Что такое магистрально модульный принцип построения компьютера

Подавляющее большинство современных ПК построены по определенной схеме, называемой архитектурой компьютера – системе аппаратных (физических) и программных (математико-логических) средств, которые позволяют программировать и выполнять необходимые задачи пользователя. Компьютерная архитектура бывает внешняя, отражающая состав и взаимодействие всей периферийной системы, и внутренняя, в которой заключена система функционирования составных элементов собственно компьютера.

В основу проектирования и ныне действующих ЭВМ заложен магистрально-модульный принцип. Практическая сущность этого принципа заключается в том, что формировать архитектуру компьютера, модернизировать ее может сам пользователь, благодаря совместимости и унифицированности компонентов компьютера. Модульный принцип дополняется магистральным, или как его еще именуют – шинным принципом обмена данными между модулями и узлами компьютера. Эти два принципа образуют еще один принцип создания современных компьютеров – принцип открытой архитектуры. Физически принцип открытой архитектуры реализуется путем размещения на материнской (системной) плате различных устройств: процессора, видео- и звуковой карт, запоминающих устройств (ОЗУ и ПЗУ). Также, магистрально-модульный принцип построения ПК, теоретические основы которого были сформулированы в середине прошлого века Дж. Фон Нейманом, предполагает выполнение следующих принципов программной связи между компонентами компьютера:

• программного управления, который предполагает автоматическое исполнение процессором команд и в определенной последовательности;
• однородности памяти, предусматривающий хранение и команд и данных в одном и том же месте;
• адресуемости, согласно которому память компьютера создается как набор нумерованных ячеек, к которым обращается процессор.

Рассматриваемый магистрально-модульный принцип построения компьютера позволяет создавать практически уникальную по параметрам конфигурацию устройства (разумеется, в пределах технических параметров составляющих его частей и их совместимости) и обеспечивать магистральный метод передачи информации между этими частями. Такой обмен осуществляется благодаря использованию трех разноразрядных шин (многопроводных линий). При этом разрядность шины зависит от разрядности процессора. Шина данных спроектирована так, чтобы обеспечить передачу информации в двух направлениях: от процессора к другому устройству компьютера и от этого устройства к процессору.

Шина адреса предоставляет доступ процессора к ячейке памяти устройства и работает только в однонаправленном режиме – от процессора к устройству.

Шина управления осуществляет передачу сигналов и команд, управляющих ходом обмена информацией и синхронизацией этого обмена между различными узлами компьютера. Физически рассматриваемый магистрально-модульный принцип построения компьютера реализуется благодаря системной шине, которая при помощи имеющихся слотов (разъемов) связывает между собой воедино устройства компьютера. Стандарты системных шин по мере развития техники изменялись. Сейчас наиболее распространенным типом системной шины является шина PCI. Системная шина вместе с подключенными к ней устройствами и образуют ту магистраль, которую упоминает в своем названии магистрально-модульный принцип построения компьютера.

Отдельные модули компьютера физически подключаются к этой магистрали при помощи контроллеров и адаптеров, их функционирование как программы обеспечивается установкой драйверов, которые создают условия для доступа операционной системы к аппаратной системе компьютера и обратно.

В стандартный набор современного компьютера входят:

• видеоадаптер (для подключения дисплея);
• последовательные порты СОМ1 и COM2 (для подключения мыши и модема);
• параллельный порт (для подключения принтера);
• контроллер клавиатуры.

Как предполагает магистрально-модульный принцип построения компьютера, другие периферийные модули и устройства могут быть подключены к компьютеру при помощи установки дополнительных адаптеров.