Структура персонального компьютера. Рис. 3.1. Структурная схема персонального компьютера

Рис. 3.1. Структурная схема персонального компьютера

К устройствам ввода информации относятся:

■ графический планшет (дигитайзер) – устройство для ручного ввода графи­ческой информации путем перемещения по планшету специального указателя (пера); при перемещении пера автоматически выполняется считывание координат его местоположения и ввод их в персональный компьютер;

■ сканер – устройство для автоматического считывания с бумажных носителей и ввода в персональный компьютер машинописных текстов и графических изображений; в уст­ройстве кодирования сканера в текстовом режиме считанные символы после срав­нения с эталонными контурами с помощью специальных программ преобразуются в ASCII-коды, а в графическом режиме считанные рисунки преобразуются в последовательности координат точек на плоскости;

■ манипуляторы (мышь, джойстик, сенсорная панель, световое перо и др.) – устройства для ввода графической информации путем управления движением указателя по экрану с последующим кодированием его координат и вводом их в персональный компьютер;

■ сенсорный монитор – устройство для ввода отдельных элементов изображения, программ или команд с полиэкрана монитора в персональный компьютер.

К устройствам вывода информации относятся:

■ принтер – печатающее устройство для вывода информации из компьютера на бумажный носитель;

■ графопостроитель (плоттер) – печатающее устройство для вывода графической информации из компьютера на бумажный носитель.

Средства связи и телекоммуникации используются для связи персонального компьютера с различными приборами (согласователи интерфейсов, адаптеры, цифро-анало­говые и аналого-цифровые преобразователи и т. п.) и для подключения его к каналам связи, другим ЭВМ и вычислительным сетям (сетевые платы, модемы, коммутаторы, маршрутизаторы и др.).

Приведенная классификация периферийных устройств относительна, поскольку она позволяет отнести одно и то же устройство сразу к нескольким группам. Например, клавиатуру можно отнести не только к диалоговым средствам пользователя, но и к устройствам ввода информации, а сенсорный монитор – сразу к трем группам (диалоговым средствам пользователя, устройствам ввода и устройствам вывода информации).

Дополнительные микросхемы. Наряду с типовыми внеш­ними устройствами к системной шине персонального компьютера могут быть подключены и некоторые дополнительные микросхемы, расширяющие и улучшающие функциональные возможности процессора. К ним относятся математический сопроцессор, контроллер прямого доступа к памяти, сопроцессор ввода-вывода, контроллер прерываний и др.

Математический сопроцессор используется для ускоренного вы­полнения операций над двоичными числами с плавающей запятой, а также для вычисления некоторых трансцендентных (например, тригонометрических) функций. Он имеет свою систему команд и работает параллельно с центральным процессором под управлением по­следнего. В результате скорость вычислений увеличивается в десятки раз. В настоящее время математический сопроцессор реализуется не в виде отдельной микросхемы, а логически включен в структуру центрального процессора.

Контроллер прямого доступа к памяти освобождает процессор от прямого управления внешними запоминающими устройствами, что существенно повышает быстродействие персонального компьютера, поскольку обмен данными между внешними и оперативным запоминающим устройствами осуществляется непосредственно, минуя процессор. В современных персональных компьютерах контроллер прямого доступа к памяти в виде отдельной микросхемы не используется. Его функции переданы другим устройствам, например, контроллеру жестких дисков, использующему технологию Ultra DMA.

Сопроцессор ввода-вывода за счет параллельной работы с центральным процессором значительно ускоряет выполнение процедур ввода-вывода при обслуживании нескольких внешних устройств (монитора, принтера, жесткого диска и др.) и освобождает центральный процессор от обработки проце­дур ввода-вывода.

Важнейшую роль играет в ПК контроллер прерываний.

Прерывание – временный останов выполнения одной программы с целью оперативного выполнения другой, в данный момент более важной (приори­тетной) программы.

Прерывания возникают при работе компьютера постоянно. Они могут быть инициированы:

■ периферийными устройствами (сигналами от таймера, принтера, жесткого диска и др., нажатием или отпусканием клавиши или кнопки мыши, движением мыши и т. д.);

■ нарушением условий исполнения машинного кода (делением на нуль, переполнением разрядной сетки, обращением к недопустимым адресам и т. д.);

■ исполнением специальных инструкций в программном коде (обращением к функциям драйверов, операционной системы и др.).

Контроллер прерываний принимает запрос на прерывание, определяет уровень приоритета этого запроса и передает сигнал прерывания процессору, который приостанавливает выполне­ние текущей программы и переходит к выполнению программы обслужива­ния прерывания, на которое поступил запрос. После завершения прог­раммы обслуживания возобновляется выполнение прерванной программы. В современных компьютерах кроме центрального контроллера прерываний используется также локальный контроллер, встроенный в процессор. Его использование дает ряд преимуществ – создает возможность обработки межпроцессорных прерываний и увеличивает ее скорость.