Архітектура та апаратне забезпечення ПЕОМ

Злобін Г.Г., Рикалюк Р.Є.

Навчальний посібник. — К.: Каравела, 2023 р.- 224 с.Формат 60х84/16. Тв. обкл.
У навчальному посібнику викладені історія розвитку комп’ютерної техніки, основи алгебри логіки, головна елементна база сучасних ПЕОМ. Розглянуто принципи роботи сучасних процесорів, запам’ятовуючих та периферійних пристроїв, систему шин, базову систему вводу-виводу. Подано інформацію про апаратне забезпечення ПЕОМ: відеосистему, дискову підсистему, обладнання для ло¬кальних та глобальних мереж та засоби Multіmedіa.
Посібник призначений для студентів природничих і технічних факультетів вищих навчальних закладів та всіх, хто цікавиться інформатикою та обчислювальною технікою.

                                        ЗМІСТ

Вступ..............................................................................................................6

Розділ 1. Архітектура ЕОМ.......................................................................22

1.1. Позиційні системи числення і їх використання

в обчислювальній техніці...................................................................22

1.2. Основи алгебри логіки........................................................................25

1.3. Елементи комп’ютерної схемотехніки.............................................30

1.3.1. Цифрові комбінаційні пристрої..............................................30

Головні логічні елементи та вузли....................................................30

RS-тригери з роздільним установленням 0 та 1...............................31

D-тригер (затримки)............................................................................32

JK-тригер (універсальний)..................................................................32

T-тригер (лічильний)...........................................................................33

Селектор/Мультиплексор...................................................................33

Регістр...................................................................................................34

Лічильник..............................................................................................36

Шифратор.............................................................................................37

Дешифратор.........................................................................................38

Суматор.................................................................................................39

Контрольні запитання...............................................................................42

1.4. Класифікація архітектур обчислювальних систем.........................43

1.4.1. Класифікація за взаємодією ЦП, ОП, ПП.............................43

1.4.2. Класифікація за взаємодією потоку команд

і потоку даних.....................................................................................47

1.4.3. Класифікація за функціональним призначенням.................49

1.4.4. Класифікація за способом організації

виконання команд...............................................................................49

1.5. Види сучасних ЕОМ...........................................................................52

1.5.1. Супер ЕОМ................................................................................52

1.5.2. Робочі станції............................................................................54

1.5.3. Серверні ЕОМ...........................................................................55

1.5.4. Кластери.....................................................................................58

1.5.5. Промислові і вбудовувані в обладнання ЕОМ......................61

1.5.6. Персональні ЕОМ.....................................................................62

Контрольні запитання.................................................................................62

4

1.6. Архітектура сучасних мікропроцесорів..........................................63

1.6.1. CISC-архітектура.....................................................................68

Організація пам’яті в х86-процесорах.............................................69

Розширення архітектури х86.............................................................73

64-бітний режим.................................................................................74

1.6.2. RISC-архітектура.....................................................................75

1.6.3. MISC-архітектура.....................................................................77

1.6.4. Багатоядерні процесори..........................................................79

1.6.5. Системи на кристалі................................................................79

1.6.6. Гібридні процесори -APU (Accelerated

Processing Unit)...................................................................................81

1.7. Вбудовуване системне програмне забезпечення

(firmware).............................................................................................82

1.7.1. BIOS...........................................................................................82

1.7.2. Extensible Firmware Interface...................................................83

1.7.3. Open Firmware (OpenBoot)......................................................84

1.7.4. Coreboot.....................................................................................84

Розділ 2. Загальні принципи побудови ПЕОМ..................................86

2.1. Будова IBM-подібних ПЕОМ.........................................................86

2.1.1. Системна плата......................................................................89

Оперативна пам’ять............................................................................93

Система шин.....................................................................................101

Системні засоби вводу-виводу........................................................104

Клавіатура..........................................................................................104

Кординатно-вказівні пристрої (mouse, track-boll,

touch-pad)...........................................................................................106

Паралельні інтерфейси.....................................................................108

Інтерфейс RS-232..............................................................................109

Інтерфейс USB................................................................................. 109

Інтерфейс IEEE 1394 (FireWire).....................................................111

Інтерфейс Serial Attached SCSI.......................................................112

Інтерфейс Thunderbolt......................................................................112

Бездротові інтерфейси.....................................................................112

Інтерфейс Bluetooth..........................................................................112

Інтерфейс Near Field Communication..............................................113

5

Цифровий звуковий канал...............................................................113

2.1.2. Відеосистема ПЕОМ.............................................................118

Дисплеї...............................................................................................119

Сенсорні дисплеї..............................................................................125

Сенсорні панелі на базі поверхневих акустичних хвиль.............129

Оптичні сенсори на базі відеокамер...............................................130

Відеопроектори.................................................................................132

Графічні контролери........................................................................134

2.1.3. Дискова підсистема................................................................139

Принципи магнітного запису даних...............................................139

Магнітні диски..................................................................................142

RAID-масиви.....................................................................................150

Оптичні диски...................................................................................153

2.1.4. Живлення ПЕОМ...................................................................162

2.2. Особливості ПЕОМ фірми Apple...................................................171

2.3. Мобільні ПЕОМ...............................................................................173

Контрольні запитання.............................................................................175

Розділ 3. Апаратне забезпечення ПЕОМ...............................................176

3.1. Пристрої друку.................................................................................176

3.2. Пристрої уведення графічних зображень в ПЕОМ......................183

3.3. Пристрої на базі флеш-пам’яті.......................................................194

3.4. Пристрої архівування даних...........................................................201

3.5. Приймачі TV/FM-сигналів..............................................................203

3.6. Обладнання для локальних і глобальних мереж..........................203

3.6.1. Обладнання для локальних мереж.......................................204

3.6.2. Обладнання для бездротових мереж...................................207

3.6.3. Обладнання для роботи в глобальних мережах.................215

Контрольні запитання.............................................................................