Foreversoft.ru

IT Справочник
1 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Концепция открытой архитектуры

Концепция открытой архитектуры

Первые поколения компьютеров разрабатывались на основе концепции жесткой архитектуры. Каждая модель содержала уникальное вычислительное ядро и ориентировалась на обслуживание совершенно определенного набора каналов ввода-вывода, что обеспечивалось специализированным программным обеспечением. Произвольное конфигурирование модели было невозможно, и любые функциональные модификации могли быть осуществлены только фирмой-разработчиком проведением комплексных доработок архитектуры компьютера.

В недрах последнего поколения компьютеров, предшествующего эпохе персональных компьютеров, родилась концепция открытой архитектуры. Согласно этой концепции, конкретная конфигурация модели могла быть определена на стадии производства или даже уточнена пользователем. Примером подобных «малых» моделей компьютеров была серия PDP фирмы DEC.

Первая персональная машина была сконструирована американской фирмой MITS в 1975 г. и названа Altair 8800. Цена ее составляла около 6 тыс. долл.

Следующая ПЭВМ была создана в буквальном смысле в гараже двумя молодыми американцами С. Возняком и С. Джобсом в 1976 г. Она получила название Apple-I. Весной 1977 г. ими же был изготовлен относительно дешевый и вместе с тем вполне законченный персональный компьютер Apple-II. Вскоре в эту область ринулось множество других конкурентов, а миллионы нетерпеливых покупателей поспешили обзавестись персональным компьютером. В результате домашняя мастерская С. Возняка и С. Джобса превратилась в процветающую фирму Apple Computer, которая и в настоящее время занимает достойное место на рынке ПЭВМ. Первые персональные компьютеры были 8-разрядными и по своим возможностям напоминали больше игрушки, нежели инструмент профессионала.

В начале 80-х гг. в число производителей ПЭВМ влились компьютерные гиганты International Business Machine Corp. (IBM), DEC и Hewlett-Packard (HP). В 1981 г. IBM выпустила свою первую удачную 16-разрядную модель PC (Personal Computer) и с этого момента стала флагманом в производстве не только больших, но и персональных ЭВМ. В 1983 и 1984 гг. появились новые модели машин этой же фирмы, а именно: PC XT (extended Technology) и PC AT (Advanced Technology) соответственно. Они стали неписаными стандартами в области ПЭВМ. Многие фирмы-производители освоили выпуск клонов этих изделий, улучшая некоторые из их характеристик или снижая стоимость. Такое разделение труда как раз и стало возможным на основе открытой архитектуры PC.

Рис. 1. Блок-схема компьютера с открытой архитектурой

Открытая архитектура предусматривает строгую стандартизацию главных системных шин и свободу подключения к главной шине через соответствующие устройства управления (контроллеры, карты) любого (с некоторыми ограничениями) набора и в любом порядке устройств ввода и вывода информации. Это обеспечивает конфигурирование конкретного компьютера как бы из «кубиков» в соответствии с его целевым назначением. С другой стороны, такая концепция обеспечивает разделение труда при разработке отдельных блоков и массовом производстве компьютеров, их совместимость, быструю и безболезненную модернизацию, непрерывное удешевление на базе конкуренции.

Реализации этой концепции способствовало появление в это же время малогабаритных устройств дисковой памяти – винчестера («жесткого» диска) и дисковода флоппи-дисков. Управление работой компьютера было возложено на разработку фирмы Microsoft – дисковую операционную систему персонального компьютера IBM PC – MS DOS.

Первой системной шиной персонального компьютера с открытой архитектурой стала шина ISA – шина индустриальной стандартной архитектуры. Стандарт определил стек протоколов взаимодействия устройств по 16-разрядной шине на конструктивном, электрическом и логическом уровнях и обеспечивал возможность клонирования фирменных компьютеров IBM PC. C этим стандартом связано возникновение понятия «IBM-совместимый персональный компьютер».

Таким образом, совместными разработками фирм IBM – как генерального разработчика, Intel – как лидера в разработке электронных компонент компьютера и Microsoft – разработчика системного программного обеспечения был создан настольный персональный компьютер универсального назначения, концепция которого не претерпела принципиальных изменений вплоть до настоящего времени и останется актуальной в ближайшей перспективе.

Фирма Apple Computer заняла потребительскую нишу персональных компьютеров, ориентированных на мультимедийные технологии и настольные издательские системы. Многие системные решения этой фирмы в области мультимедиа и пользовательского интерфейса были использованы IBM при развитии модельного ряда своих компьютеров. Компьютеры Apple Macintosh изначально использовали элементную базу фирмы Motorola, принципиально отличающуюся от микропроцессоров фирмы Intel на архитектурном и физическом уровнях и, вследствие этого, на уровне организации работы системы. В результате эти две основные системы персональных компьютеров общего (пользовательского) назначения являются совместимыми только на уровне общего поля устройств ввода и вывода информации.

Не нашли то, что искали? Воспользуйтесь поиском:

Лучшие изречения: На стипендию можно купить что-нибудь, но не больше. 9478 — | 7515 — или читать все.

Принцип открытой архитектуры

После рассмотрения аппаратных средств ПК есть необходимость вернуться к архитектуре компьютера, рассмотренной в разделе 2.

В современных персональных компьютерах реализуется очень важный принцип открытой архитектуры, разработанный фирмой IBM. Он заключается в том, что:

· устройства, непосредственно участвующие в обработке информации (процессор, сопроцессор, оперативная память), соединяются с остальными устройствами единой магистралью – шиной;

· компьютер строится по модульному принципу;

· обеспечивается совместимость всех новых устройств и программных средств с предыдущими версиями по принципу «сверху – вниз».

Устройства, связанные с процессором через шину, а не напрямую, называют периферийными

Фирма IBM в своё время сделала компьютер не единым неразъёмным устройством, а обеспечила возможность его сборки из независимо изготовленных частей аналогично детскому конструктору. При этом методы сопряжения устройств с компьютерами IBM РС не только не держались в секрете, но и были доступны всем желающим.

Принцип открытой архитектуры позволяет:

· выбрать конфигурацию компьютера;

Конфигурация компьютера определяется составом устройств, подключенных к нему.

Структура персонального компьютера, иллюстрирующая принцип открытой архитектуры, показана на рис. 4.28.

Рис.4.28. К принципу открытой архитектуры ПК

На этой схеме шина изображена в виде двунаправленного канала, по которому информация передаётся как от процессора к периферийным устройствам, так и в обратную сторону.

Преимущества открытой архитектуры заключаются в том, что пользователь получает возможность:

а) выбрать конфигурацию компьютера. Действительно, если не нужен принтер, или не хватает средств на его приобретение, никто не заставляет его покупать вместе с новым компьютером. Раньше было не так,- все устройства продавались единым комплектом, причем какого-то определенного типа, так, что выбрать или заменить что-то было невозможно.

б) расширить систему, подключив к ней новые устройства. Например, накопив денег и купив новый принтер, его легко можно подключить к имеющемуся компьютеру.

в) модернизировать систему, заменив любое из устройств более новым. Действительно, не нужно для этого выбрасывать весь компьютер! Достаточно вместо одного устройства подключить другое. В частности, можно заменить материнскую плату, чтобы из компьютера на базе процессора старого типа получить компьютер на базе процессора нового типа.

Модульный принцип позволяет потребителю самому комплектовать нужную ему конфигурацию компьютера и производить при необходимости ее модернизацию.

Принцип открытой архитектуры, наряду с другими достоинствами обеспечил потрясающий успех персональному компьютеру фирмы IBM, но лишил фирму возможности единолично пользоваться плодами этого успеха.

Дата добавления: 2014-10-15 ; Просмотров: 6871 ; Нарушение авторских прав?

Нам важно ваше мнение! Был ли полезен опубликованный материал? Да | Нет

Принцип открытой архитектуры компьютера

Принцип открытой архитектуры компьютера — это архитектурное построение, которое позволяет выполнять сборку, модернизацию и ремонтные работы компьютера по его отдельным модульным элементам.

Общие сведения

В 1975 году был спроектирован и собран первый персональный компьютер, который стал революционным событием для общественной и промышленной сферы жизни человечества. Прежде электронная вычислительная машина (ЭВМ) была доступна только большим предприятиям или крупным научно – исследовательским центрам. Маленьким организациям было не по карману приобретать стационарные ЭВМ.

Персональные электронные вычислительные машины (ПЭВМ) принадлежат к категории компьютеров личного (индивидуального) использования. То есть, они превратились в общедоступный инструментарий, который позволяет в разы повысить эффективность умственного (и не только) труда. Решая похожие задачи, разные ЭВМ, при этом, жёстко конкурировали между собой, как и производящие их компании. Разные фирмы искали различные технологические и конструкторские решения для улучшения своей продукции. И само собой, найденные решения имели гриф секретности, и мало кто был осведомлён как функционирует тот или иной компьютер, который, к тому же, представлял собой монолитный блок, не подлежащий усовершенствованию и изменению комплектации. Архитектурные особенности реализации компьютера были недоступны простым пользователям.

Попробуй обратиться за помощью к преподавателям

Принцип открытой архитектуры компьютера

Революционным событием стало решение ведущей компьютерной фирмы IBM спроектировать и собрать компьютер с указанной в его паспорте архитектурой. Это был компьютер IBM PC (на основе процессора Intel-8086), поступивший в продажу в 1981 году. Отдельно было подчёркнуто, что этот компьютер возможно подвергнуть модернизации, устанавливая разные дополнительные блоки и устройства периферии или просто меняя их на более совершенные.

Затем другие компании стали проектировать компьютеры, которые были совместимы с IBM PC, и это возвело его в ранг стандарта компьютерной техники. Существует, однако, мнение, что этот, по сути революционный, поступок погубил компанию IBM. Сегодня её часть компьютерного рынка бесконечно маленькая, но зато термин «IBM-PC-совместимый», навечно вписал имя этой компании в историю развития компьютерной техники.

Принципиальная позиция открытой архитектуры состоит в том, что компьютерные компании не делают тайны из комплектации компьютера, и она может быть легко изменена или модернизирована. Это обстоятельство позволяет менять какой-либо модуль в компьютере, не заботясь о его совместимости с данной компьютерной модификацией.

Задай вопрос специалистам и получи
ответ уже через 15 минут!

Говоря иначе, если пользователь хочет улучшить параметры компьютера, то ему достаточно искать модуль (деталь) с лучшими характеристиками, не обращая внимания на то, кто является производителем (конечно, при условии, что этот модуль принадлежит к IBM-совместимым устройствам). Около 85% на рынке компьютеров принадлежит компьютерам, разработанным на базе открытости архитектуры.

Одним из примеров компьютеров, выполненных без применения открытости, могут служить компьютеры компании Apple. Они не имеют широкого распространения в Российской Федерации по причине высокой цены и несовместимости программного обеспечения. Но с другой стороны, на высоком уровне находится безопасность данных пользователей этих компьютеров, так как достаточно проблематично осуществить взлом «закрытой архитектуры».

Новый импульс открытая архитектура получила с развитием сети интернет. А конкретнее, любое оборудование, которое подключено к персональному компьютеру, может быть использовано в многопользовательском режиме. Каждый персональный компьютер имеет в интернете свой уникальный адрес и у каждого модуля ввода-вывода он тоже есть. Это означает, что комбинация адреса персонального компьютера и модуля ввода-вывода позволяет открыть доступ ко всем открытым для общественного пользования устройствам.

В целях безопасности личных данных, пользователям необходимо помнить об этих свойствах открытой архитектуры компьютера и тщательно отстраивать доступ к периферийным устройствам. К примеру, все жёсткие диски или какие-либо каталоги на них могут стать доступными через внешние сети при помощи закладки «Доступ» в разделе «Свойства». Таким же образом может быть открыт доступ и к другому различному оборудованию (принтеру, сканеру и тому подобное). Естественно, глупо предполагать, что кому-то потребуется распечатать что-то на удалённом принтере без возможности забрать распечатки, но вот данные с жёсткого диска вполне вероятный объект кражи. Там может быть чья-то личная информация, пароли доступа и тому подобное, что не обязательно должно быть доступно широкому кругу людей. Возможен также вариант случайного доступа, когда, к примеру, системный программист, обслуживая компьютер, открыл для себя доступ к памяти компьютера, а затем позабыл выключить его по завершению всех процедур по обслуживанию.

Комплектация компьютера

Персональный компьютер сегодняшнего дня имеет в своём составе системный блок, монитор, клавиатуру и «мышку». Эти четыре компонента являются так называемой базовой конфигурацией персонального компьютера.

К системному блоку возможно подключение разнообразной периферии при помощи разнообразных разъёмных соединений. В системном блоке расположена системная, иначе материнская, плата, которая является наиболее объёмной электронной схемой. Она синхронизирует функционирование всех других компонентов компьютера, формируя их в единый комплекс. На материнской плате расположены все другие компьютерные модули, которые соединяются с ней через различные разъёмы. Оперативная память предназначена для сохранения временной информации и построена как внутренняя энергозависимая структура. В реальности это одна или набор маленьких плат, которые вставляются в предназначенные для них разъёмы на материнской плате.

Так и не нашли ответ
на свой вопрос?

Просто напиши с чем тебе
нужна помощь

Принцип открытой архитектуры.

Открытая архитектура — возможность свободно выбирать состав внешних устройств для компьютера, т.е. конфигурировать его в зависимости от круга решаемых задач.

Принцип открытой архитектуры заключается в следующем: регламентируются и стандартизируются только описание принципа действия компьютера и его конфигурация (определенная совокупность аппаратных средств и соединений между ними). Таким образом, компьютер можно собирать из отдельных узлов и деталей, разработанных и изготовленных независимыми фирмами-изготовителями.

Компьютер легко расширяется и модернизируется за счёт наличия внутренних расширительных гнёзд, в которые пользователь может вставлять разнообразные устройства, удовлетворяющие заданному стандарту, и тем самым устанавливать конфигурацию своей машины в соответствии со своими личными предпочтениями. Для того чтобы соединить друг с другом различные устройства компьютера, они должны иметь одинаковый интерфейс.

Интерфейс(англ. interface от inter — между, и face — лицо)— это средство сопряжения двух устройств, в котором все физические и логические параметры согласуются между собой.

Если интерфейс является общепринятым, например, утверждённым на уровне международных соглашений, то он называется стандартным.

Для согласования интерфейсов периферийные устройства подключаются к шине не напрямую, а через свои контроллеры (адаптеры) и порты.

Порты устройств — электронные схемы, содержащие один или несколько регистров ввода-вывода и позволяющие подключать периферийные устройства компьютера к внешним шинам микропроцессора.

Последовательный порт обменивается данными с процессором побайтно, а с внешними устройствами — побитно. Параллельный порт получает и посылает данные побайтно. К последовательному порту обычно подсоединяют медленно действующие или достаточно удалённые устройства, такие, как мышь и модем. К параллельному порту подсоединяют более «быстрые» устройства — принтер и сканер.

БАЗОВАЯ АППАРАТНАЯ КОНФИГУРАЦИЯ

Персональный компьютер или персональная ЭВМ (ПЭВМ) — электронная вычислительная машина, с которой может работать пользователь, не являющийся профессиональным программистом, основное достоинство которой — принцип открытой архитектуры. Такой компьютер легко расширяется и модернизируется за счет наличия внутренних расширительных разъемов, позволяющих пользователю устанавливать конфигурацию своей ЭВМ в соответствии со своими личными предпочтениями. Специалисты часто называют такие операции upgrade (расширить, обновить).

Тем не менее, существует понятие базовой конфигурации, которую считают типовой. В настоящее время в базовой конфигурации рассматривают четыре устройства:

— системный блок, в котором размещаются устройства обработки и хранения информации;

— монитор — устройство отображения информации;

— клавиатуру — основное устройство ввода информации в ПК;

— мышь – манипулятор, упрощающий взаимодействия пользователя с ПК.

Упрощенная блок-схема, отражающая основные функциональные компоненты ПЭВМ в их взаимосвязи, изображена на рисунке 5.

Рисунок 5 — Упрощенная блок-схема ПЭВМ

Системный блок

Системный блок представляет собой основной узел, внутри которого установлены наиболее важные компоненты, называемые внутренними, а устройства, подключаемые к нему снаружи, называют внешними или периферийными.

Корпус системного блока может иметь горизонтальную (DeskTop) или вертикальную (Tower — башня) компоновку.

Кроме формы, для корпуса важен параметр, называемый форм-фактором который обязательно должен быть согласован с форм-фактором главной (системной) платы компьютера — материнской платы.

Материнская плата основная плата персонального компьютера. На ней размещаются:

МП(микропроцессор), или центральный процессор [CPU, от англ. Central Processing Unit) — основной рабочий компонент компьютера. Физически микропроцессор представляет собой интегральную схему — тонкую пластинку кристаллического кремния прямоугольной формы площадью всего несколько квадратных миллиметров, на которой размещены схемы, реализующие все функции процессора; Кристалл-пластинка обычно помещается в пластмассовый или керамический плоский корпус и соединяется золотыми проводками с металлическими штырьками, чтобы его можно было присоединить к системной плате компьютера;

ОЗУ (оперативное запоминающее устройство), набор микросхем, предназначенных для временного хранения данных, когда компьютер включен;предназначено для оперативной записи, хранения и считывания информации (программ и данных), непосредственно участвующей в информационно-вычислительном процессе, выполняемом ПК в текущий период времени;

ПЗУ (постоянное запоминающее устройство) микросхема, предназначенная для длительного хранения неизменяемой (постоянной) программной и справочной информации, в том числе и когда компьютер выключен;

ГТИ (генератор тактовых импульсов), тактовые импульсы задает одна из микросхем, входящая в микропроцессорный комплект (чипсет), чем выше частота тактов, поступающих на процессор, тем больше команд он может исполнить в единицу времени, тем выше его производительность;

Чипсет (ChipSets)(микропроцессорный комплект) набор микросхем, управляющих работой внутренних устройств компьютера и определяющих основные функциональные возможности материнской платы;

Контроллер прерываний обслуживает процедуры прерывания, принимает запрос на прерывание от внешних устройств, определяет уровень приоритета этого запроса и выдает сигнал на выполнение прерывания процессору;

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

Контроллер клавиатуры;

Таймер — внутримашинные электронные часы, обеспечивающие при необходимости автоматический съем текущего момента времени.

Контроллеры (адаптеры) служат для подключения периферийных устройств к шинам микропроцессора, обеспечивая совместимость их интерфейсов. Они осуществляют непосредственное управление периферийными устройствами по запросам микропроцессора и реализуются, как правило, на отдельных печатных платах, вставляемых в унифицированные разъемы (слоты) на материнской плате. Через эти разъемы контроллеры устройств подключаются непосредственно к шине.

Системная шина — основная интерфейсная система компьютера, обеспечивающая сопряжение и связь всех его устройств между собой. Системная шина включает в себя:

-шину данных (ШД), содержащую провода и схемы сопряжения для параллельной передачи всех разрядов числового кода (машинного слова) операнда, обычно 64-разрядная;

-шину адреса (ША), состоящую из проводов и схем сопряжения для параллельной передачи всех разрядов кода адреса ячейки основной памяти или порта ввода-вывода внешнего устройства, обычно 32-разрядная;

-шину команд (ШК), содержащую провода и схемы сопряжения для передачи инструкций (управляющих сигналов, импульсов) во все блоки компьютера, в большинстве современных процессоров шина команд 32-разрядная, хотя существуют 64-разрядные процессоры и даже 128-разрядные.

В системном блоке расположен БП (блок питания), содержащий системы сетевого питания ПК и преобразующий переменное напряжение электросети в постоянное напряжение различной полярности и величины. Блок питания содержит вентилятор, создающий циркулирующие потоки воздуха для охлаждения системного блока. Шина питания БП, состоит из проводов и схем сопряжения для подключения блоков ПК к системе энергопитания.

Кроме сетевого, в компьютере имеется также автономный источник питания — аккумулятор. К аккумулятору подключается таймер — внутримашинные электронные часы, обеспечивающие при необходимости автоматический съем текущего момента времени. Таймер продолжает работать и при отключении компьютера от сети.

Дисковая память относится к внешним устройствам ПК и используется для долговременного хранения любой информации, которая может когда-либо потребоваться для решения задач, в ней, в частности, хранится все программное обеспечение компьютера. В качестве устройств внешней памяти, размещаемых в системном блоке, используются накопители на жестких (НЖМД) и гибких (НГМД) магнитных дисках, накопители на оптических дисках (НОД)и др.

Видеосистема компьютера

Видеосистема компьютера состоит из трех компонент:

монитор (называемый также дисплеем);

видеоадаптер;

программное обеспечение (драйверы видеосистемы).

Видеоадаптер посылает в монитор сигналы управления яркостью лучей и синхросигналы строчной и кадровой развёрток.

Монитор преобразует эти сигналы в зрительные образы без их долговременной фиксации.

Программные средства обрабатывают видеоизображения — выполняют кодирование и декодирование сигналов, координатные преобразования, сжатие изображений и др.

Монитор — не единственно возможное, но главное устройство вывода. Мониторы бывают алфавитно-цифровые и графические, монохромные и цветного изображения. Современные компьютеры комплектуются, как правило, цветными графическими дисплеями на базе электронно-лучевой трубки, газоразрядными, жидкокристаллическими и сенсорными.

Папиллярные узоры пальцев рук — маркер спортивных способностей: дерматоглифические признаки формируются на 3-5 месяце беременности, не изменяются в течение жизни.

Общие условия выбора системы дренажа: Система дренажа выбирается в зависимости от характера защищаемого.

Опора деревянной одностоечной и способы укрепление угловых опор: Опоры ВЛ — конструкции, предназначен­ные для поддерживания проводов на необходимой высоте над землей, водой.

Читать еще:  Абсолютный и относительный путь к файлу linux
Ссылка на основную публикацию
Adblock
detector