Даний навчально-методичний комплекс (HMK) присвячений питанням побудови, принципам функціонування і програмного керування апаратними ресурсами пер'сонального комп'ютера. HMK містить повний обсяг інформації, необхідний для успішного засвоєння матеріалу в умовах дистанційного навчання (самостійного вивчення), об'єднує переваги практично всіх форм викладення матеріалу з метою вивчення: конспекту лекцій; методичних посібників до практичних занять, лабораторних робіт і курсовому проектуванню; довідкової літератури. HMK містить вичерпні відомості про архітектуру, режими і програмне керування функціональним обладнанням і підсистемами; практичні заняття і вправи з прикладами і розв'язаннями; лабораторний практикум з відлагодженими програмами, докладними коментарями операторів і функціональних модулів; приклади прикладних задач, методику їх розв'язання, програми; аналіз проблем, що виникають в обладнанні PC1 технологію їх дослідження, поради фахівців; питання для самоконтролю ступеня засвоєння матеріалу, рекомендації з методики вивчення матеріалу. Книга адресована всім, хто хоче отримати фундаментальні знання і набути практичні навички експлуатації персональних комп'ютерів. Зміст Передмова 14 Концепція навчального комплексу 16 Розділ 1. Типова базова архітектура системних блоків ПЕОМ 19 Заняття 1. Архітектура 32-розрядної ПЕОМ 21 Базова структура 32-розрядної ПЕОМ на прикладі Compaq Deskpro 21 Процесорна підсистема 22 Конвертер-узгоджувач шин 22 Основні технічні характеристики системної плати 32-розрядної ПЕОМ 23 Питання для самоконтролю знань 25 Резюме 25 Заняття 2. Спеціалізовані багатофункціональні HBIC для ПЕОМ-32 27 Архітектурні особливості контролера І82380 27 Функції та характеристика контролера ПДП 29 Програмований контролер переривань 30 Програмовані інтервальні таймери 31 Контролер регенерації динамічного ОЗП 31 Питання для самоконтролю знань 32 Резюме 32 Заняття 3. Апаратні засоби кешування пам'яті 32>розрядних ПЕОМ 33 Переваги обчислювальних систем з кеш-пам'яттю 33 Способи організації кеш-пам'яті 37 Цілісність даних в системах кеш-пам'яті 39 Високопродуктивний контролер кеш-пам'яті І82385 40 Загальні характеристики 44 Деякі визначення та характеристики контролера кеш-пам'яті 45 Робота контролера І82385 у складі системи 48 Інтерфейс контролера І82385 50 Докладніше про системний інтерфейс 51 Встановлення даних для читання по лініях ВДО-ВД31 51 16-розрядний простір 52 Локальний інтерфейс 53 Питання для самоконтролю знань 54 Резюме 55 Заняття 4. Спеціалізовані багатофункціональні набори HBIC І82430 та І82440 58 Основні компоненти системної плати 58 Чипсет 61 Chipset п'ятого покоління 65 Chipset шостого покоління 70 Питання для самоконтролю знань 73 Резюме 74 Закріплення матеріалу 76 Основні положення 76 Перевірочна робота 81 Прикладні задачі 84 Розділ 2. Система переривання ПЕОМ 87 Заняття 1. Поняття про систему переривання ПЕОМ 89 Принципи організації системи переривання програм89 Слово стану процесора (програми) 91 Характеристики системи переривання 92 Організація переходу до перериваючої програми та пріоритетне обслуговування запитів переривання 94 Процедура переривання з опитуванням джерел (прапорців) переривання 95 Програмно керований пріоритет перериваючих програм 95 Методи використання механізму переривань 97 Класи переривань ПЕОМ 97 Таблиця векторів переривань ПЕОМ 98 Вправа 101 Практикум 101 Питання для самоконтролю знань 101 Резюме 102 Заняття 2. Контролер переривання - апаратне забезпечення системи переривання ПЕОМ 103 Призначення контролера апаратних переривань ПЕОМ 103 Основні функції, що реалізуються мікросхемою І8259А 105 Функціональні елементи мікросхеми І8259А 105 Короткий опис сигналів І8259А 105 Опис основних елементів І8259А 107 Режими обслуговування джерел переривань Призначення та характеристики 110 Практикум 111 Питання для самоконтролю знань 112 Резюме 112 Заняття 3. Стани ПКП, керуючі слова ініціалізації та операційні слова робочих команд 115 Стани програмованого контролера переривань 115 Призначення та формати керуючих слів ініціалізації ПКП 116 Призначення та формати операційних слів ПКП 118 Вправа 121 Питання для самоконтролю знань 121 Резюме 122 Заняття 4. Підготовка ПКП до роботи 123 Ініціалізація системи переривання ПЕОМ 123 Алгоритми ініціалізації системи переривання ПЕОМ 123 Вправа 126 Питання для самоконтролю знань 126 Резюме 127 Заняття 5. Керування режимами роботи ПКП 128 Керування режимами роботи 128 Режим повного вкладення (фіксованих прі оритетів) 128 Способи завершення переривання (EOI) 131 Звичайна команда EOI 131 Спеціальна команда EOI 132 Автоматичний режим EOI (AEOI) 133 Маскування переривань 134 Спеціальний режим маскування (SMM) 134 Спеціальний режим повного вкладення (SFNM) 136 Режим розпізнавання запиту на переривання 137 Режим читання стану контролера І8259А 139 Режим опитування джерел переривань (POLL) 140 Вправи 141 Практикум 141 Лабораторна робота 1. Дослідження методів програмного доступу до регістрів ПКП та режиму маскування переривань 142 Питання для самоконтролю знань 144 Резюме 145 Заняття 6. Керування пріоритетами переривань 147 Керування пріоритетами переривань 147' Автоматична ротація, рівні пріоритети 148 Ротація в автоматичному режимі EOI 149 Спеціальна ротація пріоритетів 150 Команда встановлення пріоритету 150 Ротація за спеціальною командою EOI 151 Практикум 152 Лабораторна робота 2. Вивчення та дослідження методів програмного задания режимів роботи контролерів переривань 152 Вправи 153 Питання для самоконтролю знань 157 Резюме 158 Заняття 7. Принципи організації оброблювачів переривань 159 Класифікація програм-оброблювачів переривання 159 Ініціалізація оброблювача переривання 160 Активізація обробки переривання 162 Фаза обробки переривання 163 Вихід із обробки переривання 164 Практикум 165 Лабораторна робота 3. Дослідження методів розробки резидентних програм, що перехоплюють апаратні переривання 165 Вправи 166 Питання для самоконтролю знань 173 Резюме 173 Заняття 8. Особливості практичного використання апаратних та програмних переривань 175 Написання власного оброблювача переривання 175 Зміна таблиці векторів переривання 175 Особливості обробки апаратних переривань 180 Використання свопінгу в резидентних програмах 181 Практикум 186 Лабораторна робота 4. Дослідження методів розробки резидентних програм з фільтрацією оброблювачів апаратних переривань 186 Вправи 186 Питання для самоконтролю знань 187 Резюме 187 Закріплення матеріалу 189 Основні положення 189 Перевірочна робота 192 Прикладні задачі 198 Проблеми в системі переривання 204 Розв'яжіть проблему 204 Розділ 3. Підсистема таймера та годинника реального часу 209 Заняття 1. Архітектура та принципи функціонування таймера 209 Призначення таймера 209 Архітектура та принципи функціонування таймера 209 Вправа 213 Питання для самоконтролю знань 213 Резюме 214 Заняття 2. Методи програмного керування таймером 215 Програмування таймера 215 Вправа 223 Питання для самоконтролю знань 224 Резюме 224 Заняття 3. Системні засоби програмного доступу до ресурсів таймера 226 Засоби BIOS для роботи з таймером 226 Засоби MS-DOS для роботи з таймером 229 Практикум 231 Лабораторна робота 1. Формування часових інтервалів з використанням таймера 231 Вправи 231 Питання для самоконтролю знань 223 Резюме 234 Заняття 4. Приклади використання функціональних можливостей таймера в прикладних задачах 235 Генерація звукових сигналів та відтворення музики235 Генерація випадкових чисел 241 Практикум 243 Лабораторна робота 2. Використання функціональних можливостей таймера для генерації звукових сигналів, відтворення музики та формування послідовності випадкових чисел 243 Вправи 244 Питання для самоконтролю знань 245 Резюме 246 Заняття 5. Архітектура та принципи функціонування годинника реального часу 247 Призначення годинника реального часу 247 Архітектура годинника реального часу МС146818 247 Функціональне призначення вхідних та вихідних сигналів МС146818 252 Питання для самоконтролю знань 255 Резюме 255 Заняття 6. Застосування функціональних можливостей годинника реального часу в прикладних програмах 256 Призначення та формати регістрів КМОН-пам'яті 256 Засоби BIOS для роботи з годинником реального часу 264 Практикум 265 Лабораторна робота 3. Вивчення та дослідження методів програмного керування годинником реального часу265 Вправи 266 Питання для самоконтролю знань 269 Резюме 270 Закріплення матеріалу 271 Основні положення 271 Перевірочна робота 273 Прикладні задачі 277 Проблеми в системі служби часу 278 Розв'яжіть проблему 279 Розділ 4. Підсистема прямого доступу до пам'яті 281 Заняття 1. Апаратне забезпечення прямого доступу до пам'яті ПЕОМ 283 Загальні відомості про систему прямого доступу до пам'яті 283 Прямий доступ до пам'яті в ПЕОМ 285 Архітектура контролера ПДП 290 Вхідні та вихідні сигнали контролера ПДП та їх функціональне призначення 292 Питання для самоконтролю знань 295 Резюме 295 Заняття 2. Призначення та формати регістрів КПДП 297 Регістри контролера ПДП 297 Регістр станів (STAT) 297 Регістр команд (CR) 298 Регістр режиму (MOD) 299 Регістр маски (MASK) 299 Регістр запиту (REQ) 300 Регістр поточної адреси (CAR) 301 Регістр поточного лічильника слів (CCR) 301 Базові регістри адреси та лічильника (BAR та CAR)302 Часовий регістр (TR) 302 Канали системи ПДП ПЕОМ 304 Вправи 304 Питання для самоконтролю знань 305 Резюме 305 Заняття 3. Режими роботи та принципи функціонування КПДП 307 Типи передач даних 307 Режими КПДП 308 Формати команд ПДП-контролера 309 Ініціалізація КПДП 313 Питання для самоконтролю знань 314 Резюме 314 Заняття 4. Програмне керування каналами КПДП 316 Приклад програмування підсистеми ПДП 316 Практикум 320 Лабораторна робота 1. Використання функціональних можливостей КПДП для організації передачі даних з сектора НГМД у буферну область ОЗП та на екран дисплея 320 Питання для самоконтролю знань 321 Резюме 322 Закріплення матеріалу 323 Основні положення 323 Перевірочна робота 325 Прикладні задачі 327 Розділ 5. Послідовний та паралельний інтерфейси вводу/виводу ПЕОМ 349 Заняття 1. Інтерфейси вводу/виводу зовнішніх пристроїв ПЕОМ 351 Загальні відомості про системи вводу/виводу та інтерфейс 351 Використання порту RS232C 354 Функціональне призначення сигналів інтерфейсе RS232C 356 Питання для самоконтролю знань 358 Резюме 359 Заняття 2. Принципи побудови універсального асинхронного приймача-передавача (УАПП) 361 Функції апаратних засобів інтерфейса RS232C 361 Формати портів УАПП 363 Вправа 368 Практикум 369 Питання для самоконтролю знань 369 Резюме 370 Заняття 3. Програмування асинхронного адаптера 371 Ініціалізація УАПП 371 Підтримка асинхронного адаптера в BIOS 372 Підтримка асинхронного адаптера в MS-DOS 374 Програмування асинхронного адаптера 374 Підготовка інтерфейса RS232C до роботи 376 Організація зв'язку між комп'ютерами по інтерфейсу RS232C 377 Практикум 379 Лабораторна робота 1. Дослідження режимів послідовних інтерфейсів ПЕОМ 379 Питання для самоконтролю знань 386 Резюме 386 Заняття 4. Архітектура та програмування паралельного порту 388 Призначення та характеристики інтерфейса Centronics388 Опис портів інтерфейса Centronics 389 Засоби BIOS для роботи з принтером 398 Принципи функціонування паралельного інтерфейса 393 Вправа 397 Практикум 397 Лабораторна робота 2. Дослідження методів програмного керування виводом даних на принтер з використанням паралельного інтерфейса 398 Питання для самоконтролю знань 399 Резюме 399 Закріплення матеріалу 401 Основні положення 401 Перевірочна робота 412 Прикладні задачі 417 Проблеми, що виникають при практичному використанні асинхронних адаптерів 421 Розв'яжіть проблему 423 Розділ 6. Клавіатура ПЕОМ 445 Заняття 1. Поняття про систему вводу даних із клавіатури ПЕОМ 447 Принципи організації системи вводу даних з клавіатури ПЕОМ 447 Буфер клавіатури 451 Клавіші 451 Функціонування клавіатури 451 Обмін даними на фізичному рівні 453 Режими роботи клавіатури 456 Практикум 457 Питання для самоконтролю знань 458 Резюме 458 Заняття 2. Контролер клавіатури - апаратне забезпечення системи вводу даних ПЕОМ 460 Призначення контролера клавіатури ПЕОМ 460 Архітектура контролера клавіатури 460 Питання для самоконтролю знань 468 Резюме 468 Заняття 3. Програмна модель контролера клавіатури 470 Програмна модель мікро-ЕОМ І8042 470 Вправа 476 Питання для самоконтролю знань 476 Резюме 477 Заняття 4. Методи програмного керування клавіатурою 478 Обробка подій при керуванні клавіатурою 478 Програмне керування клавіатурою 479 Команди контролера клавіатури 481 Засоби BIOS та MS-DOS для роботи з клавіатурою 485 Практикум 493 Лабораторна робота 1. Дослідження методів програмного керування контролером клавіатури 493 Питання для самоконтролю знань 494 Резюме 494 Закріплення матеріалу 495 Основні положення 495 Перевірочна робота 496 Прикладні задачі 499 Список скорочень та умовних позначень 503