Принципы создания технических средств ПЭВМ

Блоки ПЭВМ создаются типовыми в виде базовых, многократно повторяющихся конструктивов – конструктивных модулей. ПЭВМ содержит некоторую иерархию модулей, строящихся по принципу функциональной и конструктивной законченности и снабжаемых элементами электрической и механической коммутации в модули другого, как правило, высшего уровня. Количество уровней подобной иерархии зависит от класса ПЭВМ, ее функциональной сложности, используемой элементной базы, технологии изготовления.

Основные достоинства модульного принципа построения технических средств ПЭВМ заключаются в следующем:

1) на этапе разработки возможна одновременная работа над различными модулями, что позволяет: сокращать сроки проектирования; упрощать отладку и сопряжение модулей, конструирование, макетирование и испытание, а также модернизацию, как отдельных модулей, так и ПЭВМ в целом; уменьшать объем оригинальной конструкторской документации, поскольку могут использоваться групповые базовые чертежи; ускорять внесение изменений в схемы, конструкции и документацию;

2) на этапе производства достигается параллелизм изготовления модулей, что позволяет: сокращать сроки освоения серийного производства технических средств ПЭВМ, упрощать сборку и монтаж, повышать степень специализации производства, снижать стоимость изготовления технических средств благодаря автоматизации производства;

3) при эксплуатации повышается надежность технических средств, облегчается их обслуживание, улучшается ремонтопригодность.

В совокупности с модульным принципом при создании технических средств применяются принципы унификации, взаимозаменяемости и группового проектирования.

Принцип унификации заключается в минимизации номенклатуры составных узлов, блоков, устройств ПЭВМ, модулей и связей между ними при условии рациональной компоновки и обеспечения эффективного функционирования устройства или системы. Это позволяет обеспечивать совместимость (аппаратную и программную) моделей ПЭВМ, взаимозаменяемость компонентов.

Принцип взаимозаменяемости, обеспечиваемый унификацией, основывается на способности модуля выполнять в устройстве различные установочные функции без дополнительной конструкторской доработки и, отражает степень универсальности устройства.

Принцип группового проектирования заключается в создании ряда (семейства) функционально и конструктивно подобных устройств (модулей) определенного назначения, соответствующих разнообразным условиям их использования. При этом достигается максимальная универсальность и совместимость технических средств.

Без использования рассмотренных принципов практически невозможна быстрая смена в производстве моделей и технических средств ПЭВМ, а также их модернизация.

УЭ № 2. Архитектура дисковой системы.

1. Назначение и классификация накопителей. Для хранения и использования системного и прикладного программного обеспечения, соответствующего функциональным возможностям ПЭВМ, для организации и переработки массивов, данных память оперативного запоминающего устройства оказывается недостаточной. Для приема, хранения и выдачи большого объема информации предназначены внешние запоминающие устройства (ВЗУ) – накопители. Информационная емкость ВЗУ обычно намного превышает емкость ОЗУ. Кроме того, почти все типы ВЗУ обеспечивают долговременное и энергонезависимое (данные сохраняются при отключении электропитания) хранение информации.

Принципиально ВЗУ отличаются от ОЗУ способом доступа к данным при записи и (или) считывании. Данные, хранящиеся в ВЗУ, непосредственно центральным процессором не обрабатываются и недоступны для прямой адресации командами программы. Доступ к ВЗУ осуществляется операциями ввода-вывода, т. е. в ходе вычислительного процесса ВЗУ выполняют двусторонний обмен информацией с ОЗУ.

Основу любого ВЗУ составляет накопитель информации, в котором осуществляются запись, считывание, хранение и стирание данных. Для управления вышеназванными процессами, а также для контроля исправности ВЗУ, помехоустойчивого кодирования, обнаружения ошибок при считывании, задания формата данных, формирования сигналов интерфейса в соответствии с протоколом и других функций в составе ВЗУ необходимо иметь устройство управления – контроллер. Контроллеры ВЗУ, как правило, размещаются в системном блоке ПЭВМ.

Принципы записи, хранения и выдачи информации в ВЗУ различны. По виду физической основы накопителя ВЗУ можно разделить на три группы:

1) магнитные накопители (НГМД, НЖМД, НМЛ) – основой магнитной записи является свойство ферромагнитных материалов (запоминающей среды) сохранять состояние остаточной намагниченности после воздействия напряженности внешнего магнитного поля. Регистрация информации на магнитном носителе сводится к намагничиванию небольших по площади участков магнитного слоя носителя с помощью специальных магнитных головок. Магнитные головки – миниатюрные электромагниты – располагаются у поверхности движущегося носителя с небольшим зазором при бесконтактной записи или без зазора при контактной записи. Информация записывается на носителе вдоль дорожки, проходящей под головкой, путем подачи на головку тока записи. Считывание информации производится при прохождении под головкой дорожки магнитного носителя с записанными данными;

2) оптические накопители (CD, DVD) – для записи и считывания используется лазерное излучение;

3) электронные накопители (flash-карты) – информация хранится в виде заряда в полупроводниковых микросхемах памяти.

По способу доступа к информации различают два типа ВЗУ:

1) произвольного доступа – обращение к ячейкам ВЗУ производится в любой последовательности (накопители на магнитных дисках, оптические накопители, электронные накопители);

2) последовательного доступа – обращение к ячейкам ВЗУ возможно лишь в определенной последовательности (накопители на магнитной ленте).

Поиск по сайту: