Опишите архитектуру IBM PC совместимого компьютера

Структурная схема современного IBM PC-совместимого компьютера приведе­на на рис. 4.1. Ядром компьютера являются процессор (один или несколько), ОЗУ, ПЗУ с BIOS и интерфейсные средства, связывающие их между собой и с остальными компонентами. Эти средства на рисунке изображены в виде «обла­ка», поскольку их формы разнообразны (шины, хабы). Это «облако» обычно имеет интерфейсы одной или нескольких шин расширения (ISA, PCI/PCI-X, PCI-E), а также порта AGP (уже вытесняемого PCI-Е). Стандартная архитекту­ра PC определяет набор обязательных средств ввода-вывода и средств под­держки периферии, включая систему аппаратных прерываний (i8259A), систему прямого доступа к памяти (i8237A), трехканальный счетчик (i8254), интерфейс клавиатуры и управления (i8042), канал управления звуком, память и часы CMOS. На рисунке изображены лишь логические связи между этими устройст­вами; подразумевается, что с помощью средств того же «облака» они представ­лены своими стандартизованными регистрами в общедоступном пространстве ввода-вывода. Также подразумевается, что все компоненты получают требуе­мое питание, что превращает весь этот набор компонентов в работоспособный компьютер. Конечно же, он должен быть дополнен периферией: дисплеем со своим адаптером, подключаемым к порту AGP, шине расширения или прямо в «облако», контроллерами шин периферийных устройств (АТА, SATA, SCSI, SAS, USB, FireWire), интерфейсов портов (COM, LPT, GAME...), дисководов, аудиосредств и пр. «Облако» вместе со средствами ввода-вывода и поддержки периферии реализуется чипсетом системной платы (см. 6.1), который обычно включает в себя и перечисленные выше интерфейсы.

Любой PC-совместимый компьютер имеет следующие характерные черты:

—процессор, программно совместимый с семейством х86 фирмы Intel;

—специфическую систему распределения пространства адресов памяти;

—традиционное распределение адресов пространства ввода-вывода с фиксиро­ванным положением обязательных портов и совместимостью их программной модели;

—систему аппаратных прерываний, позволяющую периферийным устройствам сигнализировать процессору о необходимости исполнения некоторых обслу­живающих процедур;

—систему прямого доступа к памяти, позволяющую периферийным устрой­ствам обмениваться массивами данных с оперативной памятью, не отвлекая на это процессор;

—набор системных (стандартных) устройств и интерфейсов ввода-вывода;

унифицированные по конструктиву и интерфейсу шины расширения (ISA, EISA, MCA, VLB, PCI/PCI-X, PCI-E, PC Card, Card Bus), состав которых может варьироваться в зависимости от назначения и модели компьютера;

—базовую систему ввода-вывода (BIOS), выполняющую начальное тестирова­ние и загрузку операционной системы, а также имеющую набор функций, обслуживающих системные устройства ввода-вывода.