Архитектура ПК IBM и что такое принцип открытой архитектуры
Что такое архитектура ПК от IBM
-
конструкция устройства должна предусматривать возможность расширения возможностей системы;
-
изменени я внутри системы не должны требовать лицензионных соглашений или затрат;
-
пользователь самостоятельно может изменять базовые возможности компьютерной системы.
Архитектура ПК от IBM: основы
-
присутствует центральный процессор Intel и/или совместимые с ним процессоры других производителей;
-
присутствует BIOS;
-
регламентируется процедура стартового запуска системы;
-
есть механизм собственного конфигурирования системы;
-
присутствует реестр системы, где хранятся сведения о конфигурации устройства;
-
блочная организация памяти в устройстве, к которой организован прямой доступ;
-
наличие нормативов, которые описывают конструкцию компьютера, режимы работы, протоколы по обмену данными и др.
Альтернатива открытой архитектуре от IBM
Не сложно предположить, что раз есть открытая архитектура ПК от IBM, то , скорее всего , есть и закрытая архитектура. Это правда . Закрытую архитектуру производства компьютеров представляет компания Apple. Вообще , соперничество между Apple и IBM началось еще несколько десятков лет назад и продолжается до сих пор, но это тема другой статьи.
Отличительн ая особенност ь такой архитектуры — компания-производитель контролирует все компоненты и программное обеспечение компьютера. То есть пользователь не может совершить апгрейд устройства, а может только заменить его на новое с улучшенными характеристиками. Пользователь также не может сменить операционную систему компьютер а н а ту, которая ему по душе, а только на ту, что предлагает производитель компьютера.
С одной стороны, закрытая архитектура кажется сильно «ограниченной» и сковывающей индивидуальность пользователей, но с другой стороны , при такой реализации компания-производитель полностью несет ответственность за свое устройств о — это, в первую очередь, сказывается на безопасности и производительности устройств.
Заключение
Открытая архитектура для ПК от IBM несет в себе некую свободу для пользователей, которые самостоятельно могут собирать устройства своими руками, ч его не скажешь о закрытой архитектуре, где об этом уже позаботились производители.
Мы будем очень благодарны
Модульная компоновка компьютера
Собранный персональный компьютер состоит из набора функциональных блоков (модулей). Есть некоторый основной комплект модулей, требуемый для нормального функционирования персонального компьютера, а открытая архитектура даёт возможность пользователям самим менять состав этого комплекта. Но это не должно влиять на общий завершённый функционал компьютера.
Для организации взаимного обмена информацией между модулями и модулей с центральным процессором существует канал приёма и передачи данных, называемый системной шиной.
Для присоединения модулей к шине на материнской плате расположен ряд специальных разъёмов. Стандартные нормативы шины были документами свободного доступа, и это давало возможность компаниям, производящим периферийное оборудование, проектировать микроконтроллеры, которые выполняли подключение своих модулей к шинам с разными стандартами.
Общей системной шиной управляет центральный процессор, который выделяет время остальным модулям для выполнения обменных операций с данными.
Модуль памяти сохраняет выполняемые программы и информационные данные. Внешние модули, амплитуды сигналов которых не совпадают с уровнями сигналов общей шины, должны подключаться к шине посредством специального блока, микроконтроллера. Он выполняет функцию согласования сигналов внешнего модуля со стандартами шины и управляет модулем согласно получаемым от центрального процессора командам.
Открытая архитектура компьютера подразумевает следующие правила модульности:
Необходимо отметить, что также были выработаны нормы, которые описывают структуру компьютера, режимы работы, стандарты трансляции информационных данных. Без создания таких нормативов столь ошеломляющий успех электронных вычислительных машин компании IBM просто не мог состояться.
Открытая архитектура персонального компьютера подразумевает своими базовыми составляющими две части:
Системный блок с внутренней начинкой, а также вся периферия не могут функционировать без управления соответствующим программным обеспечением, которое «вдыхает жизнь» в непростой компьютерный механизм. Развитие персональных компьютеров параллельно способствовало развитию программного обеспечения.
Что такое открытая архитектура компьютера
Восьмидесятые годы прошлого века ознаменовались появлением ЭВМ четвертого поколения и началом эры персональных компьютеров. В 1981 году свет увидел персональный компьютер IBM PC, став самым продаваемым за всю историю.
Причины успеха этой модели кроются в принципе открытой архитектуры, который был реализован впервые. Все проекты компьютера находились в открытом доступе. Это позволило другим производителям начать выпуск совместимых комплектующих и периферийных устройств.
Впоследствии решение о публикации спецификаций негативно сказалось на компании IBM, поскольку появились IBM-совместимые копии по гораздо меньшим ценам. Но рядовой пользователь от этого только выиграл.
Принципы открытой архитектуры
Открытая архитектура IBM подразумевает ряд стандартов, касающихся аппаратного и программного обеспечения компьютера. Например, адресация устройств, наличие BIOS и энергонезависимой памяти для ее хранения, организация процессорных прерываний и так далее.
Но главный принцип — унификация составных частей, так называемая блочно-модульная структура. Персональный компьютер состоит из определенных блоков, набор их может меняться или дополняться пользователем самостоятельно.
Блоки устанавливаются в разъемы материнской платы, которая посредством системной шины обеспечивает их взаимодействие друг с другом и центральным процессором.
Открытая архитектура позволяет собрать компьютер с нуля, подобрав необходимый процессор, оперативную память, жесткий диск и набор плат расширения под конкретные задачи. Таким образом, не обладая знаниями в схемотехнике, можно получить любое устройство — от персонального веб-сервера до мультимедийного центра.
Кроме того, открытая архитектура положительным образом сказалась на рынке компьютерных комплектующих, вызвав высокую конкуренцию в этой сфере. Как следствие, продукция стала разнообразнее, а цены на нее ниже. Достаточно сравнить стоимость IBM-совместимого компьютера с закрытым аналогом, например Apple.
Контрольные вопросы
- Каковы место и роль информационных систем и технологий на современном этапе развития общества?
- Что такое ЭВМ, охарактеризуйте категории пользователей ЭВМ?
- Что называется информационной системой?
- Что такое информационные технологии, укажите сферы их применения?
- По каким группам характеристик осуществляется оценка и выбор ЭВМ?
- Дайте определение основным техническим и эксплуатационным характеристикам ЭВМ.
- Какие тестовые наборы используются для оценки и выбора ЭВМ?
- Приведите основные классификационные признаки ЭВМ.
- Охарактеризуйте классы ЭВМ по вычислительной мощности.
- В чем заключается принцип аппаратного управления?
- Поясните суть принципа программного управления.
- Дайте определение алгоритм и программа, в чем их отличие?
- Что такое архитектура ЭВМ, приведите основные принципы фон-Неймановской архитектуры?
- Охарактеризуйте понятия «слово», «команда», «операнд».
- Каковы основные устройства ЭВМ фон-Неймановской архитектуры?
- Что такое управление потоком команд и управление потоком данных, в чем их отличия?
- Охарактеризуйте принцип открытой архитектуры.
- Что такое принцип модульного построения?
- Объясните суть режима мультипрограммности.
Урок Открытая архитектура ПК
Открытая архитектура ПК
Такой подход позволяет обеспечить конкуренцию производителей, повысить качество и снизить цены для потребителей.
Кроме того, открытая архитектура компьютера с появлением Интернета получила «второе дыхание». Точнее, каждое устройство, подключенное к ПК, стало возможным использовать в режиме коллективного доступа.
У каждого ПК в Интернете есть свой собственный адрес, а у каждого устройства ввода-вывода тоже есть адрес. Таким образом, комбинируя адрес ПК и адрес устройства ввода-вывода, можно обеспечить доступ к любому открытому для коллективного использования устройству.
Пользователям следует помнить об открытой архитектуре компьютера, и внимательно настраивать доступ к устройствам ввода-вывода. Например, любой жесткий диск или любая папка на жестком диске может быть открыта для доступа извне ПК, используя закладку «Доступ» в окне «Свойства»:
Аналогично настраивается доступ и к другим устройствам (принтерам, сканерам и т.п.).
Конечно, предположить, что кто-то попытается вывести данные на Ваш принтер – это из области фантастики, так как забрать свои распечатки такой удаленный пользователь вряд ли сможет. Но вот получить доступ к Вашим жестким дискам для «кражи» данных – это вполне возможно.
Кроме того, общий доступ делает Ваши данные доступными другим пользователям, а это могут быть, например, Ваши персональные данные, пароли и т.п., что совсем не нужно знать другим.
Наконец, программы-вирусы легче попадают на ПК, где открыт доступ к устройствам ввода-вывода, особенно к жестким дискам. Поэтому следует тщательно проверять, нет ли случайного или несанкционированного доступа к Вашим устройствам.
Под случайным доступом можно понимать, например, ситуацию, когда обслуживающий Вас системный программист установил такой доступ для себя, но потом забыл его отключить после выполнения системных работ.
С точки зрения безопасности открытая архитектура компьютера является слишком открытой системой, доступную не только лояльным пользователям, но и вредоносным программам, хакерам и т.п.
Однако благодаря своей простоте, наличию стандартов, модульности, гибкости, непрерывному развитию, данная архитектура завоевала популярность среди производителей и пользователей. И уже никакие вирусы и хакеры не смогут повернуть обратно ход истории и технического развития.
Конечно, это нерационально, когда все открыто и доступно, когда все монтируется как бы на одной общей шине данных, пронизывающей весь мир. Но уж больно просто и красиво получается. А красота, как известно, спасет мир!
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.
Слайд 53 Шина для жесткого дискаПреимущества нового интерфейса в сравнении
и меньшее количество контактных ножек (7 против 40); так и
технические: нативная поддержка «горячей замены» (замена не активного устройства), более быстрая передача данных на более высоких скоростях, увеличенная эффективность очереди команд ввода/вывода (IO). Позже, с приходом режима AHCI, появилась поддержка технологии NCQ.
Теоретически, последовательный порт медленнее параллельного, но повышения скорости удалось добиться благодаря высокой частоте функционирования. Частоту удалось поднять благодаря отсутствию необходимости синхронизации данных, а также большей защищённости кабеля от помех (толще проводник, меньше помех).
Принцип открытой архитектуры
В конце 70-х годов 20 века получили распространение персональные компьютеры, что послужило причиной снижения спроса на большие ЭВМ и мини-ЭВМ. Мировым лидером в выпуске ЭВМ была фирма IBM (International Business Machines Corporation).
Падение спроса на ЭВМ подтолкнуло руководство IBM пойти на эксперимент – разработку и создание персонального компьютера.
Однако отношение руководства фирмы к новому проекту было несерьезным – что-то типа одного из мероприятий по созданию нового оборудования, которые в огромном количестве проводились на фирме. Чтобы не вкладывать в проект с «туманной» перспективой много средств, руководство фирмы предоставило подразделению по реализации данного проекта непривычную для фирмы свободу.
Свобода, например, состояла в том, чтобы не заниматься разработкой персонального компьютера (ПК) «с нуля», а воспользоваться готовыми блоками других (!) фирм. Сотрудники подразделения стали выбирать лучшие предложения, имеющиеся на тот момент.
Поэтому в качестве основного микропроцессора компьютера был выбран новенький тогда микропроцессор Intel-8088 (известнейшей на сегодняшний день фирмы Intel). На тот момент это был лучший микропроцессор. Он позволял работать с 1 мегабайтом памяти, тогда как другие компьютеры работали только с 64 килобайтами памяти.
Другие комплектующие тоже были выбраны в различных фирмах по принципу «все самое лучшее». Что касается программного обеспечения (проще говоря, софта), то его было предложено создать небольшой фирме Microsoft.
В августе 1981 года компьютер, собранный из комплектующих различных фирм, был выпущен под названием IBM PC и вскоре после этого он приобрел большую популярность. А через год-два компьютер IBM PC занял ведущее место на рынке и стал стандартом персонального компьютера.
Кстати, выражение «совместимый с IBM PC» означает, что компьютер выпущен другой фирмой (не IBM), но по стандарту IBM PC.
Этот исторический экскурс является необходимым элементом компьютерной грамотности по истории возникновения персонального компьютера и, в частности, о причине его грандиозного успеха, т.е. о принципе открытой архитектуры. Действительно, если бы компьютер IBM PC был сделан так же, как аналогичные компьютеры того времени, его благополучно все давно уже забыли бы. Ведь давно уже забыты телевизоры, приемники, автомобили того времени.
В IBM PC изначально была заложена возможность апгрейда (замена отдельных частей на более совершенные) и использование новых устройств. Сборка компьютера из независимо изготовленных частей происходит аналогично детскому конструктору. Кстати, методы сопряжения различных устройств с компьютером IBM PC были также доступны всем желающим и не являлись секретными сведениями.
Вот этот принцип детского конструктора, собственно говоря, и является принципом открытой архитектуры. Благодаря ему компьютер IBM PC приобрел бешеный успех, но лишил фирму монополии на этот компьютер.
Давайте посмотрим на этот «конструктор» с точки зрения компьютерной грамотности. На системной (или материнской) плате размещены только те блоки, которые осуществляют обработку информации. Схемы, которые управляют остальными устройствами компьютера — монитором, принтером и т.д., реализованы на отдельных платах (контроллерах). Контроллеры вставляются в стандартные разъемы на системной плате – слоты. К электронным схемам подводится электропитание из единого блока питания. Все это вместе заключено в единый корпус — системный блок.
Открытость этого конструктора заключается в том, что все спецификации взаимодействия внешних устройств с контроллерами, а также контроллеров с системной платой и т.д., доступны всем желающим. Поэтому независимые производители могут разрабатывать различные дополнительные устройства, что резко увеличивает популярность компьютера.
Но в наилучшем положении из-за применения принципа детского конструктора оказались пользователи ПК. Выгода пользователей от заложенного в ПК принципа открытой архитектуры состоит в следующем:
4.4. Что такое архитектура и структура компьютера
При рассмотрении компьютерных устройств принято различать их архитектуру и
структуру.
|
Архитектурой компьютера называется его описание на некотором общем уровне, включающее описание пользовательских возможностей программирования, системы команд, системы адресации, организации памяти и т.д. Архитектура определяет принципы действия, информационные связи и взаимное соединение основных логических узлов компьютера: процессора, оперативного ЗУ, внешних ЗУ и периферийных устройств. Общность архитектуры разных компьютеров обеспечивает их совместимость с точки зрения пользователя. |
|
Структура компьютера — это совокупность его функциональных элементов и связей между ними. Элементами могут быть самые различные устройства — от основных логических узлов компьютера до простейших схем. Структура компьютера графически представляется в виде структурных схем, с помощью которых можно дать описание компьютера на любом уровне детализации. |
Наиболее распространены следующие архитектурные решения.
· Классическая
архитектура (архитектура фон Неймана) — одно арифметико-логическое
устройство (АЛУ), через которое проходит поток данных, и одно устройство
управления (УУ), через которое проходит поток команд — программа (рис. 4.1).
Это однопроцессорный компьютер. К этому типу архитектуры относится
и архитектура персонального компьютера с общей
шиной, подробно рассмотренная в разделе 4.18 (рис. 4.26). Все
функциональные блоки здесь связаны между собой общей шиной, называемой также
системной магистралью.
| Физически магистраль представляет собой многопроводную линию с гнездами для подключения электронных схем. Совокупность проводов магистрали разделяется на отдельные группы: шину адреса, шину данных и шину управления. |
Периферийные устройства (принтер и др.) подключаются к аппаратуре компьютера
через специальные контроллеры
— устройства управления периферийными устройствами.
|
Контроллер — устройство, которое связывает периферийное оборудование или каналы связи с центральным процессором, освобождая процессор от непосредственного управления функционированием данного оборудования. |
· Многопроцессорная
архитектура. Наличие в компьютере нескольких процессоров означает,
что параллельно может быть организовано много потоков данных и много потоков
команд. Таким образом, параллельно могут выполняться несколько фрагментов
одной задачи. Структура такой машины, имеющей общую оперативную память и
несколько процессоров, представлена на рис. 4.3.
Рис. 4.3. Архитектура многопроцессорного
компьютера
· Многомашинная вычислительная
система. Здесь несколько процессоров, входящих в вычислительную
систему, не имеют общей оперативной памяти, а имеют каждый свою
(локальную). Каждый компьютер в многомашинной системе имеет классическую
архитектуру, и такая система применяется достаточно широко. Однако эффект от
применения такой вычислительной системы может быть получен только при решении
задач, имеющих очень специальную структуру: она должна разбиваться на столько
слабо связанных подзадач, сколько компьютеров в системе.
Преимущество в быстродействии многопроцессорных и многомашинных
вычислительных систем перед однопроцессорными очевидно.
· Архитектура с параллельными
процессорами. Здесь несколько АЛУ работают под управлением
одного УУ. Это означает, что множество данных может обрабатываться по одной
программе — то есть по одному потоку команд. Высокое быстродействие такой
архитектуры можно получить только на задачах, в которых одинаковые
вычислительные операции выполняются одновременно на различных однотипных наборах
данных. Структура таких компьютеров представлена на рис. 4.4.
Рис. 4.4. Архитектура с параллельным процессором
В современных машинах часто присутствуют элементы различных типов
архитектурных решений. Существуют и такие архитектурные решения, которые
радикально отличаются от рассмотренных выше.
Открытая архитектура компьютера: сущность и принципы построения
Современные персональные компьютеры представляют собой машины с открытой архитектурой. Это значит, что в них применяются стандартные способы присоединения различных устройств периферии, которые производители предлагают пользователям персональных компьютеров.
Такая стратегия обеспечивает достаточный уровень конкуренции компьютерных фирм, что ведёт к повышению качества и снижению стоимости производимых устройств. Но если посмотреть со стороны безопасности, то открытая архитектура компьютера кажется чрезмерно открытой структурной организацией, которая доступна не только законопослушным членам общества, но и различным преступным программным вирусам.
Замечание 1
Тем не менее такая архитектура обладает целым рядом достоинств, таких как стандартизация, модульная структура, гибкость реализации, непрерывное развитие, что сделало её необычайно популярной в среде компьютерных компаний, а также у рядовых пользователей.
Ни вирусные атаки, ни преступные действия хакеров уже не в состоянии развернуть обратно исторический ход событий и развитие техники. Работу над проектом любого оборудования всегда надо начинать с выработки неких основных положений, которые станут базой для выстраивания всей системы. Такую фундаментальную основу будущих разработок и называют архитектурой. Проектируя персональную электронную вычислительную машину, специалисты компании IBM пришли к созданию «открытой архитектуры», которая впоследствии доказала свою эффективность и по сегодняшний день применяется в производстве персональных компьютеров.
Основными принципами открытой архитектуры считаются следующие положения:
- Она предполагает вероятность и возможность дальнейшего совершенствования конструкции.
- Применение известных технологических и технических решений не ведёт к затратам на лицензирование.
- Эксплуатационные возможности системы допускают модификацию базовой комплектации устройства непосредственно пользователем.
Эта система с самонастройкой показала себя несомненно эффективным проектом. Так как при запуске системы в работу, она сама определяет имеющуюся в наличии комплектацию (видит подключенные к ней элементы), то любой пользователь может без особого труда сам решить какая ему требуется конфигурация и реализовать её, в отличии, например, от компьютеров фирмы Macintosh, использовавших закрытую архитектуру, которая состоит из зафиксированного набора элементов и данные о структуре машины известны только специалистам компании. То есть для модернизации или ремонта такого компьютера необходимо обращение в сервисные организации, что не всегда удобно.
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.
4.5. Как устроен компьютер
Рассмотрим устройство компьютера на примере самой распространенной
компьютерной системы — персонального компьютера. Персональным компьютером
(ПК) называют сравнительно недорогой универсальный микрокомпьютер, рассчитанный
на одного пользователя. Персональные компьютеры обычно проектируются на основе
принципа открытой архитектуры.
Принцип открытой архитектуры заключается в следующем:
|
Упрощённая блок-схема, отражающая основные функциональные компоненты
компьютерной системы в их взаимосвязи, изображена на рисунке 4.5.
Рис. 4.5. Общая структура персонального компьютера с
подсоединенными периферийными устройствами
Для того, чтобы соединить друг с другом различные устройства компьютера, они
должны иметь одинаковый интерфейс (англ. interface от inter — между, и
face — лицо).
|
Интерфейс — 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.
Каждый из функциональных элементов (память, монитор или другое устройство)
связан с шиной определённого типа — адресной, управляющей или шиной
данных.
Для согласования интерфейсов периферийные устройства подключаются к шине не
напрямую, а через свои контроллеры (адаптеры) и порты примерно по
такой схеме:
Контроллеры и адаптеры представляют собой наборы электронных
цепей, которыми снабжаются устройства компьютера с целью совместимости их
интерфейсов. Контроллеры, кроме этого, осуществляют непосредственное управление
периферийными устройствами по запросам микропроцессора.
|
Порты устройств представляют собой некие электронные схемы, содержащие один или несколько регистров ввода-вывода и позволяющие подключать периферийные устройства компьютера к внешним шинам микропроцессора. |
Портами также называют устройства стандартного интерфейса:
последовательный, параллельный и игровой порты (или интерфейсы).
|
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. Через
игровой порт подсоединяется джойстик. Клавиатура и монитор подключаются к
своим специализированным портам, которые представляют собой просто
разъёмы.
Основные электронные компоненты, определяющие архитектуру процессора,
размещаются на основной плате компьютера, которая называется системной
или материнской (MotherBoard). А
контроллеры и адаптеры дополнительных устройств, либо сами эти устройства,
выполняются в виде плат расширения (DаughterBoard — дочерняя плата) и
подключаются к шине с помощью разъёмов расширения, называемых также
слотами расширения (англ. slot — щель, паз).
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.
Замечание 1
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.
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.
Слайд 39 Старые шины Шина ISA (Industry Standard Architecture — архитектура
промышленного стандарта). Это устаревшая 16-разрядная шина с 24 адресными
линиями (адресное пространство шины — 16 Мбайт), с 16 линиями
аппаратных прерываний и с 8 каналами DMA (Direct Memory Access, прямого доступа к памяти). Несмотря на низкую пропускную способность (шина ISA работает асинхронно на частоте 8 МГц, скорость обмена данными — до 5,5 Мбайт/с), эта шина продолжает использоваться в компьютерах для подключения сравнительно «медленных» внешних устройств, например звуковых карт и модемов Корпорация Intel совместно с Microsoft разработала стратегию постепенного отказа от шины ISA — подключать дисководы, мыши, клавиатуры, сканеры к шине USB, а винчестеры, приводы CD-ROM, DVD-ROM – к шине IEEE 1394.
Слайд 42 Шина AGPШина AGP — фирма Intel разработала новый
(Accelerated Graphics Port — AGP). Порт AGP разработан в ответ
на требование все большей производительности для видео. AGP разрешает видеопроцессору обращаться к основной системной памяти для производства вычислений. Этот прием намного эффективнее, так как эту память можно динамически разделять между системным процессором и видеопроцессором в зависимости от потребностей системы. AGP-чипсет действует как посредник между процессором, L2-кэшем, системной памятью, видеокартой и шиной PCI, реализуя так называемый счетверенный порт (Quad Port). AGP считается портом, а не шиной, так как он объединяет только два устройства (процессор и видеокарту) и не допускает расширения. Одно из главных достоинств AGP состоит в том, что он изолирует видеосистему от остальных компонентов РС, исключая конкуренцию за полосу пропускания.
Современные тенденции развития архитектуры персонального компьютера
В современных персональных компьютерах архитектура характеризуется наличием контроллеров. Их появление – это итог пересмотра классической концепции. Теперь микропроцессор берет на себя функцию обмена данными с внешними устройствами. Производители смогли отделить микропроцессор от многофункционального компонента при помощи обнаруженных особенностей интегральных схем. Так возникли разные каналы обмена, в том числе и периферийные микросхемы, позднее их стали называть контроллерами. Сегодня подобные аппаратные компоненты в компьютерах научились управлять практически любым оборудованием.
Новейшие архитектуры ПК преимущественно используют шины. Эти каналы связи обеспечивают взаимодействие всех аппаратных элементов и обычно выглядят как электрическое соединение с проводниками. В ее структуру могут включаться специализированные модули, которые отвечают за различные функции.
Графически архитектура современного компьютера выглядит так:
Слайд 4 Открытая архитектура персонального компьютера. ИсторияВ качестве основного микропроцессора
был лучший микропроцессор. Он позволял работать с 1 мегабайтом памяти,
тогда как другие компьютеры работали только с 64 килобайтами памяти.Другие комплектующие тоже были выбраны в различных фирмах по принципу «все самое лучшее». Что касается программного обеспечения, то его было предложено создать небольшой фирме Microsoft.В августе 1981 года компьютер, собранный из комплектующих различных фирм, был выпущен под названием IBM PC и вскоре после этого он приобрел большую популярность. А через год-два компьютер IBM PC занял ведущее место на рынке и стал стандартом персонального компьютера.Выражение «совместимый с IBM PC» означает, что компьютер выпущен другой фирмой (не IBM), но по стандарту IBM PC. Т.е. такой подход принес успех.