подключения монитора к компьютеру типа VGA\XVGA\XGA (Выпущен IBM в 1987 году) - позволяющий выводить изображения любой битности и разрешения.
графический видеоадаптер сейчас может подключаться либо по AGP шине,либо по pci-express/
Agp-была разработана компанией intel в 1997 году,были также разные поколения этой шины,AGP,AGP4x,AGP8x- в 8x удалось достигнуть скорости обмена в 2 гб\с
pci-express- был создан в 2002 году компанией intel,в версии pci-express удалось достичь скорости обмена в 32 гб\с
Интерфейс периферийных устройств.
Большинство периферийных устройств подключаются посредством последовательного подключения,а именно USB, такой порт может работать с разными скоростями в зависимости от подключенного устройства(hi-speed для usb 2.0 позволяет до 12 гб\с)
Однако интерфейс usbтребуетдрайвера для подключенного устройства, что не всегда бывает удобно,например,при проведении перепрошивки различных устройств, чаще всего используют COM кабели,ибо они гораздо надежнее.