на/с шины данных. Все данные проходят по этой шине, независимо от
направления передачи.
Еще двадцать линий предназначены для адресации. Когда данные
передаются в память или считываются из нее, или данными обмениваются с
внешним устройством, необходимо указать адрес, который может быть либо
адресом ячейки памяти, либо номером устройства. При работе с памятью
используются все 20 линий, это позволяет передать адрес одной из 1024К
ячеек памяти. Для устройств ввода/вывода используется только девять линий,
что позволяет адресовать 512 различных устройств.
Остальные линии канала используются для передачи различных сигналов
управления. Примерами таких сигналов могут служить команды чтения из
памяти, записи в память или команды чтения/записи для периферийных
устройств.
Каждое внешнее устройство, подключенное к разъему расширения
постоянно ожидает сигналов канала ввода/вывода. Предположим, например, что
выдана команда ввода, идентифицируемая сигналом на линии чтения по
вводу/выводу. Когда это произойдет, все устройства будут читать шину
адреса, который не относится к памяти компьютера (поскольку не была выдана
команда работы с памятью).Если же выдана команда работы с памятью, то все
устройства ввода/вывода будут игнорировать содержимое шины адреса.
Поскольку запрашивалась операция ввода/вывода, каждое периферийное
устройство проверит содержимое шины адреса. Если адрес на шине совпадает с
адресом устройства, то оно начинает выполнять операцию. В противном случае
никаких действий не производится.Таков принцип работы блоков расширения.
2.5. Что еще необходимо знать об аппаратных средствах
Есть еще несколько интересных подробностей, которые полезно знать о
системном блоке IBM/PC.
Во-первых, внутри корпуса IBM/PC спрятаны два набора переключателей.
Их называют переключателями конфигурации системы (они выполнены в виде
корпуса с двумя рядами выводов, т.е. корпуса типа DIR). Установка этих
переключателей указывает какое оборудование подключено к IBM/PC, например,
количество дисководов, объем доступной памяти и т.д. Эти переключатели
ничем реально не управляют - они используются только для удобства. После
включения IBM/PC программы запуска считывают положение этих переключателей
и затем устанавливают содержимое определенных ячеек памяти в соответствии
с их положением. Затем, если какой-либо программе необходимо узнать, какой
объем памяти установлен, проверяется содержимое этих ячеек. (Хранение
информации о положении переключателей в памяти очень удобно, поскольку
появляется возможность, в случае необходимости, ее изменения. Таким
образом, программа может изменить положение переключателей и,
следовательно, как бы изменить список подключаемых устройств.)
Как видите, использование переключателей конфигурации системы
"логическое" скорее чем "физическое". Изменение положений переключателей
не отключает и не подключает никакие устройства, оно просто изменяет ту
информацию, которую программы могут получить о конфигурации системы.
Далее, рассмотрим сопроцессор. Когда разрабатывался микропроцессор
8088, для него была предусмотрена способность выполнения обычных,
целочисленных арифметических операций, но он не способен оперировать с
числами с плавающей запятой или вещественными числами ( в языке Бейсик это
называется арифметикой обычной и двойной точности). Арифметические
операции над числами с плавающей запятой могут выполняться одним из двух
способов. Первый и наиболее распространенный способ - программная
реализация с помощью логических операций и целочисленных арифметических
операций подпрограмм, выполняющих вычисления и дающих результаты в форме с
плавающей запятой. Второй способ основан на использовании
специализированного сопроцессора.
Микропроцессор 8088 сконструирован так, что он позволяет использовать
арифметический сопроцессор 8087 фирмы "Интел". Специализация процессора
8087 состоит в быстрой обработке чисел с плавающей запятой. Он может
выполнять как обычные операции сложения, вычитания, умножения и деления,
так и более сложные операции, такие как вычисление тригонометрических
функций. Конструктивно заложенные в микропроцессор 8088 сигналы позволяют
ему передавать работу сопроцессору 8087, а затем получать результаты
работы. Чтобы использовать арифметический сопроцессор, необходимо иметь
его в составе компьютера, а кроме того необходимы программы, которые могут
выдавать специальные коды, необходимые для запуска сопроцессора 8087. Хотя
в первой версии PC фирма IBM не включала в систему сопроцессор, гнездо для
него предусмотрено в системном блоке. На рис.2.1. его можно увидеть в
правом верхнем углу, рядом с гнездом микропроцессора 8088.
Конструкция микропроцессоров 8086/8088 предусматривает два основных
способа повышения вычислительной мощности. Первый заключается в
использовании сопроцессора 8087, для которого в IBM/PC предусмотрено
специальное гнездо в системном блоке. Второй способ заключается в
организации мультипроцессорного режима, при котором несколько обычных
микропроцессоров совместно выполняют вычисления, распределяя нагрузку
между собой. Фирма "IBM" не предусмотрела такой режим работы в конструкции
своего персонального компьютера. Еще один вспомогательный "чип" -
процессор ввода/вывода 8089 позволяет повысить общую производительность
системы на базе процессора 8086/8088, однако его использование также не
предусмотрено в IBM/PC.
Рассмотрим теперь еще одно пустое гнездо в системном блоке IBM/PC.
"Встроенное" программное обеспечение IBM/PC записано в микросхемах
постоянного запоминающего устройства (ПЗУ), расположенных почти в центре
системного блока, ближе к левой стороне. Как видно из рис.2.1 таких
микросхем пять. Рядом с ними, с левой стороны имеется свободное гнездо,
которое оставлено специально с целью добавления каких-либо программ.
Назначение этого гнезда вызывает различные домыслы. Лично я вижу три
возможных разумных предназначения. Во-первых, оно могло быть оставлено по
соображениям надежности - если в какой-нибудь из записанных в ПЗУ процедур
обнаружатся ошибки, исправление которых приведет к увеличению объема
процедуры, то в это гнездо можно будет установить микросхему с записью
этих изменений. Во-вторых, если "IBM" расширит номенклатуру поддерживаемых
системой устройств, таких как жесткие диски большой емкости, тогда в это
гнездо можно будет установить микросхему ПЗУ с записанными программами
управления. Правда, блок расширения для любого нового устройства также
может содержать все необходимые программы, так что действительной
необходимости в дополнительном гнезде для этих целей нет. Третья, и
наиболее вероятная, возможность связана с поддержкой сопроцессора 8087. В
это гнездо можно установить ПЗУ с программами сопроцессора. Такие
программы позволили бы работать с арифметическим сопроцессором 8087
"встроенному" интерпретатору Бейсика, а также программам, написанным на
других языках, например, на Паскале, Фортране или Бейсике (с помощью
компилятора).
2.6. Три аспекта рассмотрения архитектурных решений
Все о чем мы говорили до сих пор в этой главе относится только к
оригинальной модели IBM/PC, т.е. к первому аспекту. На совместимые с
IBM/PC компьютеры распространяется лишь часть информации, а вся остальная
применяется для каждого конкретного компьютера. Совпадает обычно лишь одна
деталь всех совместимых с РС компонентов - это вид разьемов для
подключения блоков расширения. В этой части все РС - подобные компьютеры
практически полностью повторяют IBM/PC.
В сфере больших компьютеров уже давно образовался определенный круг
так называемых элементов совместимых по способу соединения. Такие элементы
могут заменить части системы путем отключения исходного элемента и
включения на его место заменителя. Такая замена может производиться как со
стороны периферийных устройств компьютера, так и со стороны процессора.
То же самое происходит и с IBM/PC. В месте любого соединения можно
обнаружить конкуренцию между различными вариантами элементов замены по обе
стороны соединения. Постоянным остается только формат разъема - его
изменить нельзя. Таким образом, общим для всех компьютеров, совместимых с
IBM/PC, будет формат разъема для подключения блоков расширения.
Материал, рассматривавшийся в начале этой главы, к третьей области
интересов - компьютером, использующих различные версии операционной
системы MS-DOS, - непосредственного отношения не имеет. Однако, в той
части, где речь пойдет о значении дополнительного оборудования,
подключаемого к IBM/PC, все сказанное об IBM/PC в равной степени относится
и к другим персональным компьютерам.
2.7. Возможности комплектации IBM/PC
В этом параграфе речь пойдет о различных возможностях комплектации
IBM/PC дополнительными периферийными устройствами и о том, как это
сказывается на рабочих характеристиках. Не все понимают значение
периферийного оборудования. Дескать, IBM/PC и есть IBM/PC, независимо от
того, что к нему подключено. Однако, для практического использования
решающее значение имеет то оборудование, которое подключено к компьютеру.
По моему мнению существует три или четыре достаточно сильно
различающихся персональных компьютера фирмы "IBM".
Речь идет об одной модели компьютера с различными комплектами
периферийных устройств, которые определяют область применения компьютера.
ИГРУШКА. Это IBM/PC без дисковой памяти, так называемая "кассетная
система". Такая конфигурация, по моему мнению, никогда и никем не
воспринималась всерьез и, вероятно, не имела права на существование. Я
убежден, что ее появление связано только с желанием снизить цену базовой
модели, чтобы не отпугнуть потенциальных покупателей. Такой комплект вряд
ли можно использовать для решения сколько-нибудь серьезных задач, так что
усеченный вариант мощной машины становится похож на игровую машину типа
"Атари" или "Маттель". Доказательством бесполезности такого варианта может
служить отсутствие программ на кассетах. Единственная возможность
использования этой системы состоит, вероятно, в подготовке и обучении
пользователей перед переходом к работе с более серьезным оборудованием.
Следующие два варианта комплектации IBM/PC являлись основными
вариантами компоновки IBM/PC в начале ее применения. На их примере хорошо
иллюстрируется положение о том, что в некотором смысле существует не один
компьютер IBM/PC с различным периферийным оборудованием, а несколько
существенно отличающихся друг от друга компьютеров IBM/PC.
ДЕЛОВОЙ КОМПЬЮТЕР. Это IBM/PC с монохромным дисплеем, желательно
фирмы "IBM". Естественно, эта машина должна иметь два дисковода,
устройство печати и, возможно, еще какое-то оборудование. Но отличает этот
компьютер, прежде всего, дисплей. Графика здесь не требуется, вся работа
ведется в алфавитно-цифровом (текстовом) режиме. Использование дисплея
фирмы "IBM" очень облегчает чтение текста на экране. Сфера применения
этого компьютера - в основном учреждения. Экран монохромного дисплея фирмы
"IBM" не утомляет глаза, даже если смотреть на него целый день. С помощью
этого компьютера можно выполнять деловые расчеты, формировать планы
(например, с помощью программы "VisiCalk") или готовить документы с
помощью текстовых процессоров.
ГРАФИЧЕСКАЯ МАШИНА. Это IBM/PC оборудованный цветным графическим
