Vad är syftet med datorteknik. Historien om utvecklingen av datorteknik. Klassificering av datorer. Sammansättningen av datorsystemet. Hårdvara och mjukvara. Klassificering av tjänst och tillämpad programvara. Etappvis

3. Beräkning 1

3.1 Historien om datorteknikens utveckling 1

3.2 Datorklassificeringsmetoder 3

3.3 Andra klassificeringar av datorer 5

3.4 Datorsystemets sammansättning 7

3.4.1 Hårdvara 7

3.4.2 Programvara 7

3.5 Klassificering av tillämpade mjukvaruverktyg 9

3.6 Klassificering av verktygsprogram 12

3.7 Begreppet information och matematiskt stöd för datorsystem 13

3.8 Debriefing 13

Datorteknik
1. Historien om datorteknikens utveckling

Datorsystem, dator

Att hitta medel och metoder för mekanisering och automatisering av arbetet är en av huvuduppgifterna för tekniska discipliner. Automatisering av arbete med data har sina egna egenskaper och skillnader från automatisering av andra typer av arbete. För denna klass av uppgifter används speciella typer av enheter, varav de flesta är elektroniska enheter. En uppsättning enheter designade för automatisk eller automatiserad databehandling kallas datateknik, En specifik uppsättning interagerande enheter och program utformade för att tjäna ett arbetsområde kallas datorsystem. Hjärtat i de flesta datorsystem är en dator.

En dator är en elektronisk enhet utformad för att automatisera skapande, lagring, bearbetning och transport av data.

Principen för datorns drift

I definitionen av en dator som en enhet, angav vi en definierande funktion - elektronisk. Men automatiska beräkningar utfördes inte alltid av elektroniska enheter. Kända och mekaniska enheter som kan utföra beräkningar automatiskt.

Genom att analysera datorteknikens tidiga historia hänvisar vissa utländska forskare ofta till en mekanisk räkneanordning som en gammal föregångare till en dator. kulram. Tillvägagångssättet "från kulramen" indikerar ett djupt metodiskt fel, eftersom kulramen inte har egenskapen att automatiskt utföra beräkningar, men för en dator är det avgörande.

Abacus är den tidigaste räknande mekaniska anordningen, ursprungligen en lerplatta med räfflor där stenar som representerar siffror lades ut. Utseendet på kulramen tillskrivs det fjärde årtusendet f.Kr. e. Ursprungsorten är Asien. Under medeltiden i Europa ersattes kulramen av grafiska tabeller. Beräkningar med deras hjälp tillkallades konto på raderna, och i Ryssland på 1500- och 1600-talen dök en mycket mer avancerad uppfinning upp, som fortfarande används idag - Rysk kulram.

Samtidigt är vi väl medvetna om en annan enhet som automatiskt kan utföra beräkningar - det här är en klocka. Oavsett funktionsprincipen har alla typer av klockor (sand, vatten, mekaniska, elektriska, elektroniska, etc.) förmågan att generera rörelser eller signaler med jämna mellanrum och registrera de resulterande förändringarna, det vill säga utföra automatisk summering av signaler eller rörelser. Denna princip kan spåras även i solur som endast innehåller en inspelningsenhet (generatorns roll utförs av Jord-Sol-systemet).

En mekanisk klocka är en anordning som består av en anordning som automatiskt utför rörelser med jämna mellanrum och en anordning för att registrera dessa rörelser. Ursprunget till den första mekaniska klockan är okänt. De tidigaste exemplen går tillbaka till 1300-talet och tillhör kloster (tornklocka).

Kärnan i alla moderna datorer, som i elektroniska klockor, är klockgenerator, genererar, med jämna mellanrum, elektriska signaler som används för att driva alla enheter i ett datorsystem. Att hantera en dator är faktiskt reducerat till att hantera distributionen av signaler mellan enheter. Sådan kontroll kan utföras automatiskt (i detta fall talar man om programkontroll) eller manuellt med hjälp av externa kontroller - knappar, omkopplare, byglar, etc. (i tidiga modeller). I moderna datorer är extern kontroll till stor del automatiserad med hjälp av speciella hårdvarulogiska gränssnitt till vilka kontroll- och datainmatningsenheter (tangentbord, mus, joystick och andra) är anslutna. I motsats till programstyrning kallas sådan styrning interaktiv.

Mekaniska primärkällor

Världens första automatiska enhet för att utföra tilläggsoperationen skapades på basis av en mekanisk klocka. År 1623 utvecklades den av Wilhelm Schickard, professor i orientaliska språk vid universitetet i Tübingen (Tyskland). Nu för tiden arbetsmodell Anordningen reproducerades enligt ritningarna och bekräftade dess funktion. Uppfinnaren själv kallade i sina brev maskinen för "summerande klocka".

År 1642 utvecklade den franske mekanikern Blaise Pascal (1623-1662) en mer kompakt adderingsanordning, som blev världens första masstillverkade mekaniska kalkylator (främst för Paris penninglånare och penningväxlare). År 1673 skapade den tyske matematikern och filosofen G. W. Leibniz (1646-1717) en mekanisk kalkylator som kunde utföra multiplikation och division genom att upprepade gånger upprepa additions- och subtraktionsoperationer.

Under 1700-talet, känt som upplysningstiden, dök det upp nya, mer avancerade modeller, men principen om mekanisk styrning av beräkningsoperationer förblev densamma. Idén att programmera beräkningsoperationer kom från samma klockindustri. De uråldriga klostertornsklockorna sattes upp på ett sådant sätt att de satte på mekanismen som hör ihop med klocksystemet vid en given tidpunkt. Sådan programmering var tuff - samma operation utfördes samtidigt.

Idén om flexibel programmering av mekaniska enheter med perforerad papperstejp realiserades först 1804 i Jacquardvävstolen, varefter det bara fanns ett steg till programstyrning datoroperationer.

Detta steg togs av den framstående engelske matematikern och uppfinnaren Charles Babbage (1792-1871) i hans Analytical Engine, som tyvärr aldrig byggdes helt av uppfinnaren under hans livstid, utan reproducerades idag enligt hans ritningar, så att idag vi har rätt att tala om den analytiska motorn som en verklig enhet. En egenskap hos den analytiska motorn var att den först implementerades här principen att separera information i kommandon och data. Den analytiska motorn innehöll två stora noder - ett "lager" och ett "kvarn". Data matades in i det mekaniska minnet av "lagret" genom att installera kugghjulsblock och bearbetades sedan i "kvarnen" med hjälp av kommandon som matades in från perforerade kort (som i en Jacquardvävstol).

Forskare av Charles Babbages arbete noterar verkligen den speciella rollen i utvecklingen av Analytical Engine-projektet av grevinnan Augusta Ada Lovelace (1815-1852), dotter till den berömda poeten Lord Byron. Det var hon som kom på idén att använda perforerade kort för programmering av beräkningsoperationer (1843). I synnerhet skrev hon i ett av sina brev: "Den analytiska motorn väver algebraiska mönster på samma sätt som en vävstol reproducerar blommor och löv." Lady Adu kan med rätta kallas den allra första programmeraren i världen. Idag är ett av de berömda programmeringsspråken uppkallat efter henne.

Charles Babbages idé om separat övervägande kommandon och data visat sig vara utomordentligt fruktbart. På XX-talet. det utvecklades i principerna av John von Neumann (1941), och idag i beräkningen av principen om separat hänsyn program och dataär väldigt viktigt. Det beaktas både i utvecklingen av modern datorarkitektur och i utvecklingen av datorprogram.

Matematiska källor

Om vi tänker på vilka föremål de första mekaniska föregångarna till den moderna elektroniska datorn arbetade med, måste vi inse att siffror representerades antingen som linjära rörelser av kedje- och kuggstångsmekanismer eller som vinkelrörelser av växel- och spakmekanismer. I båda fallen rörde det sig om rörelser, som inte kunde annat än påverka anordningarnas dimensioner och hastigheten på deras arbete. Endast övergången från registrering av rörelser till registrering av signaler gjorde det möjligt att avsevärt minska dimensionerna och öka hastigheten. Men på vägen till denna prestation var det nödvändigt att introducera flera viktiga principer och koncept.

Binärt Leibniz-system. I mekaniska enheter kan växlar ha ganska många fasta och, viktigare, olika mellan bestämmelser. Antalet sådana positioner är minst lika med antalet kuggar. I elektriska och elektroniska apparater handlar det inte om registrering bestämmelser strukturella element, utan om registrering stater enhetselement. så stabil och särskiljbar det finns bara två tillstånd: på - av; öppen stängd; laddad - urladdad, etc. Därför är det traditionella decimalsystemet som används i mekaniska miniräknare obekvämt för elektroniska datorenheter.

Möjligheten att representera vilka tal som helst (och inte bara siffror) med binära siffror föreslogs först av Gottfried Wilhelm Leibniz 1666. Han kom till det binära talsystemet samtidigt som han forskade om det filosofiska konceptet enhet och motsatsers kamp. Ett försök att presentera universum som en kontinuerlig växelverkan mellan två principer ("svart" och "vit", manlig och kvinnlig, god och ond) och tillämpa metoderna för "ren" matematik på sin studie fick Leibniz att studera egenskaperna hos binär datarepresentation. Det måste sägas att Leibniz redan då kom på idén om möjligheten att använda det binära systemet i en datorenhet, men eftersom det inte fanns något behov av detta för mekaniska enheter, använde han inte principerna för binärt system i sin kalkylator (1673).

George Booles matematiska logik På tal om George Booles arbete, betonar forskare inom datorteknikens historia verkligen att denna enastående engelska vetenskapsman från första hälften av 1800-talet var självlärd. Kanske var det just på grund av bristen på en "klassisk" (i den tidens förståelse) utbildning som George Boole införde revolutionära förändringar i logiken som vetenskap.

Eftersom han var engagerad i studiet av tänkandets lagar tillämpade han i logiken ett system av formell notation och regler, nära matematiska. Därefter detta system kallas logisk algebra eller boolesk algebra. Reglerna för detta system är tillämpliga på en mängd olika objekt och deras grupper. (set, enligt författarens terminologi). Huvudsyftet med systemet, så som det var tänkt av J. Boole, var att koda logiska påståenden och reducera strukturerna för logiska slutledningar till enkla uttryck som i form ligger nära matematiska formler. Resultatet av den formella utvärderingen av ett logiskt uttryck är ett av två logiska värden: Sann eller Falsk.

Värdet av logisk algebra ignorerades under lång tid, eftersom dess tekniker och metoder inte innehöll praktiska fördelar för den tidens vetenskap och teknik. Men när det i princip blev möjligt att skapa datorfaciliteter på elektronisk basis, visade sig de operationer som Boole introducerade vara mycket användbara. De är initialt fokuserade på att arbeta med endast två enheter: Sann och Falsk. Det är lätt att se hur de kom väl till pass för att arbeta med binär kod, som i moderna datorer också representeras av bara två signaler: noll- och enhet.

Inte hela systemet av George Boole (liksom inte alla logiska operationer han föreslog) användes vid skapandet av elektroniska datorer, utan fyra grundläggande operationer: Och (korsning), ELLER (En förening), INTE (överklagande) och EXKLUSIVT ELLER - ligger till grund för arbetet med alla typer av processorer i moderna datorer.

Ris. 3.1. Grundläggande boolesk algebraoperationer

Elektroniska datorer klassificeras vanligtvis enligt ett antal funktioner, i synnerhet: enligt funktionaliteten och arten av de uppgifter som löses, enligt metoden för att organisera beräkningsprocessen, enligt arkitektoniska egenskaper och datorkraft.

Beroende på funktionaliteten och arten av de uppgifter som ska lösas finns det:

Universaldatorer (allmänna ändamål);

Problemorienterade datorer;

specialiserade datorer.

Stordatorerär utformade för att lösa en mängd tekniska och tekniska problem, kännetecknade av komplexiteten hos algoritmer och en stor mängd bearbetad data.

Problemorienterade datorer utformad för att lösa ett snävare spektrum av uppgifter relaterade till registrering, ackumulering och bearbetning av små mängder data.

Specialiserade datorer används för att lösa ett snävt utbud av uppgifter (mikroprocessorer och kontroller som utför funktionerna att styra tekniska enheter).

Enligt metoden för att organisera beräkningsprocessen Datorer är uppdelade i enprocessor och multiprocessor, samt seriella och parallella.

Enprocessor. Datorn har en central processor och alla beräkningsoperationer och operationer för att styra informationsinmatnings-utmatningsanordningar utförs på denna processor.

Multiprocessor. Datorn har flera processorer mellan vilka funktionerna att organisera beräkningsprocessen och styra in- och utdataenheterna omfördelas.

Sekventiell. De fungerar i ett enda programläge, när datorn är designad på ett sådant sätt att den bara kan köra ett program, och alla dess resurser används endast i det körbara programmets intresse.

Parallell. De arbetar i ett multiprogramläge, när flera användarprogram körs i datorn, och resurser delas mellan dessa program, vilket säkerställer att de körs parallellt.

Enligt arkitektoniska egenskaper och datorkraft finns det:

Låt oss överväga klassificeringsschemat för datorer enligt denna funktion (Fig. 1).

Figur 1. Klassificering av datorer efter arkitektoniska egenskaper

och datorkraft.

Superdatorer– Det här är de kraftfullaste datorerna sett till hastighet och prestanda. Superdatorer inkluderar "Cray" och "IBM SP2" (USA). De används för att lösa storskaliga beräkningsproblem och simuleringar, för komplexa beräkningar inom aerodynamik, meteorologi, högenergifysik, och finner även tillämpning inom finanssektorn.

stora bilar eller stordatorer (Mainframe). Stordatorer används inom finanssektorn, försvarsindustrin och används för att utrusta avdelningar, territoriella och regionala datorcenter.

Medelstora datorer allmänna ändamål används för att styra komplexa tekniska produktionsprocesser.

minidatorär orienterade för att användas som kontrollberäkningskomplex, som nätverksservrar.

Mikrodatorär datorer som använder en mikroprocessor som centralenhet. Dessa inkluderar inbäddade mikrodatorer (inbäddade i olika utrustningar, apparater eller enheter) och persondatorer PC.

Personliga datorer. Snabb utveckling under de senaste 20 åren. En persondator (PC) är utformad för att tjäna en enda arbetsplats och kan möta behoven hos små företag och individer. Med tillkomsten av Internet har populariteten för PC:n ökat avsevärt, eftersom med hjälp av personlig dator Du kan använda vetenskaplig, referens, pedagogisk och underhållande information.

Persondatorer inkluderar stationära och bärbara datorer. Bärbara datorer inkluderar Notebook (notebook eller notebook) och personliga digitala assistenter (Personal Computers Handheld - Handheld PC, Personal Digital Assistants - PDA och Palmtop).

Inbyggda datorer. Datorer som används i olika enheter ah, system, komplex för implementering av specifika funktioner. Till exempel bildiagnostik.

Sedan 1999 har en internationell certifieringsstandard, RS99-specifikationen, använts för att klassificera datorer. Enligt denna specifikation är datorer indelade i följande grupper:

massdatorer (konsumentdatorer);

Företagsdatorer (kontorsdatorer);

bärbara datorer (mobil PC);

arbetsstationer (WorkStation);

Underhållningsdatorer (Entertainment PC).

De flesta datorer är massiv och inkluderar en standard (minst nödvändig) uppsättning hårdvara. Denna uppsättning innehåller: systemenhet, display, tangentbord, mus. Vid behov kan denna uppsättning enkelt kompletteras med andra enheter på begäran av användaren, till exempel en skrivare.

Affärsdatorer inkludera ett minimum av sätt att återge grafik och ljud.

Bärbara datorer skiljer sig i närvaro av kommunikationsmedel för fjärråtkomst.

Arbetsstationer uppfylla de ökade minneskraven för lagringsenheter.

Underhållningsdatorer fokuserat på högkvalitativ återgivning av grafik och ljud.

Genom designfunktioner Datorer är indelade i:

stationär (skrivbord, stationär);

bärbara:

Bärbar (bärbar dator);

anteckningsblock (anteckningsbok);

ficka (palmtop).

De viktigaste egenskaperna hos datorteknik inkluderar dess operativa och tekniska egenskaper, såsom hastighet, minneskapacitet, beräkningsnoggrannhet, etc.

Datorhastighet betraktas i två aspekter. Å ena sidan kännetecknas det av antalet utförda elementära operationer centrala behandlingsenheten per sekund. En elementär operation är vilken enkel operation som helst som addition, överföring, jämförelse etc. Å andra sidan prestanda

Datorn beror i huvudsak på hur dess minne är organiserat. Den tid som ägnas åt att söka efter nödvändig information i minnet påverkar avsevärt datorns hastighet.

Beroende på användningsområde produceras datorer med en hastighet på flera hundra tusen till miljarder operationer per sekund. För att lösa komplexa problem är det möjligt att kombinera flera datorer till ett enda datorkomplex med den totala hastigheten som krävs.

Tillsammans med snabbhet används ofta begreppet prestanda . Om den första huvudsakligen beror på systemet av element som används i datorn, är den andra associerad med dess arkitektur och de typer av uppgifter som löses. Även för en "dator är en sådan egenskap som hastighet inte ett konstant värde. I detta avseende finns det:

topprestation, bestäms av processorns klockfrekvens utan att ta hänsyn till åtkomst till random access minne;

nominell hastighet, bestämd med hänsyn till tiden för åtkomst till RAM;

systemhastighet, bestäms med hänsyn till systemkostnaderna för organisationen av beräkningsprocessen;

operativ, bestäms med hänsyn till arten av de uppgifter som löses (sammansättning, operationer eller deras "blandning").

Kapacitet, eller minnesstorlek bestäms av den maximala mängd information som kan placeras i datorns minne. Minneskapaciteten mäts vanligtvis i byte. Som redan nämnts är datorminne uppdelat i internt och externt. Internt, eller random access-minne, varierar i storlek för olika klasser av maskiner och bestäms av datorns adresseringssystem. Kapaciteten hos externt minne på grund av blockstrukturen och flyttbara lagringsdesigner är praktiskt taget obegränsad.

Beräkningsnoggrannhet beror på antalet siffror som används för att representera ett enda tal. Moderna datorer är utrustade med 32- eller 64-bitars mikroprocessorer, vilket är tillräckligt för att säkerställa hög noggrannhet av beräkningar i en mängd olika applikationer. Men om detta inte räcker kan ett dubbel- eller trippelbitsgaller användas.

Kommandosystem är en lista över instruktioner som datorprocessorn kan utföra. Kommandosystemet fastställer vilka specifika operationer processorn kan utföra, hur många operander som krävs för att anges i kommandot, vilken form (format) kommandot måste ha för att känna igen det. Antalet grundläggande typer av kommandon är litet, med deras hjälp kan datorer utföra addition, subtraktion, multiplikation, division, jämförelse, skriva till minne, överföra ett tal från register till register, konvertera från ett talsystem till ett annat, etc. Om det behövs, ändra kommandon , som tar hänsyn till detaljerna i beräkningarna. Vanligtvis använder en dator från tiotals till hundratals instruktioner (med hänsyn till deras modifiering). I det nuvarande skedet av utvecklingen av datorteknik används två huvudsakliga tillvägagångssätt vid bildandet av en processorinstruktionsuppsättning. Å ena sidan är detta ett traditionellt tillvägagångssätt förknippat med utvecklingen av processorer med en komplett uppsättning instruktioner - arkitekturen CIS(Complete Instruction Set Computer - en dator med en komplett uppsättning kommandon). Å andra sidan är detta implementeringen i en dator av en reducerad uppsättning av de enklaste, men ofta använda kommandona, vilket gör det möjligt att förenkla processorns hårdvara och öka dess hastighet - arkitektur RISC(Reduced Instruction Set Computer - en dator med en reducerad uppsättning kommandon).

Dator kostnad beror på många faktorer, i synnerhet hastighet, minneskapacitet, instruktionsuppsättning, etc. Stort inflytande kostnaden påverkas av datorns specifika konfiguration och först och främst av de externa enheter som ingår i maskinen. Slutligen påverkar kostnaden för mjukvara avsevärt kostnaden för datorer.

Datorns tillförlitlighet - detta är en maskins förmåga att bibehålla sina egenskaper under givna driftsförhållanden under en viss tidsperiod. Följande indikatorer kan tjäna som en kvantitativ bedömning av tillförlitligheten hos en dator som innehåller element vars fel leder till fel på hela maskinen:

sannolikheten för felfri drift under en viss tid under givna driftsförhållanden;

dator tid till fel;

genomsnittlig återhämtningstid för maskinen, etc.

För mer komplexa strukturer som ett datorkomplex eller system är begreppet "misslyckande" inte meningsfullt. I sådana system leder fel i enskilda element till en viss minskning av effektiviteten i funktion, och inte till en fullständig förlust av effektivitet som helhet.

Andra egenskaper hos datorteknik är också viktiga, till exempel: mångsidighet, mjukvarukompatibilitet, vikt, dimensioner, strömförbrukning, etc. De tas med i beräkningen när man utvärderar specifika områden av datorapplikationer.

Metoder för att organisera mjukvara och hårdvara i AWS-komplex bör bestämmas i det allmänna sammanhanget av de övervägda processerna för operativ produktionsledning (OUP) för industriföretag, vars målfunktion är att minimera kostnaderna för alla typer av resurser för tillverkning av den etablerade nomenklaturen över arbetsobjekt.

Syntesen av metoder och modeller för organisation av mjukvara och hårdvara när AS OUP presenteras som AWS-komplex av självförsörjande produktionsteam måste gå igenom två steg: stadiet för att bestämma den rationella sammansättningen av CT-verktyg och stadiet för att lösa problemet med distribuera resurserna i AWS-komplexens datorsystem till sina slutanvändare.

Teknisk (hårdvara) kompatibilitet av nya VT-anläggningar i förhållande till kundens befintliga VT-flotta och till VT-flotta som förutspås för förvärv i framtiden. Övning visar att denna indikator är en av de viktigaste, som tas med i beräkningen när du väljer en VT. Tendensen att skaffa VT-hårdvara som är kompatibel med den befintliga är förknippad med många objektiva och subjektiva skäl, där kundens psykologi, hans känsla av förtroende för framgången med att använda denna speciella hårdvaraklass, inte upptar sista platsen. Programvarukompatibilitet, som bestäms av kompatibiliteten hos det hårdvaruimplementerade kommandosystemet, kompatibilitet för datarepresentationsformat, kompatibilitet för översättare, DBMS, etc. Den betydande inverkan av denna indikator på resursförbrukningen kan förklaras av förekomsten av stora volymer av tidigare förberedda reglerings-, arkiv- och statistiska data, såväl som specialiseringen av utbildad personal i företaget med erfarenhet av att arbeta med specifika grundläggande mjukvaruverktyg.

Interoperabilitet inom det köpta komplexet av VT-verktyg, vilket gör det möjligt att, i händelse av fel på enskilda moduler på arbetsstationen, antingen snabbt ersätta den misslyckade modulen eller att tilldela enheterna som används mellan specifika arbetsstationer inom datorresurserna för alla komplex (inuti verkstadskomplexet, inom mellanbutikskomplexet, inom varje företags system).

Tillförlitligheten hos VT-utrustning enligt tekniska specifikationer och dess överensstämmelse med specifika driftsförhållanden: vibrationer, oxidation, damm, gasföroreningar, strömöverspänningar, etc. kräver ytterligare skydd.

Den totala hastigheten för att lösa funktionella problem efter typer av arbetsstationer i komplexet är hastigheten för att bearbeta befintliga datavolymer i olika driftslägen. Vanligtvis, för att bestämma värdena för denna indikator, räcker det inte att bara känna till volymerna informationsbas specifika arbetsstations- och passegenskaper och tillhandahållit datorresurser.

Därför, för en ungefärlig (ordinär) bedömning av värdena för denna indikator, är det väsentligt antingen drifterfarenhet vid nära klass VT-anläggningar eller resultaten som erhållits på simuleringsmodeller, där databaserna överensstämmer i volym och struktur av data till de riktiga. Approximation av data som erhållits på testexempel kan leda till ett fel i resultaten, som skiljer sig med en storleksordning från de verkliga uppskattningarna som erhållits senare under driften av systemet. Källan till felet är oftast oklarheten i operationsalgoritmer, operativsystemsverktyg, kommunikationsprotokoll, drivrutiner och grundläggande språkverktyg när operativsystem i multi-användar multitasking-läge vid de begränsade resurserna för datorsystem eller för deras volymer. I det här fallet kan möjligheterna till direkt beräkning med hjälp av prestandaegenskaperna hos processorer,, nätverkskommunikationskanaler, dataåtkomsthastigheter efter typer av externa enheter inte användas ineffektivt. För närvarande tillåter inte kapaciteten hos många processorer och de implementerade språkverktygen som är inriktade på dem att tillhandahålla hela den potentiella uppsättningen av uppgifter för PPP-kontrollsystemet med den nödvändiga beräkningsnoggrannheten. Därför, när man bestämmer värdena för denna indikator, är det nödvändigt att införa detaljerade uppgifter efter uppgiftsklasser för specifika typer av arbetsstationer med hänvisning till den övervägda kombinationen av CT-verktyg och grundläggande programvara.

Kostnaden för att implementera ett "vänligt gränssnitt" inkluderar både utbildningsprogram och möjligheten att få referenser i arbetet med arbetsstationen om hur man ska fortsätta eller avsluta dialogen.

Möjligheten att ändra sammansättningen och innehållet i de funktioner som implementeras på specifika arbetsstationer, inklusive omfördelning mellan personal.

Säkerställa kraven på skydd mot obehörig åtkomst för kunskapsbaser och databaser, samt säkerställa deras "transparens" vid behov.

Klassificering av datorutrustning

1. Hårdvara

Sammansättningen av ett datorsystem kallas en konfiguration. Hårdvara och programvara betraktas separat. Följaktligen betraktas hårdvarukonfigurationen för datorsystem och deras mjukvarukonfiguration separat. Denna separationsprincip är av särskild betydelse för datavetenskap, eftersom lösningen av samma problem mycket ofta kan tillhandahållas både av hårdvara och mjukvara. Kriterierna för att välja en hård- eller mjukvarulösning är prestanda och effektivitet. Det är allmänt accepterat att hårdvarulösningar i genomsnitt är dyrare, men implementeringen av mjukvarulösningar kräver mer högkvalificerad personal.

Hårdvaran i datorsystem inkluderar enheter och enheter som bildar en hårdvarukonfiguration. Moderna datorer och datorsystem har en blockmodulär design - en hårdvarukonfiguration som är nödvändig för utförandet av specifika typer av arbete, som kan monteras från färdiga noder och block.

De viktigaste hårdvarukomponenterna i datorsystemet är: minne, central processor och kringutrustning, som är sammankopplade av en systemmotorväg (Fig. 1.) Huvudminnet är utformat för att lagra program och data i binär form och är organiserat som en ordnad array av celler, som var och en har unik digital adress. Vanligtvis är cellstorleken 1 byte. Typiska operationer på huvudminnet: läsning och skrivning av innehållet i en cell med en specifik adress.

2. CPU

Den centrala processorenheten är den centrala enheten i en dator som utför databehandlingsoperationer och styr datorns kringutrustning. Sammansättningen av den centrala bearbetningsenheten inkluderar:

Styrenhet - organiserar processen för att köra program och koordinerar interaktionen mellan alla enheter i datorsystemet under dess drift;

Aritmetisk logisk enhet - utför aritmetiska och logiska operationer på data: addition, subtraktion, multiplikation, division, jämförelse, etc.;

Minnesenhet - är ett internt minne hos processorn, som består av register, när den används, utför processorn beräkningar och lagrar mellanresultat; för att påskynda arbetet med RAM, används ett cacheminne, i vilket kommandon och data från RAM pumpas i förväg, vilket är nödvändigt för processorn för efterföljande operationer;

Klockgenerator - genererar elektriska impulser som synkroniserar driften av alla datornoder.

Den centrala processorn utför olika dataoperationer med hjälp av specialiserade celler för att lagra nyckelvariabler och temporära resultat - interna register. Register är indelade i två typer (Fig. 2.):

Allmänna register - används för tillfällig lagring av lokala nyckelvariabler och mellanliggande resultat av beräkningar, inkluderar dataregister och pekarregister; huvudfunktionen är att tillhandahålla snabb åtkomst till ofta använda data (vanligtvis utan minnesåtkomst).

Specialiserade register - används för att styra driften av processorn, de viktigaste av dem är: instruktionsregistret, stackpekaren, flaggregistret och registret som innehåller information om programmets tillstånd.

Programmeraren kan använda dataregister efter eget gottfinnande för att tillfälligt lagra alla objekt (data eller adresser) och utföra de nödvändiga operationerna på dem. Indexregister, liksom dataregister, kan användas godtyckligt; deras huvudsakliga syfte är att lagra index eller förskjutningar av data och instruktioner från början av basadressen (när operander hämtas från minnet). Basadressen kan finnas i basregistren.

Segmentregister är en kritisk del av processorarkitekturen, och tillhandahåller ett 20-bitars adressutrymme med 16-bitars operander. Huvudsegmentregister: CS - kodsegmentregister; DS - datasegmentregister; SS - stacksegmentregister, ES - ytterligare segmentregister. Minnet nås genom segment - logiska formationer överlagrade på någon del av det fysiska adressutrymmet. Segmentstartadressen dividerad med 16 (utan den minst signifikanta hexadecimala siffran) matas in i ett av segmentregistren; varefter åtkomst ges till en sektion av minnet med start från en given segmentadress.

Adressen till en minnescell består av två ord, varav ett bestämmer platsen i minnet för motsvarande segment och det andra - förskjutningen inom detta segment. Segmentstorleken bestäms av mängden data som den innehåller, men får aldrig överstiga 64 KB, vilket bestäms av det maximalt möjliga offsetvärdet. Segmentadressen för instruktionssegmentet lagras i CS-registret, och förskjutningen till den adresserade byten lagras i IP-instruktionspekarregistret.

Fig.2. 32-bitars processorregister

Efter att ha laddat programmet läggs förskjutningen av programmets första kommando in i IP:n. Processorn, som läser det från minnet, ökar IP-innehållet exakt med längden på denna instruktion (Intel-processorinstruktioner kan vara från 1 till 6 byte långa), vilket resulterar i att IP pekar på den andra instruktionen i programmet. Efter att ha utfört det första kommandot läser processorn det andra från minnet, vilket återigen ökar värdet på IP. Som ett resultat innehåller IP alltid förskjutningen av nästa kommando - kommandot efter det som körs. Den beskrivna algoritmen överträds endast vid exekvering av hoppkommandon, subrutinanrop och avbrottsservice.

Segmentadressen för datasegmentet lagras i DS-registret, förskjutningen kan vara i ett av de allmänna registren. Ett ytterligare ES-segmentregister används för att komma åt datafält som inte är en del av programmet, såsom videobufferten eller systemceller. Men om det behövs kan det konfigureras för ett av segmenten i programmet. Till exempel, om programmet fungerar med en stor mängd data, kan du tillhandahålla två segment för dem och komma åt ett av dem via DS-registret och det andra genom ES-registret.

Stackpekarregistret SP används som stapelpekare. En stack är ett programområde för tillfällig lagring av godtyckliga data. Bekvämligheten med stacken ligger i det faktum att dess område återanvänds, och att lagra data på stacken och hämta dem därifrån görs med push- och pop-kommandon utan att ange namn. Traditionen används traditionellt för att lagra innehållet i registren som används av programmet innan subrutinen anropas, som i sin tur kommer att använda processorregistren för sina egna syften. Det ursprungliga innehållet i registren tas bort från stacken vid retur från subrutinen. En annan vanlig teknik är att skicka de parametrar som krävs till en subrutin via stacken. Subrutinen, som vet i vilken ordning parametrarna är placerade på stacken, kan ta dem därifrån och använda dem i sin exekvering.

En utmärkande egenskap hos stacken är den speciella ordningen för att hämta data som finns i den: när som helst är bara det översta elementet tillgängligt på stacken, det vill säga det element som laddades sist i stacken. Genom att skjuta upp det översta elementet från stapeln blir nästa element tillgängligt. Stackens element är belägna i minnesområdet som är tilldelat för stacken, med start från botten av stacken (från dess maximala adress) till successivt minskande adresser. Adressen för det översta tillgängliga elementet lagras i stackpekarregistret SP.

Specialregister är endast tillgängliga i privilegierat läge och används av operativsystemet. De styr olika cacheblock, huvudminne, I/O-enheter och andra enheter i datorsystemet.

Det finns ett register som är tillgängligt i både privilegierat och användarläge. Detta är PSW-registret (Program State Word), som kallas flaggregistret. Flaggregistret innehåller olika bitar som behövs av CPU:n, de viktigaste är villkorskoderna som används i jämförelser och villkorliga hopp.De sätts i varje cykel av processorns aritmetiska logiska enhet och återspeglar tillståndet för resultatet av föregående operation . Innehållet i flaggregistret beror på typen av datorsystem och kan inkludera ytterligare fält som indikerar: maskinläge (till exempel användare eller privilegierad); spårningsbit (som används för felsökning); processorprioritetsnivå; avbrottsaktiveringsstatus. Flaggaregistret läses vanligtvis i användarläge, men vissa fält kan endast skrivas i privilegierat läge (till exempel den bit som anger läget).

Instruktionspekarregistret innehåller adressen till nästa instruktion i kön för exekvering. Efter att en instruktion har valts från minnet uppdateras instruktionsregistret och pekaren flyttas till nästa instruktion. Instruktionspekaren håller reda på exekveringen av programmet, och anger vid varje ögonblick den relativa adressen för instruktionen som följer efter den som exekveras. Registret är programmatiskt otillgängligt; adressen inkrementeras av mikroprocessorn, med hänsyn tagen till längden på den aktuella instruktionen. Instruktioner för hopp, avbrott, anrop av subrutiner och återkomst från dem ändrar innehållet i pekaren och gör därmed hopp till de nödvändiga punkterna i programmet.

Ackumulatorregistret används i de allra flesta kommandon. Ofta använda kommandon som använder detta register har ett förkortat format.

För att bearbeta information överförs vanligtvis data från minnesceller till allmänna register, operationen utförs av den centrala processorn och resultaten överförs till huvudminnet. Program lagras som en sekvens av maskininstruktioner som ska exekveras av CPU:n. Varje kommando består av ett operationsfält och operandfält - de data som denna operation utförs på. Uppsättningen av maskininstruktioner kallas maskinspråk. Programexekveringen utförs enligt följande. Maskininstruktionen som programräknaren pekar på läses från minnet och kopieras till instruktionsregistret, där den avkodas och exekveras sedan. Efter att den har utförts pekar programräknaren på nästa instruktion och så vidare. Dessa åtgärder kallas en maskincykel.

De flesta processorer har två funktionslägen: kärnläge och användarläge, vilket specificeras av en bit i processorns statusord (flaggaregister). När processorn körs i kärnläge kan den köra alla instruktioner i instruktionsuppsättningen och använda alla hårdvarans möjligheter. Operativsystemet körs i kärnläge och ger tillgång till all hårdvara. Användarprogram körs i användarläge, vilket gör att många instruktioner kan exekveras, men gör bara en del av hårdvaran tillgänglig.

För att kommunicera med operativsystemet måste användarprogrammet utfärda ett systemanrop som ger en övergång till kärnläge och aktiverar operativsystemets funktioner. Trappinstruktionen (emulerat avbrott) växlar processorläget från användarläge till kärnläge och överför kontrollen till operativsystemet. Efter avslutat arbete återgår kontrollen till användarprogrammet, till instruktionen efter systemanropet.

I datorer, förutom instruktioner för att göra systemanrop, finns det avbrott som anropas av hårdvara för att varna för exceptionella situationer, till exempel ett försök att dividera med noll eller ett spill under flyttalsoperationer. I alla sådana fall övergår kontrollen till operativsystemet, som måste bestämma vad som ska göras härnäst. Ibland behöver du avsluta programmet med ett felmeddelande, ibland kan du ignorera det (till exempel om siffran förlorar sin betydelse kan du ta det lika med noll) eller överföra kontrollen till själva programmet för att hantera vissa typer av tillstånd.

Beroende på hur enheterna är placerade i förhållande till den centrala processorn särskiljs interna och externa enheter. Externa enheter inkluderar vanligtvis de flesta I/O-enheter (även kallade kringutrustning) och vissa enheter utformade för långtidslagring av data.

Koordinering mellan enskilda noder och block utförs med hjälp av övergångstekniska hårdvaru-logiska enheter som kallas hårdvarugränssnitt. Standarder för hårdvarugränssnitt i datorer kallas protokoll - en uppsättning tekniska villkor som måste tillhandahållas av enhetsutvecklare för att framgångsrikt kunna koordinera sitt arbete med andra enheter.

Många gränssnitt som finns i arkitekturen för alla datorsystem kan villkorligt delas in i två stora grupper: seriella och parallella. Genom ett seriellt gränssnitt överförs data sekventiellt, bit för bit, och genom ett parallellt gränssnitt, samtidigt i grupper av bitar. Antalet bitar som är involverade i ett paket bestäms av gränssnittets bitbredd, till exempel sänder åttabitars parallella gränssnitt en byte (8 bitar) per cykel.

Parallella gränssnitt är vanligtvis mer komplexa än seriella gränssnitt, men ger bättre prestanda. De används där dataöverföringshastigheten är viktig: för att ansluta utskriftsenheter, inmatningsenheter grafisk information, enheter för inspelning av data på externa media, etc. Prestanda för parallella gränssnitt mäts i byte per sekund (byte/s; Kbyte/s; Mbyte/s).

Enhet seriella gränssnitt lättare; som regel behöver de inte synkronisera driften av den sändande och mottagande enheten (vilket är anledningen till att de ofta kallas asynkrona gränssnitt), men deras bandbredd är mindre och koefficienten användbar åtgärd Nedan. Eftersom seriella enheter kommunicerar i bitar snarare än byte, mäts deras prestanda i bitar per sekund (bps, kbps, Mbps). Trots den uppenbara enkelheten att konvertera måttenheter för den seriella överföringshastigheten till måttenheter för den parallella dataöverföringshastigheten genom mekanisk division med 8, utförs en sådan omvandling inte, eftersom den inte är korrekt på grund av närvaron av servicedata. I extremfallet, justerat för servicedata, uttrycks ibland hastigheten för seriella enheter i tecken per sekund eller symboler per sekund (s/s), men detta värde är inte tekniskt, utan en referens, konsumentkaraktär.

Seriella gränssnitt används för att ansluta långsamma enheter (de enklaste utskriftsenheterna av låg kvalitet: in- och utenheter för tecken- och signalinformation, kontrollsensorer, kommunikationsenheter med låg prestanda, etc.), samt i fall där det inte finns några betydande restriktioner för varaktigheten av datautbytet (digitala kameror).

Den andra huvudkomponenten i en dator är minne. Minnessystemet är utformat som en hierarki av lager (fig. 3). Det översta lagret består av CPU:ns interna register. Interna register ger möjlighet att lagra 32 x 32 bitar på en 32-bitars processor och 64 x 64 bitar på en 64-bitars processor, vilket är mindre än en kilobyte i båda fallen. Program själva kan hantera register (det vill säga bestämma vad som ska lagras i dem) utan hårdvaruingrepp.

Fig.3. Typisk hierarkisk minnesstruktur

Nästa lager är cacheminne, mestadels styrt av hårdvaran. RAM är uppdelat i cache-linjer, vanligtvis 64 byte vardera, adresserande 0 till 63 på rad 0, 64 till 127 på rad 1, och så vidare. De mest använda cache-raderna lagras i en höghastighetscache placerad inom eller mycket nära CPU:n. När ett program behöver läsa ett ord från minnet kontrollerar cachechippet om det finns önskad sträng i cachen. Om så är fallet, är cacheminnet effektivt åtkomligt, begäran tillfredsställs helt från cachen och minnesbegäran placeras inte på bussen. En framgångsrik cacheåtkomst tar som regel cirka två klockcykler, och en misslyckad leder till minnesåtkomst med betydande tidsförlust. Cacheminnet är begränsat i storlek på grund av dess höga kostnad. Vissa maskiner har två eller till och med tre nivåer av cache, var och en långsammare och större än den förra.

Detta följs av RAM (RAM - Random Access Memory, English RAM, Random Access Memory - minne med direktåtkomst). Detta är huvudarbetsområdet för lagringsenheten i datorsystemet. Alla CPU-förfrågningar som inte kan uppfyllas av cachen går till huvudminnet för bearbetning. När du kör flera program på en dator är det önskvärt att placera komplexa program i RAM. Skydd av program från varandra och deras rörelse i minnet implementeras med hjälp av datorutrustning med två specialiserade register: ett basregister och ett gränsregister.

I det enklaste fallet (fig. 4.a), när programmet börjar fungera, laddas adressen till början av den körbara programmodulen in i basregistret, och gränsregistret talar om hur mycket den programkörbara modulen tar tillsammans med uppgifterna. När en instruktion hämtas från minnet kontrollerar hårdvaran instruktionsräknaren, och om den är mindre än gränsregistret, adderar den värdet av basregistret till det och överför summan till minnet. När programmet vill läsa ett dataord (till exempel från adress 10000), lägger hårdvaran automatiskt till innehållet i basregistret (till exempel 50000) till denna adress och överför summan (60000) minne. Basregistret tillåter programmet att referera till vilken del av minnet som helst som följer adressen som är lagrad i det. Dessutom hindrar registergränsen programmet från att komma åt någon del av minnet efter programmet. Med hjälp av detta schema löses alltså båda problemen: skydd och förflyttning av program.

Som ett resultat av kontroll och konvertering av data översätts adressen som genereras av programmet och kallas den virtuella adressen till adressen som används av minnet och kallas den fysiska adressen. Enheten som utför verifieringen och konverteringen kallas en Memory Management Unit (MMU). Minneshanteraren finns antingen i processorkretsen, eller nära den, men sitter logiskt mellan processorn och minnet.

En mer komplex minneshanterare består av två par bas- och gränsregister. Ett par är för programtext, det andra paret är för data. Kommandoregistret och alla referenser till programtexten fungerar med det första registerparet, datareferenserna använder det andra registerparet. Tack vare denna mekanism blir det möjligt att dela ett program mellan flera användare samtidigt som du bara lagrar en kopia av programmet i RAM, vilket är uteslutet i ett enkelt schema. När program nr 1 körs finns fyra register som visas i fig 4 (b) till vänster, när program nr 2 körs - till höger. Att hantera minneshanteraren är en funktion av operativsystemet.

Nästa i minnesstrukturen är magnetskivan (hårddisken). Diskminne är två storleksordningar billigare än RAM när det gäller bitar och större i storlek, men att komma åt data som finns på disken tar ungefär tre storleksordningar längre. Orsak till låg hastighet hårddiskär det faktum att skivan är en mekanisk struktur. En hårddisk består av en eller flera metallplattor som roterar med 5400, 7200 eller 10800 rpm (Fig. 5.). Information registreras på plattorna i form av koncentriska cirklar. Läs-/skrivhuvudena vid varje given position kan läsa en ring på tallriken som kallas ett spår. Tillsammans bildar spåren för en given gaffelposition en cylinder.

Varje spår är uppdelat i ett antal sektorer, typiskt 512 byte per sektor. På moderna skivor innehåller de yttre cylindrarna fler sektorer än de inre. Att flytta huvudet från en cylinder till en annan tar cirka 1 ms, och att flytta till en godtycklig cylinder tar 5 till 10 ms, beroende på skivan. När huvudet är placerat över det önskade spåret måste du vänta tills motorn vrider skivan så att den nödvändiga sektorn blir under huvudet. Detta tar ytterligare 5 till 10 ms, beroende på skivans rotationshastighet. När sektorn är under huvudet sker processen att läsa eller skriva med en hastighet av 5 MB / s (för låghastighetsdiskar) till 160 MB / s (för höghastighetsdiskar).

Det sista lagret är upptaget av ett magnetband. Detta medium användes ofta för att skapa säkerhetskopiering av hårddiskutrymme eller för att lagra stora datamängder. För att komma åt information placerades bandet i en magnetbandsläsare, sedan lindades det tillbaka till det begärda blocket med information. Hela processen tog minuter. Den beskrivna minneshierarkin är typisk, men i vissa utföringsformer kan inte alla nivåer eller deras andra typer (till exempel en optisk skiva) finnas närvarande. I vilket fall som helst, när man rör sig nedåt i hierarkin, ökar slumpmässig åtkomsttid avsevärt från enhet till enhet, och kapaciteten växer motsvarande åtkomsttiden.

Utöver de ovan beskrivna typerna har många datorer slumpmässigt läsminne (ROM - skrivskyddat minne, ROM, läsminne - skrivskyddat minne), som inte förlorar sitt innehåll när datorsystemet vrids av. ROM-minnet programmeras under tillverkningsprocessen och dess innehåll kan inte ändras i efterhand. På vissa datorer innehåller ROM-skivan bootstrap-programmen som används för att starta datorn och några I/O-kort för att styra enheter på låg nivå.

Elektriskt raderbart ROM (EEPROM, Electrically Erasable ROM) och flash RAM (flash RAM) är också icke-flyktiga, men till skillnad från ROM kan deras innehåll raderas och skrivas om. Men att skriva data till dem tar mycket mer tid än att skriva till RAM. Därför används de på samma sätt som ROM.

Det finns en annan typ av minne - CMOS-minne, som är flyktigt och används för att lagra aktuellt datum och aktuell tid. Minnet drivs av ett batteri inbyggt i datorn och kan innehålla konfigurationsparametrar (till exempel en indikation på vilken hårddisk som ska startas från).

3. I/O-enheter

Andra enheter som interagerar nära med operativsystemet är I/O-enheter, som består av två delar: styrenheten och själva enheten. Styrenheten är ett mikrochip (chipset) på ett instickskort som tar emot och utför kommandon från operativsystemet.

Till exempel får styrenheten ett kommando för att läsa en specifik sektor från disken. För att utföra kommandot omvandlar styrenheten skivans linjära sektornummer till cylinderns, sektorns och huvudets nummer. Konverteringsoperationen kompliceras av det faktum att de yttre cylindrarna kan ha fler sektorer än de inre. Styrenheten bestämmer sedan vilken cylinder huvudet för närvarande är över och ger en sekvens av pulser för att flytta huvudet det erforderliga antalet cylindrar. Efter det väntar styrenheten på att skivan ska rotera och placerar den nödvändiga sektorn under huvudet. Sedan processerna för att läsa och lagra bitar när de kommer från disken, processerna för att ta bort rubriken och beräkna kontrollsumma. Därefter samlar styrenheten de mottagna bitarna till ord och lagrar dem i minnet. För att utföra detta arbete innehåller kontrollerna inbyggd firmware.

Själva I/O-enheten har ett enkelt gränssnitt som måste överensstämma med en enda IDE-standard (IDE, Integrated Drive Electronics - inbyggt enhetsgränssnitt). Eftersom enhetsgränssnittet är dolt av styrenheten, ser operativsystemet endast styrenhetsgränssnittet, som kan skilja sig från enhetsgränssnittet.

Eftersom styrenheterna för olika I/O-enheter skiljer sig från varandra, kräver de lämplig programvara - drivrutiner för att styra dem. Därför måste varje styrenhetstillverkare tillhandahålla drivrutiner för de operativsystem de stöder. Det finns tre sätt att installera drivrutinen i operativsystemet:

Länka om kärnan med den nya drivrutinen och starta sedan om systemet, så här fungerar många UNIX-system;

Skapa en post i filen som ingår i operativsystemet att en drivrutin krävs och starta om systemet, under den första uppstarten kommer operativsystemet att hitta den nödvändiga drivrutinen och ladda den; så här fungerar Windows-operativsystemet;

Acceptera nya drivrutiner och installera dem snabbt med operativsystemet medan det körs; metoden används av flyttbara USB- och IEEE 1394-bussar, som alltid behöver dynamiskt laddade drivrutiner.

Det finns specifika register för att kommunicera med varje styrenhet. Till exempel kan en minimal diskkontroller ha register för att specificera diskadressen, minnesadressen, sektornumret och riktningen för operationen (läs eller skriv). För att aktivera kontrollern får föraren ett kommando från operativsystemet och översätter det sedan till värden som är lämpliga för att skriva till enhetsregistren.

På vissa datorer mappas I/O-enhetsregister till operativsystemets adressutrymme, så att de kan läsas eller skrivas som vanliga ord i minnet. Registeradresser placeras i RAM utom räckhåll för användarprogram för att skydda användarprogram från hårdvara (till exempel genom att använda bas- och limitregister).

På andra datorer finns enhetsregister i speciella I/O-portar och varje register har sin egen portadress. På sådana maskiner finns IN- och UT-instruktioner tillgängliga i privilegierat läge, vilket gör att förare kan läsa och skriva register. Det första schemat eliminerar behovet av speciella I/O-kommandon, men använder visst adressutrymme. Det andra schemat påverkar inte adressutrymmet, men kräver närvaro av speciella kommandon. Båda systemen används i stor utsträckning. Inmatning och utmatning av data sker på tre sätt.

1. Användarprogrammet utfärdar en systembegäran, som kärnan översätter till ett proceduranrop till motsvarande drivrutin. Drivrutinen startar sedan I/O-processen. Under denna tid utför föraren en mycket kort programcykel och ständigt efterfrågar beredskapen hos enheten den arbetar med (vanligtvis finns det någon bit som indikerar att enheten fortfarande är upptagen). När I/O-operationen är klar placerar drivrutinen data där den behövs och återgår till sitt ursprungliga tillstånd. Operativsystemet återställer sedan kontrollen till programmet som gjorde anropet. Denna metod kallas ready-waiting eller active-waiting och har en nackdel: processorn måste polla enheten tills den har slutfört sitt arbete.

2. Drivrutinen startar enheten och ber den att göra ett avbrott i slutet av I/O. Efter det returnerar föraren data, operativsystemet blockerar uppringaren, om det behövs, och börjar utföra andra uppgifter. När styrenheten upptäcker slutet på en dataöverföring genererar den ett avbrott för att signalera att operationen är slutförd. I/O-implementeringsmekanismen är som följer (fig. 6.a):

Steg 1: föraren skickar ett kommando till styrenheten och skriver information till enhetsregistren; styrenheten startar I/O-enheten.

Steg 2: Efter avslutad läsning eller skrivning skickar styrenheten en signal till avbrottskontrollkretsen.

Steg 3: Om avbrottskontrollern är redo att ta emot ett avbrott, skickar den en signal till ett specifikt stift på CPU:n.

Steg 4: Avbrottskontrollern sätter I/O-enhetsnumret på bussen så att CPU:n kan läsa det och veta vilken enhet som har slutförts. När ett avbrott tas emot av CPU:n, skjuts innehållet i programräknaren (PC) och processorstatusordet (PSW) till den aktuella stacken, och processorn växlar till det privilegierade driftläget (operativsystemets kärnläge). I/O-enhetsnumret kan användas som ett index till ett minne som används för att slå upp adressen till en avbrottshanterare. denna apparat. Denna del av minne kallas avbrottsvektorn. När avbrottshanteraren (en del av enhetsdrivrutinen som skickade avbrottet) startar tar den bort programräknaren och processorstatusordet från stacken, sparar dem och frågar enheten efter information om dess tillstånd. Efter att avbrottsbearbetningen är avslutad, återgår kontrollen till det tidigare körande användarprogrammet, till kommandot vars exekvering ännu inte har slutförts (fig. 6b).

3. För I/O-information används en styrenhet för direkt minnesåtkomst (DMA, Direct Memory Access), som styr flödet av bitar mellan RAM och vissa styrenheter utan att den centrala processorn ständigt ingriper. Processorn anropar DMA-chippet, berättar hur många byte som ska överföras, talar om enhetens och minnesadresserna och riktningen för dataöverföringen och låter chippet sköta sig själv. Efter fullbordan initierar DMA ett avbrott, som hanteras på lämpligt sätt.

Avbrott kan inträffa vid olämpliga tillfällen, till exempel när ett annat avbrott bearbetas. Av denna anledning har CPU:n möjlighet att inaktivera avbrott och aktivera dem senare. Medan avbrott är inaktiverade fortsätter alla enheter som har slutfört sitt arbete att skicka sina signaler, men processorn avbryts inte förrän avbrott har aktiverats. Om flera enheter avslutas samtidigt medan avbrott är inaktiverade, bestämmer avbrottskontrollern vilken som ska hanteras först, vanligtvis baserat på de statiska prioriteringar som tilldelats varje enhet.

Pentium-datorsystemet har åtta bussar (cachebuss, lokalbuss, minnesbuss, PCI, SCSI, USB, IDE och ISA). Varje buss har sin egen datahastighet och sina egna funktioner. Operativsystemet måste ha information om alla bussar för att kunna hantera datorn och dess konfiguration.

ISA-buss (Industry Standard Architecture, industristandardarkitektur) - dök först upp på IBM PC/AT-datorer, arbetar med en frekvens på 8,33 MHz och kan överföra två byte per klocka med maxhastighet 16,67 MB/s; den ingår för bakåtkompatibilitet med äldre långsamma I/O-kort.

PCI-buss (Peripheral Component Interconnect, gränssnitt kringutrustning) - skapad av Intel som en efterföljare till ISA-bussen, kan arbeta med en frekvens på 66 MHz och överföra 8 byte per klocka med en hastighet av 528 MB/s. För närvarande PCI buss använda de flesta höghastighets I/O-enheter, samt datorer med icke-Intel-processorer, eftersom många I/O-kort är kompatibla med det.

Den lokala bussen på Pentium-systemet används av CPU:n för att skicka data till PCI-bryggkretsen, som kommer åt minnet via en dedikerad minnesbuss, ofta på 100 MHz.

Cachebussen används för att ansluta en extern cache, eftersom Pentium-system har en första nivås cache (L1 cache) inbyggd i processorn och en stor extern cache på andra nivån (L2 cache).

IDE-bussen används för att ansluta kringutrustning: diskar och CD-ROM-enheter. Bussen är en ättling till PC/AT-diskkontrollergränssnittet och är nu standard på alla Pentium-baserade system.

USB-bussen (Universal Serial Bus, universal serial bus) är utformad för att ansluta långsamma I/O-enheter (tangentbord, möss) till en dator. Den använder en liten fyrtrådskontakt, vars två kablar förser USB-enheter med ström.

USB-bussen är en centraliserad buss där värden avfrågar I/O-enheter varje millisekund för att se om de har data. Den kan hantera datanedladdningar med 1,5 MB/s. Alla USB-enheter använder samma drivrutin, så de kan anslutas till systemet utan att starta om systemet.

SCSI-bussen (Small Computer System Interface, systemgränssnitt för små datorer) är en högpresterande buss som används för snabba enheter, skannrar och andra enheter som kräver betydande bandbredd. Dess prestanda når 160 MB/s. SCSI-bussen används på Macintosh-system och är populär på UNIX-system och andra Intel-baserade system.

IEEE 1394 (FireWire)-bussen är en bit-seriell buss och stöder burst-dataöverföringshastigheter på upp till 50 MB/s. Med den här funktionen kan du ansluta bärbara digitala videokameror och andra multimediaenheter till din dator. Till skillnad från USB-bussen har IEEE 1394-bussen ingen central styrenhet.

Operativsystemet måste kunna känna igen hårdvarukomponenter och kunna konfigurera dem. Detta krav har lett av Intel och Microsoft för att utveckla ett persondatorsystem som kallas plug and play. Före detta system hade varje I/O-kort fasta I/O-registeradresser och en avbrottsbegärannivå. Till exempel använde tangentbordet avbrott 1 och adresser i intervallet 0x60 till 0x64; diskettstyrenheten använde avbrott 6 och adresser 0x3F0 till 0x3F7; skrivaren använde avbrott 7 och adresser från 0x378 till 0x37A.

Om användaren köpte Ljudkort och modem, hände det att dessa enheter av misstag använde samma avbrott. Det uppstod en konflikt, så enheterna kunde inte fungera tillsammans. En möjlig lösning var att bygga en uppsättning DIP-switchar (jumpers, jumper - jumper) i varje kort och konfigurera varje kort så att portadresserna och avbrottsnumren för olika enheter inte kommer i konflikt med varandra.

Plug and play låter operativsystemet automatiskt samla in information om I/O-enheter, centralt tilldela avbrottsnivåer och I/O-adresser och sedan rapportera denna information till varje kort. Ett sådant system körs på Pentium-datorer. Varje dator med en Pentium-processor innehåller ett moderkort som innehåller ett program - BIOS (Basic Input Output System - basic input / output system). BIOS innehåller I/O-program på låg nivå, inklusive procedurer för att läsa från tangentbordet, för att visa information på skärmen, för att mata in/mata ut data från disken, och så vidare.

När datorn startar upp startar BIOS-systemet, som kontrollerar mängden RAM installerat i systemet, anslutningen och korrekt funktion av tangentbordet och andra grundläggande enheter. Därefter kontrollerar BIOS ISA- och PCI-bussarna och alla enheter som är anslutna till dem. Vissa av dessa enheter är traditionella (pre-plug and play). De har fasta avbrottsnivåer och en I/O-portadress (till exempel inställd med switchar eller byglar på I/O-kortet som inte kan ändras av operativsystemet). Dessa enheter registreras, sedan går plug and play-enhetsregistreringarna igenom. Om de befintliga enheterna skiljer sig från dem vid tidpunkten för den senaste uppstarten konfigureras de nya enheterna.

BIOS bestämmer sedan vilken enhet som ska startas från genom att prova var och en i tur och ordning från listan som är lagrad i CMOS-minnet. Användaren kan ändra denna lista genom att gå in i BIOS-konfigurationsprogrammet omedelbart efter uppstart. Vanligtvis görs ett försök att starta från en diskett först. Om det misslyckas provas CD-skivan. Om datorn inte har både en diskett och en CD, startar systemet från hårddisken. Från startenheten läses den första sektorn in i minnet och exekveras. Den här sektorn innehåller ett program som kontrollerar partitionstabellen i slutet av bootsektorn för att avgöra vilken partition som är aktiv. Den sekundära starthanteraren läses sedan från samma partition. Han läser från aktiv partition operativsystem och startar det.

Operativsystemet söker sedan BIOS efter information om datorns konfiguration och söker efter en drivrutin för varje enhet. Om drivrutinen inte finns, uppmanar operativsystemet användaren att sätta in en diskett eller CD som innehåller drivrutinen (dessa disketter levereras av enhetstillverkaren). Om alla drivrutiner är på plats, laddar operativsystemet in dem i kärnan. Den initierar sedan drivrutinstabellerna, skapar alla nödvändiga bakgrundsprocesser och startar lösenordsinmatningsprogrammet, eller GUI vid varje terminal.

5. Historien om datorteknikens utveckling

Alla IBM-kompatibla persondatorer är utrustade med Intel-kompatibla processorer. Historien om utvecklingen av mikroprocessorer i Intel-familjen är kortfattat som följer. Intels första mikroprocessor för allmänna ändamål dök upp 1970. Den kallades Intel 4004, var fyrabitars och hade förmågan att mata in/mata ut och bearbeta fyrabitarsord. Dess hastighet var 8000 operationer per sekund. Intel 4004 mikroprocessor designades för användning i programmerbara miniräknare med en minnesstorlek på 4 KB.

Tre år senare släppte Intel 8080-processorn, som redan kunde utföra 16-bitars aritmetiska operationer, hade en 1b-bitars adressbuss och därför kunde adressera upp till 64 KB minne (2516 0 = 65536). 1978 präglades av lanseringen av 8086-processorn med en ordstorlek på 16 bitar (två byte), en 20-bitars buss, och kunde redan fungera med 1 MB minne (2520 0 = 1048576 eller 1024 KB), uppdelat i block (segment) på 64 KB vardera. 8086-processorn var utrustad med datorer som var kompatibla med IBM PC och IBM PC/XT. Nästa stora steg i utvecklingen av nya mikroprocessorer var 8028b-processorn, som dök upp 1982. Den hade en 24-bitars adressbuss, kunde hantera 16 megabyte adressutrymme och installerades på datorer som var kompatibla med IBM PC/AT. I oktober 1985 släpptes 80386DX med en 32-bitars adressbuss (maximalt adressutrymme är 4 GB), och i juni 1988 släpptes 80386SX, som var billigare än 80386DX och hade en 24-bitars adressbuss. Sedan, i april 1989, dyker mikroprocessorn 80486DX upp, och i maj 1993, den första versionen av Pentium-processorn (båda med en 32-bitars adressbuss).

I maj 1995, vid den internationella utställningen Comtek-95 i Moskva, introducerade Intel en ny processor, P6.

Ett av de viktigaste designmålen för P6 var att fördubbla prestanda hos Pentium-processorn. Samtidigt kommer produktionen av de första versionerna av P6 att utföras enligt den redan felsökta "Intel" och användas i produktionen. senaste versionerna Pentium-halvledarteknologi (0,6 µm, Z, Z V).

Att använda samma tillverkningsprocess säkerställer att massproduktion av P6 kan uppnås utan större problem. Detta innebär dock att en fördubbling av prestandan endast uppnås genom omfattande förbättringar av processorns mikroarkitektur. P6-mikroarkitekturen utvecklades med en noggrant genomtänkt och avstämd kombination av olika arkitektoniska metoder. Några av dem testades tidigare i processorerna på "stora" datorer, några föreslogs av akademiska institutioner, resten utvecklades av ingenjörer från Intel-företaget. Denna unika kombination av arkitektoniska funktioner, som Intel refererar till som "dynamisk exekvering", gjorde att de första P6-chippen kunde överträffa deras ursprungligen avsedda prestandanivåer.

Jämfört med alternativa "Intel"-processorer i x86-familjen, visar det sig att P6-mikroarkitekturen har mycket gemensamt med mikroarkitekturen hos Nx586-processorerna från NexGen och K5 från AMD, och, även om det är i mindre utsträckning, med M1 från Cyrix. Denna gemensamhet förklaras av det faktum att ingenjörerna i de fyra företagen löste samma problem: införandet av delar av RISC-teknik samtidigt som kompatibiliteten med Intel x86 CISC-arkitekturen bibehölls.

Två kristaller i ett fodral

Den största fördelen och unika egenskapen hos P6 är den placerade i samma paket med processorn, ett sekundärt statiskt cacheminne på 256 KB i storlek, anslutet till processorn med en dedikerad buss. Denna design bör avsevärt förenkla designen av system baserade på P6. P6 är den första massproducerade mikroprocessorn som innehåller två chips i ett paket.

CPU-matrisen i P6 innehåller 5,5 miljoner transistorer; andra nivåns cachekristall - 15,5 miljoner. Som jämförelse inkluderade den senaste Pentium-modellen cirka 3,3 miljoner transistorer, och L2-cache implementerades med hjälp av en extern uppsättning minneschips.

Så stort antal transistorer i cachen beror på dess statiska natur. Det statiska minnet i P6 använder sex transistorer för att lagra en bit, medan det dynamiska minnet bara skulle behöva en transistor per bit. Statiskt minne är snabbare men dyrare. Även om antalet transistorer på ett chip med en sekundär cache är tre gånger större än på ett processorchip, är cachens fysiska dimensioner mindre: 202 kvadratmillimeter mot 306 för processorn. Båda formarna är inrymda tillsammans i ett 387-stifts keramiskt paket ("dual cavity pin-drid array"). Båda formarna är tillverkade med samma teknik (0,6 µm, 4-lagers Metal-BiCMOS, 2,9 V). Beräknad maximal effektförbrukning: 20 W vid 133 MHz.

Det första skälet att kombinera processor och sekundär cache i ett paket är att underlätta design och tillverkning av högpresterande system baserade på P6. Prestandan hos ett datorsystem byggt på snabb processor, beror mycket på finjusteringen av mikrokretsarna i processormiljön, i synnerhet den sekundära cachen. Alla datortillverkare har inte råd med relevant forskning. I P6 är den sekundära cachen redan optimalt avstämd till processorn, vilket gör det lättare att designa moderkortet.

Det andra skälet till att kombinera är att förbättra prestandan. Den andra nivån kzsh är ansluten till processorn med en speciellt dedikerad 64-bitars bred buss och arbetar med samma klockfrekvens som processorn.

De första Pentium-processorerna klockade till 60 och 66 MHz fick åtkomst till den sekundära cachen över en 64-bitars buss med samma klockhastighet. Men när Pentiums klockhastigheter ökade blev det för svårt och dyrt för designers att behålla den frekvensen på ett moderkort. Därför började frekvensdelare användas. Till exempel, för en 100 MHz Pentium, arbetar den externa bussen med en frekvens på 66 MHz (för en 90 MHz Pentium - 60 MHz, respektive). Pentium använder denna buss både för sekundär cache-åtkomst och för åtkomst till huvudminne och andra enheter som PCI-kretsuppsättningen.

Att använda en dedikerad buss för att komma åt den sekundära cachen förbättrar prestandan hos datorsystemet. För det första uppnår detta full synkronisering av processor- och busshastigheter; för det andra är konkurrens med andra I/O-operationer och de tillhörande förseningarna uteslutna. L2-cachebussen är helt skild från den externa bussen genom vilken minne och externa enheter nås. Den externa 64-bitarsbussen kan köras med hälften, en tredjedel eller en fjärdedel av processorns hastighet, med den sekundära cachebussen som arbetar oberoende med full hastighet.

Att kombinera processorn och sekundär cache i ett enda paket och kommunicera via en dedikerad buss är ett steg mot de prestandaförbättringstekniker som används i de mest kraftfulla RISC-processorerna. Så i Alpha 21164-processorn från "Digital" är den andra nivåns cache på 96 kb placerad i processorkärnan, som den primära cachen. Detta ger mycket hög cacheprestanda genom att antalet transistorer per chip ökar till 9,3 miljoner. Prestandan för Alpha 21164 är 330 SPECint92 vid 300 MHz. Prestandan för P6 är lägre (Intel uppskattar 200 SPECint92 vid 133 MHz), men P6 ger bästa förhållandet kostnad/prestanda för sin potentiella marknad.

När man utvärderar kostnad/prestanda-förhållandet bör man ta hänsyn till att även om P6 kan vara dyrare än sina konkurrenter, bör de flesta andra processorer omges av ytterligare en uppsättning minneschips och en cachekontroller. För att uppnå jämförbar cacheprestanda måste andra processorer dessutom använda en cache som är större än 256 KB.

"Intel" erbjuder vanligtvis många varianter av sina processorer. Detta görs för att möta de olika kraven från systemdesigners och lämna mindre utrymme för konkurrerande modeller. Därför kan det antas att strax efter lanseringen av P6, både modifieringar med en ökad mängd sekundärt cacheminne och billigare modifieringar med extern plats sekundär cache, men med en dedikerad buss mellan den sekundära cachen och processorn.

Pentium som utgångspunkt

Pentium-processorn med sin pipeline och superskalär arkitektur har nått en imponerande prestandanivå. Pentium innehåller två 5-stegs pipelines som kan köras parallellt och exekvera två heltalsinstruktioner per maskinklocka. I detta fall kan endast ett par kommandon utföras parallellt, efter varandra i programmet och uppfyller vissa regler, till exempel frånvaron av registerberoende av typen "skriv efter läsning".

I P6, för att öka genomströmningen, gjordes en övergång till en enda 12-stegs pipeline. Ökningen av antalet etapper leder till en minskning av det arbete som utförs i varje etapp och, som ett resultat, till en minskning av tiden som teamet tillbringar i varje etapp med 33 procent jämfört med Pentium. Detta innebär att användning av samma teknik vid tillverkning av P6 som vid tillverkning av 100 MHz Pentium kommer att resultera i en P6 klockad till 133 MHz.

Förmågan hos Pentiums superskalära arkitektur, med dess förmåga att utföra två instruktioner per klocka, skulle vara svåra att slå utan ett helt nytt tillvägagångssätt. Det nya tillvägagångssättet som tillämpas i P6 eliminerar det stela beroendet mellan de traditionella "hämta" och "exekvera" faserna, när sekvensen av kommandon som passerar genom dessa två faser motsvarar sekvensen av kommandon i programmet.

Det nya tillvägagångssättet är förknippat med användningen av den så kallade kommandopoolen och med nya effektiva metoder förutsäga programmets framtida beteende. I detta fall ersätts den traditionella "exekveringsfasen" med två: "utskick/exekvering" och "återställning". Som ett resultat kan kommandon börja exekveras i valfri ordning, men alltid avsluta deras exekvering i enlighet med deras ursprungliga ordning i programmet. P6-kärnan är implementerad som tre oberoende enheter som interagerar genom en pool av instruktioner (Fig. 1).

Det största problemet på vägen att förbättra prestanda

Beslutet att organisera P6 som tre oberoende enheter som interagerar genom en pool av kommandon togs efter en grundlig analys av de faktorer som begränsar prestandan hos moderna mikroprocessorer. Det grundläggande faktum, som är sant för Pentium och många andra processorer, är att riktiga program inte använder processorns fulla kraft.

Medan processorhastigheterna har ökat minst 10 gånger under de senaste 10 åren, har åtkomsttiderna för huvudminnet bara minskat med 60 procent. Denna ökande fördröjning i minnesprestanda i förhållande till processorhastighet var det grundläggande problemet som måste åtgärdas i designen av P6.

Ett möjligt tillvägagångssätt för att lösa detta problem är att flytta fokus till utvecklingen av högpresterande komponenter som omger processorn. Massproduktion av system som inkluderar både en högpresterande processor och höghastighetschip för dedikerade miljöer skulle dock bli för dyrt.

Man skulle kunna försöka lösa problemet med brute force, nämligen att öka storleken på den andra nivåns cache för att minska andelen fall där nödvändig data inte finns i cachen.

Denna lösning är effektiv, men också extremt dyr, särskilt med tanke på dagens hastighetskrav för L2-cachekomponenter. P6 designades utifrån en effektiv implementering av ett komplett datorsystem, och det krävdes att systemets höga prestanda som helhet uppnåddes med ett billigt minnesundersystem.

På det här sättet, P6:s kombination av arkitektoniska tekniker, såsom förbättrad förgreningsprediktion (bestämmer nästan alltid korrekt nästa sekvens av instruktioner), dataflödesanalys (bestämmer den optimala ordningen för exekvering av instruktioner) och förebyggande exekvering (den förväntade sekvensen av instruktioner exekveras utan inaktivitet tid i optimal ordning), gjorde det möjligt för oss att fördubbla prestandan i förhållande till Pentium med samma tillverkningsteknik. Denna kombination av metoder kallas dynamisk exekvering.

Intel utvecklar för närvarande en ny 0,35 mikron tillverkningsteknik som kommer att möjliggöra produktion av P6-processorer med en kärnklockhastighet på över 200 MHz.

P6 som en plattform för att bygga kraftfulla servrar

Bland de mest betydande datortrender under de senaste åren, både den ökande användningen av x86-baserade system som applikationsservrar och Intels växande roll som leverantör av icke-processorteknologier som bussar, nätverk, videokomprimering, flashminne och systemadministration.

Utgivningen av P6-processorn fortsätter Intels policy att ta med funktioner som tidigare reserverats för dyrare datorer till massmarknaden. Paritet tillhandahålls för de interna registren P6, och 64-bitarsbussen som förbinder processorkärnan och den andra nivåns cache är utrustad med feldetekterings- och korrigeringsverktyg. De nya diagnostiska funktionerna inbyggda i P6 gör att tillverkare kan designa mer pålitliga system. P6 ger möjlighet att ta emot information om mer än 100 processorvariabler eller händelser som inträffar i processorn, såsom frånvaron av data i cachen, innehållet i register, utseendet på självmodifierande kod, och så vidare, genom processorkontakter eller använda programvara. Operativsystemet och andra program kan läsa denna information för att fastställa processorns tillstånd. P6 har även förbättrat stöd för checkpoints, det vill säga det ger möjlighet att rulla tillbaka datorn till ett tidigare fixerat tillstånd vid fel.

Liknande dokument

Datorteknik dök upp för länge sedan, eftersom behovet av olika typer av beräkningar fanns i början av civilisationens utveckling. Den snabba utvecklingen av datorteknik. Skapandet av de första datorerna, minidatorerna sedan 80-talet av 1900-talet.

abstrakt, tillagt 2008-09-25

Karakteristika för system för tekniskt och förebyggande underhåll av datorutrustning. Diagnostikprogram för operativsystem. Förhållandet mellan automatiserade styrsystem. Skydda din dator från yttre negativ påverkan.

abstrakt, tillagt 2015-03-25

Utveckling av ett informationsanalytiskt system för att analysera och optimera datorteknikens konfiguration. Strukturen för automatiserad styrning av datorteknik. Mjukvara, underbyggande av projektets ekonomiska effektivitet.

avhandling, tillagd 2013-05-20

Manuell utvecklingsstadium av datorteknik. Positionsnummersystem. Mekanikens utveckling på 1600-talet. Elektromekaniskt skede i utvecklingen av datorteknik. Femte generationens datorer. Parametrar och särdrag hos superdatorn.

terminsuppsats, tillagd 2012-04-18

Enheten och principen för drift av en persondator (PC). PC-hälsodiagnostik och felsökning. Uppgifter Underhåll datoranläggningar. Utveckling av metoder för att hålla utrustning i fungerande skick.

terminsuppsats, tillagd 2011-07-13

Studiet av utländsk, inhemsk praxis i utvecklingen av datorteknik, liksom utsikterna för utvecklingen av datorer inom en snar framtid. Datorteknik. Stadier av utvecklingen av datorindustrin i vårt land. Sammanslagningen av PC och kommunikation.

terminsuppsats, tillagd 2013-04-27

Klassificering av designprocedurer. Historien om syntesen av datorteknik och ingenjörsdesign. Funktioner av datorstödda designsystem, deras programvara. Funktioner för användningen av tredimensionella skannrar, manipulatorer och skrivare.

abstrakt, tillagt 2012-12-25

Automatisering av databehandling. Informatik och dess praktiska resultat. Historien om skapandet av digital datorteknik. Elektromekaniska datorer. Användningen av elektroniska rör och datorer av första, tredje och fjärde generationen.

avhandling, tillagd 2009-06-23

Konceptet och egenskaperna hos en persondator, dess huvuddelar och deras syfte. Medel för undervisning i informatik och funktioner i organisationen av arbetet på kontoret för datorteknik. Arbetsplatsutrustning och programvara.

abstrakt, tillagt 2012-09-07

Sammansättningen av datorsystemet - konfigurationen av datorn, dess hårdvara och mjukvara. Enheter och enheter som bildar hårdvarukonfigurationen för en persondator. Huvudminne, I/O-portar, adapter för kringutrustning.