Основные принципы работы
В IBM PC совместимом персональном
компьютере на системной плате, в отличие от кросс-плат промышленных компьютеров,
расположены электронные узлы, которые обеспечивают согласование процессора и
всех остальных узлов компьютера по уровням напряжения и тока, а также по протоколам
обмена.
Процессор, имеющий многие
миллионы транзисторов, сконцентрированных на маленьком кристалле, и являющийся
очень дорогой микросхемой, увы, по нагрузочной способности своих выводов мало
подходит для создания надежных и производительных компьютеров. Поэтому почти
всегда между процессором и остальными элементами компьютера включаются буферные
микросхемы, которые выполняют согласование входных и выходных сигналов
процессора с внешним миром (исключения были, но оказались нежизнеспособными).
В первых компьютерах типа
IBM PC использовались микросхемы малой и средней интеграции (на кристалле таких
микросхем располагается от 20 до 1000 транзисторов). Соответственно, на системных
платах компьютеров IMB PC и XT рядами стояли 16-контактные микросхемы, а размеры
печатной платы в два-три раза превосходили нынешние. В дальнейшем, на смену
маленьким микросхемам пришли БИС (большие интегральные схемы), имеющие многие
десятки выводов. Совершенствование схемотехники БИС привело к созданию чипсетов
— наборов микросхем (от 1 до 4 корпусов), в которых располагаются все узлы системной
платы (заметим, что так же поступают разработчики видеоадаптеров, звуковых карт
и т. д.).
По системной шине, сигналы
которой теперь непосредственно не выводятся во внешний мир, процессор обменивается
информацией. Максимальная тактовая частота системной шины в настоящее время
составляет 133 МГц (для процессоров AMD — 166 МГц), но, используя способ чтения
данных 4 раза за один такт, повышают частоту обмена по системной шине до 533
МГц. Заметим, что еще несколько лет назад тактовая частота системной шины составляла
16, 25 и 33 МГц, а частоту 50 и 66 МГц поддерживали далеко не все системные
платы!
Для подключения внешних
устройств используют различные шины расширения. Самая первая шина, называемая
ISA, имела сначала разрядность 8 битов, которая при разработке компьютеров IBM
PC AT была расширена до 16 битов. Тактовая частота ISA-шины составляет всего
8 МГц. Для повышения скорости обмена между процессором и внешними устройствами
были разработаны несколько спецификаций более производительных шин расширения.
В настоящее время шина ISA постепенно исчезает из современных компьютеров, а
вместо ее широко используются шины PCI и AGP. Но, заметим, им на смену уже разрабатываются
новые, более производительные шины расширения.
Оперативная память, от
скорости работы которой серьезно зависит общая производительность компьютера,
подключается к системной шине через чипсет. Причем чипсет не просто согласует
уровни напряжения, а изменяет разрядность данных и порядок следования байтов.
Тут дело в том, что современные процессоры и модули оперативной памяти используют
разные способы доступа к данным .
