Принцип открытой архитектуры означает что персональный компьютер
Компьютерная грамотность с Надеждой
Заполняем пробелы — расширяем горизонты!
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:
P.S. Статья закончилась, но можно еще прочитать:
Нашли ошибку? Выделите фрагмент текста и нажмите Ctrl+Enter.
Принцип открытой архитектуры
ПЕРСОНАЛЬНЫМ КОМПЬЮТЕРОМ (сокращенно ПК или РС, произносится «пи-си», англ. Реrsonal Сomputer) НАЗЫВАЮТ НЕБОЛЬШУЮ ЭВМ, ОРИЕНТИРОВАННУЮ НА НЕСПЕЦИАЛИСТА В ВЫЧИСЛИТЕЛЬНОЙ ТЕХНИКЕ.
До появления персональных компьютеров инженеры, ученые, экономисты, представители других профессий общались с ЭВМ только с помощью посредников- инженеров-системотехников и программистов, поскольку работа на ЭВМ старых типов требовала специальной подготовки. С появлением персональных ЭВМ необходимость в таком посредничестве отпала, так как процесс общения с ЭВМ значительно упростился. Кроме того, произошло снижение их стоимости. В связи с этим, персональные компьютеры стали такими же привычными на рабочих местах инженеров, ученых, секретарей и менеджеров как, например, телефоны.
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 (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.
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.
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:
Персональные компьютеры обычно проектируются на основе принципа открытой архитектуры.
Принцип открытой архитектуры заключается в следующем:
Выгоды открытой архитектуры:
Недостатки:Могут возникнуть проблемы совместимости
ПРЕИМУЩЕСТВА ОТКРЫТОЙ АРХИТЕКТУРЫ ЗАКЛЮЧАЮТСЯ В ТОМ, ЧТО ПОЛЬЗОВАТЕЛЬ ПОЛУЧАЕТ ВОЗМОЖНОСТЬ:
1) ВЫБРАТЬ КОНФИГУРАЦИЮ КОМПЬЮТЕРА. Действительно, если Вам не нужен принтер, или не хватает средств на его приобретение, никто не заставляет Вас 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.
2) РАСШИРИТЬ СИСТЕМУ, ПОДКЛЮЧИВ К НЕЙ НОВЫЕ УСТРОЙСТВА. Например, накопив денег и купив принтер, Вы легко сможете подключить его к Вашему компьютеру.
3) 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.
Что такое открытая архитектура компьютера
Появление открытой архитектуры
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.
Вся проектная документация по IBM PC, включая электронные схемы, была опубликована в виде книги, стоимостью около 50 долларов, что и явилось первым примером открытой архитектуры.
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.
Первые персональные компьютеры поставлялись комплектом из печатной платы, набора микросхем, включая процессор, соединительных кабелей и дисковода. Пользователю предстояло не только собрать ЭВМ, но и написать ПО под него.
Блоки устанавливаются в разъемы материнской платы, которая посредством системной шины обеспечивает их взаимодействие друг с другом и центральным процессором.
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.
Принцип открытой архитектуры.
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.
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
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;
— 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.
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.
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;
— 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.
Поперечные профили набережных и береговой полосы: На городских территориях берегоукрепление проектируют с учетом технических и экономических требований, но особое значение придают эстетическим.
Организация стока поверхностных вод: Наибольшее количество влаги на земном шаре испаряется с поверхности морей и океанов (88‰).
Общие условия выбора системы дренажа: Система дренажа выбирается в зависимости от характера защищаемого.
Открытая архитектура компьютера
Вы будете перенаправлены на Автор24
Открытая архитектура компьютера — это архитектура с общепринятыми и общеизвестными стандартами и спецификациям.
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.
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:
Готовые работы на аналогичную тему
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.
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.