🎚️ 💔 🥧 विंडोज 10 और कीबोर्ड पार्ट 2 के उदाहरण का उपयोग करके पीसी के संचालन के बारे में 🧜🏾 🆒 🈂️

इस भाग में, हम विचार करेंगे कि किस तरह से कीबोर्ड से सीपीयू में दबाए गए कुंजी के बारे में जानकारी मिलती है, बहुत सारे चित्र होंगे और यह अंतिम भाग नहीं है। मैं इस बारे में एक प्रोग्रामर के दृष्टिकोण से बात करूंगा जो उपयोगकर्ता मोड में लिखता है - उपयोगकर्ता प्रोग्राम, वेब, मोबाइल एप्लिकेशन - इसलिए, अशुद्धि हो सकती है। इलेक्ट्रॉनिक्स में शामिल लोगों को अपने लिए कुछ भी उपयोगी होने की संभावना नहीं है। पहला भाग यहाँ है ।

उच्च प्रोग्रामर शिक्षा की समस्या यह है कि छात्र बिना किसी संदर्भ में समझे हुए व्यक्तिगत पहलुओं पर विस्तार से अध्ययन करते हैं कि यह सब एक साथ कैसे फिट बैठता है। इलेक्ट्रिकल इंजीनियरिंग, इलेक्ट्रिकल उपकरण, असेंबलर, ओएस, एल्गोरिदम, सिस्टम प्रोग्रामिंग और अन्य विषयों के एक समूह को मानक पांच-वर्षीय कार्यक्रम में समझने के लिए भौतिकी को समझने के लिए उच्च गणित के कई सेमेस्टर। विवरणों की प्रचुरता और कोई भी यह नहीं बताता है कि यह बड़ी तस्वीर में कैसे फिट बैठता है, यह माना जाता है कि 5 साल के बाद छात्र इसे अपने सिर में बांध देगा, और फिर वह नेट के साथ काम करने के लिए जाएगा और कभी भी इलेक्ट्रॉनिक्स और कर्नेल मोड को नहीं छूएगा। मेरा मानना है कि कंप्यूटर के संचालन के बारे में इतने विस्तार से जानना आवश्यक नहीं है, तकनीकी स्टैक के नीचे क्या हो रहा है, इसकी सामान्य समझ होना पर्याप्त है। यदि विश्वविद्यालयों के लिए प्रशिक्षण कार्यक्रम बनाने वाले लोगों ने ड्राइविंग स्कूल खोले,आप रूसी, सुलेख और हाइड्रोडायनामिक्स सीखेंगे, क्योंकि आपको निरीक्षकों के साथ संवाद करने, तरल पदार्थ बदलने और व्याख्यात्मक नोट्स लिखने की आवश्यकता है। लेख में कुछ अशुद्धियां होंगी, इसलिए यह विशेष विषयों में परीक्षा उत्तीर्ण करने के लिए उपयुक्त नहीं होगा, लेकिन इसके बाद पीसी डिवाइस को समझना आसान होगा।

बिल्ली यातायात के तहत।

एक कीबोर्ड कुंजी एक बटन है जो संपर्कों को बंद कर देता है और एक विद्युत प्रवाह उनके माध्यम से गुजरता है। बंद करने / खोलने का तंत्र इस तरह से बनाया गया है कि बटन को पूरी तरह से दबाना नहीं है, क्योंकि अन्यथा उंगलियां जल्दी थक जाएंगी और कीबोर्ड गैर-एर्गोनोमिक होगा। अनुभाग में, कुंजी इस तरह दिखती है। दायीं ओर वह संपर्क है जिस पर वोल्टेज लगाया जाता है।

कीबोर्ड का "दिमाग" जो किस्ट्रोक को निर्धारित कर सकता है, एक माइक्रोकंट्रोलर है , जो अनिवार्य रूप से एक प्रोग्राम के साथ एक मिनी-कंप्यूटर है, जो इसमें वोल्टेज लगाकर प्रत्येक कुंजी की जांच करता है और यदि यह गुजरता है तो कुंजी दबाया जाता है। माइक्रोकंट्रोलर के पैरों के अपने नाम हैं और कोड में पहुँचा जा सकता है, वे बाहरी दुनिया के साथ संवाद करने के लिए उपयोग किए जाते हैं। पैर माइक्रोकंट्रोलर के संचालन को नियंत्रित कर सकते हैं, चिप की स्थिति की रिपोर्ट कर सकते हैं या डेटा पढ़ने / संचारित करने के लिए काम कर सकते हैं।

प्रोग्राम ( फर्मवेयर ) को सी या असेंबलर में लिखा जा सकता है, इसे प्रोग्रामर के माध्यम से माइक्रोकंट्रोलर पर अपलोड किया जाता है । यह एक माइक्रोकंट्रोलर स्थापित करने के लिए कनेक्टर के साथ एक उपकरण है और इसे यूएसबी के माध्यम से कंप्यूटर से जोड़ा जा सकता है, जिस पर विशेष सॉफ्टवेयर चल रहा है। यहाँ प्रोग्रामर वास्तविक जीवन में कैसा दिखता है:

कार्यक्रम के माध्यम से, प्रत्येक पैर को वोल्टेज निर्धारित या मापा जा सकता है। दबाए गए कुंजी को खोजने के लिए एल्गोरिथ्म एक पैर पर वोल्टेज लागू करना और इसे दूसरे पर मापना है, और यदि कुंजी को दबाया गया था, तो दूसरे पैर में इनपुट के समान वोल्ट होगा। तो एक अनंत लूप में सभी कुंजियों की जांच की जाती है। एक नियम के रूप में, कीबोर्ड में 80-110 बटन हैं, और संपर्क नियंत्रक (पिन) बहुत छोटा है। इसलिए, वे "कीबोर्ड मैट्रिक्स" के रूप में इस तरह के दृष्टिकोण का उपयोग करते हैं - सभी कुंजियों को कॉलम और पंक्तियों में वितरित किया जाता है, और एल्गोरिथ्म को उस स्तंभ को खोजने के लिए कम किया जाता है जो उस पंक्ति को इंटरसेप्ट करता है जिस पर प्रोग्राम वोल्टेज लागू करता है। संपर्क करने के लिए कॉलम / पंक्ति पत्राचार यहाँ पर प्रकाश डाला गया है।

वास्तव में, मैट्रिक्स इस तरह दिख सकता है। बाईं ओर औद्योगिक है और दाईं ओर घर का बना है।

छद्म कोड पर, फर्मवेयर प्रोग्राम का वह भाग जो निर्धारित की गई चाबियों को दबाता है, इस तरह दिख सकता है।

for (int i = 0; i < COLSC; i++) {
 	SetPower(columns[i], 3.0 f);
  	for (int j = 0; j < ROWSC; j++) {
    		float power = GetPower(rows[j]);
    		if (power >= 3.0f - THRESHOLD) {
      			BYTE key = keys[i, j];
      			SendKey(key);
    		}
  	}
}

प्रत्येक कुंजी एक स्कैन कोड से मेल खाती है, इसे मानकीकृत किया गया है और यह 8-बिट संख्या है, अर्थात। एक बाइट। इसलिए, जब वाई कुंजी दबाया जाता है, तो कीबोर्ड नियंत्रक को 21 नंबर (0x15) भेजना होगा, और जब जारी किया जाएगा - 149 (0x95)। शिपमेंट कैसे किया जाता है? निश्चित रूप से आपने JSON, वेब सेवाओं के साथ काम किया है या प्रक्रियाओं के बीच डेटा भेजा है और आप जानते हैं कि डेटा भेजने के लिए आपको क्रमबद्ध करने की आवश्यकता है , अर्थात बाइट्स या स्वरूपित पाठ की एक सरणी में बदल दें जिसे प्राप्तकर्ता डिस्क्राइबलाइज कर सकता है , अर्थात। अपने पते के स्थान में एक वस्तु को फिर से बनाएँ। और इतने निचले स्तर पर डेटा को क्या क्रमबद्ध किया जा सकता है? हमें केवल 1 बाइट (8 बिट) को स्थानांतरित करने की आवश्यकता है। आगे देखते हुए, मैं कहूंगा कि हम डेटा को बिट द्वारा प्रसारित करेंगे।

गणित में, एक सूत्र है जो किसी भी दशमलव संख्या को बदल सकता है जो हमें शून्य और लोगों के अनुक्रम से परिचित कराता है और इसके विपरीत। इस सूत्र ने कंप्यूटर प्रौद्योगिकी में आवेदन पाया है। पहले भाग में, मैंने आकस्मिक रूप से उल्लेख किया है कि एनालॉग प्रौद्योगिकी भौतिकी के नियमों का शोषण करती है, जबकि डिजिटल शून्य और लोगों के स्तर पर काम करता है। इसका मतलब है कि एक एनालॉग टेलीफोन मानव आवाज के पूरे स्पेक्ट्रम को विद्युत चुम्बकीय तरंगों के अनुक्रम में एन्कोड करता है, और एक डिजिटल टेलीफोन एक चिप का उपयोग करता है जो मानव आवाज को डिजिटल डेटा में परिवर्तित करता है, उदाहरण के लिए, WAV फ़ाइलों में, और फिर उन्हें विद्युत चुम्बकीय तरंगों के रूप में शून्य और लोगों के अनुक्रम में प्रसारित करता है। केवल इस मामले में, आवाज के पूरे स्पेक्ट्रम के बजाय, केवल दो मूल्यों का प्रतिनिधित्व किया जाना चाहिए - 0 और 1. उन्हें अलग-अलग लंबाई, अलग-अलग वोल्टेज की तरंगों द्वारा दर्शाया जा सकता है,ऑप्टिकल फाइबर के माध्यम से हल्की दालों, कागज पर काली और सफेद पट्टियाँ, पंच कार्ड पर छेद।

बाइनरी में दबाया गया वाई कुंजी का स्कैन कोड 0001 0101 जैसा दिखता है। हम उन्हें माइक्रोकंट्रोलर लेग के साथ संचारित करेंगे जो डेटा ( DATA ) के लिए जिम्मेदार है । तार्किक इकाई 3.3V या उच्चतर, तार्किक शून्य है- वोल्टेज 0V के बारे में है। यहाँ पकड़ है - मैं एक पंक्ति में तीन शून्य कैसे पास करूं? ऐसा करने के लिए, हमें दूसरे पैर की आवश्यकता होती है जिसे हम CLOCK कहेंगे, जब इस पर एक का अर्थ है कि एक बिट का प्रसारण सत्र शुरू हो गया है, और शून्य समाप्त हो गया है। मानों में ऐसा परिवर्तन (वोल्टेज) एक निश्चित समय अंतराल के साथ होगा, 50 नैनोसेकंड का कहना है, क्योंकि दूसरे छोर पर एक दूसरा माइक्रोकंट्रोलर है जो अपनी गति से काम करता है और उन पैरों को सुनता है जिनसे क्लॉक और डेटा एक अंतहीन लूप में जुड़े हुए हैं। इस उदाहरण में, मैं मानूंगा कि कीबोर्ड PS2 कनेक्टर के माध्यम से जुड़ा हुआ है, जिसे नीचे दिखाया गया है। यूएसबी पोर्ट के माध्यम से, ट्रांसफर एल्गोरिथ्म अलग होगा। जैसा कि आप देख सकते हैं, PS2 पोर्ट में डेटा, क्लॉक नामक पिन हैं।उनके अलावा, एक संपर्क भी है जिसके माध्यम से पीएस 2 पोर्ट नियंत्रक कीबोर्ड के संचालन के लिए आवश्यक 5 वी वोल्टेज और एक ग्राउंड संपर्क को वितरित करता है, जो कि बस कीबोर्ड बॉडी पर प्रदर्शित होता है। अन्य संपर्कों का उपयोग नहीं किया जाता है।

PS / 2 पोर्ट को सीरियल बस कहा जाता है , क्योंकि यह बिट्स को एक-एक करके (बिट्स का एक क्रम) पहुंचाता है। समानांतर पोर्ट डेटा को एक साथ कई संपर्कों तक पहुंचाता है और उदाहरण के लिए एक डेटा ट्रांसफर सत्र के लिए एक बार में एक बाइट (8 बिट) के लिए स्थानांतरित कर सकता है।

पोर्ट, बस और प्रोटोकॉल में क्या अंतर है? एक बंदरगाह की तरह एक बस, संपर्क (तारों) का एक सेट है और उनका उपयोग करने के तरीके पर एक समझौता है, केवल बंदरगाह में बाहरी उपकरणों को जोड़ने के लिए एक कनेक्शन है, और बस का उपयोग मदरबोर्ड पर घटकों को संचार करने के लिए किया जाता है। एक बंदरगाह अनिवार्य रूप से बीच में कनेक्टर के साथ एक बस है। एक प्रोटोकॉल संपर्कों के माध्यम से एक बातचीत है। पीएस / 2 के साथ उदाहरण में, यह घड़ी और डेटा संपर्कों के माध्यम से डेटा ट्रांसफर का क्रम था।

पहले, इंटेल 8042 माइक्रोकंट्रोलर बहुत सामान्य था और कीबोर्ड में और PS2 पोर्ट नियंत्रक के रूप में दोनों का उपयोग किया गया था, अर्थात दो समान चिप्स ने डेटा का आदान-प्रदान किया। विंडोज में PS2 पोर्ट ड्राइवर को 8042prt.sys कहा जाता है।

वास्तव में, हम 8 बिट्स नहीं, बल्कि 11 को प्रसारित करते हैं, क्योंकि डेटा को डेटा पैकेट या संदेश के रूप में प्रसारित किया जाता है । एक अतिरिक्त 3 बिट्स डेटा की शुरुआत और अंत का संकेत देते हैं - शुरुआत में एक शून्य और अंत में 0 1, डिवाइस से डेटा को पीएस 2 में होस्ट में स्थानांतरित करने के लिए ऐसा प्रोटोकॉल। यह छद्म कोड में SendKey फ़ंक्शन की तरह लग सकता है , यदि आप कोड को समझना पसंद करते हैं। यह PS2 बस के माध्यम से दबाए गए कुंजी के बारे में डेटा भेजता है।


void SendBit(BYTE bit) {
	float power = (bit != 0) ? 3.3f : 0.0f;
	SetPower(DATA, power);
	SetPower(CLOCK, 3.3f);
	Sleep(50);
	SetPower(CLOCK, 0.0f);
	Sleep(50);
}

void SendData(BYTE data) {
	SendBit(0);
	
	for (BYTE i = 0; i < sizeof(BYTE); i++) {
		BYTE bit = (data >> i) & 1;
		SendBit(bit);
	}

	SendBit(0);
	SendBit(1);
}

डेटा ट्रांसफर के लिए व्यक्तिगत रूप से प्रत्येक पैर पर वोल्टेज को मैन्युअल रूप से सेट करना हमेशा आवश्यक नहीं होता है। कुछ मामलों में, रजिस्टर में संग्रहीत मूल्य स्वचालित रूप से संपर्कों पर प्रदर्शित होता है।

ग्राफ पर, इस तरह के डेटा ट्रांसफर की कल्पना निम्नानुसार की जाएगी। समय एक्स अक्ष के साथ है, और वोल्टेज वाई अक्ष के साथ है।

एनालॉग तकनीक में, संकेत विकृत हो सकता है, अर्थात। तार किसी भी चीज़ से जुड़ा नहीं है, लेकिन वाल्टमीटर उस पर 0.5V दिखाता है क्योंकि पास में एक विद्युत चुम्बकीय क्षेत्र है। इसलिए, थ्रेसहोल्ड वोल्टेज की अवधारणा का उपयोग किया जाता है। यदि वोल्टेज थ्रेशोल्ड से कम है, तो हम मानते हैं कि हमें एक तार्किक शून्य मिला, अन्यथा एकता। संभावित विकृतियों को ध्यान में रखते हुए, प्रेस की गई Y कुंजी का स्कैन कोड इस तरह आ सकता है:

इससे पहले कि हम कीबोर्ड का डेटा सीपीयू तक कैसे पहुंचाते हैं, पर नजर डालते हैं, आइए माइक्रोचिप्स , बस और मदरबोर्ड के बारे में बात करते हैं ।

माइक्रोकंट्रोलर और माइक्रोकाइक्रेट्स

माइक्रोकंट्रोलर एक प्रोग्राम को निष्पादित कर सकता है, जिसमें एक निश्चित मात्रा में रैम मेमोरी और डेटा और प्रोग्राम कोड को स्टोर करने के लिए जगह होती है। में चिप, प्रोग्राम डिजाइन के स्तर पर सेट किया जा सकता। मैन्युअल रूप से एक एल्गोरिथ्म को लागू करने वाले एक विद्युत सर्किट का निर्माण बहुत समय लेने वाला है और इसलिए, एक विशेष प्रोग्रामिंग भाषा जिसे वीएचडीएल (हार्डवेयर विवरण भाषा) कहा जाता है, का उपयोग माइक्रिकोइक्रिट्स को डिजाइन करने के लिए किया जा सकता है । यह एक उच्च-स्तरीय प्रोग्रामिंग भाषा है जिसे एक सर्किट योजना में अनुवादित किया गया है, यह एक प्रोग्राम के माध्यम से चलाया जाता है जो बोर्ड पर रेडियो तत्वों का इष्टतम स्थान पाता है और अंततः भौतिक रूप में बनाया जाता है। छवियां केवल व्याख्यात्मक उद्देश्यों के लिए हैं।

माइक्रोचिप्स और माइक्रोकंट्रोलर्स में डेटा और कमांड को कैसे दर्शाया जाता है? कंप्यूटर प्रौद्योगिकी का आधार एक ट्रांजिस्टर है, जिसे मानव जाति ने सूक्ष्म आयामों में बनाना सीखा है। एक ट्रांजिस्टर ऐसा रेडियो तत्व है जिसमें तीन पैर होते हैं: एक इनपुट, एक आउटपुट, और उनके बीच एक नियंत्रण जो दो पैरों के बीच एक करंट को खोलता या बंद करता है। नीचे का आंकड़ा ट्रांजिस्टर के संचालन को दिखाता है, पानी वर्तमान को दिखाता है।

वोल्टेज को इनपुट पैर पर लागू किया जाता है, अगर नियंत्रण में वोल्टेज है, तो वर्तमान आउटपुट में गुजरता है, अन्यथा 0 वी होगा। 8 ट्रांजिस्टर होने, जिनमें से प्रत्येक में आउटपुट लेग से जुड़ा एक एलईडी होता है जो या तो रोशनी करता है या नहीं, हम 256 अद्वितीय संयोजनों (2 से 8 की शक्ति) की कल्पना कर सकते हैं। लापोचकी की व्याख्या दाएं से बाएं, साथ ही दशमलव संख्या से की जाती है। निचले अंक दाईं ओर हैं।

उन। एक बल्ब एक बिट सूचना (0 या 1) का प्रतिनिधित्व करता है, और आठ ऐसे बल्ब एक बाइट के अनुरूप होते हैं। ट्रांजिस्टर पर लॉजिकल ऑपरेटर्स और OR, NOT, XOR का निर्माण संभव है।

उदाहरण के लिए, AND ऑपरेटर सर्किट्री (ऊपर चित्र में बाईं ओर), आउटपुट में केवल वोल्टेज होगा यदि दोनों इनपुट वोल्टेज गैर-शून्य हैं। किसी ने पहले से ही बिटवाइज़ लॉजिकल ऑपरेशंस और बिट शिफ्ट्स के आधार पर इसके अलावा, गुणा, भाग और घटाव के लिए एल्गोरिदम का आविष्कार किया है। चिप निर्माताओं को उन्हें लागू करने की जरूरत है। बिटवाइज़ जोड़ एल्गोरिथ्म के संचालन को नीचे चित्रित किया गया है; हम इसका विश्लेषण नहीं करेंगे:

नैनोट्रांसिस्टर्स सूक्ष्म हैं और लाखों में बोर्ड पर रखे जा सकते हैं। इंटेल प्रोसेसर नीचे दिखाया गया है और इसका लगभग एक कोर कैसा दिख सकता है। चित्र चित्रमय है।

एक ही बोर्ड पर और एक ही मामले में माइक्रोक्राक्रेट्स में एक माइक्रोकंट्रोलर हो सकता है।

टायर

आमतौर पर, पाठ्यपुस्तकों में, टायर को बोल्ड तीर के रूप में दिखाया जाता है, जैसा कि नीचे दी गई तस्वीर में है। यह संपर्कों के सभी कनेक्शनों को न खींचने के लिए किया जाता है, जो कई हो सकते हैं। PS2 बस का संचालन बहुत सरल है, आपको बस तीन पिन चाहिए। लेकिन ऐसी बसें हैं, उदाहरण के लिए, डेटा ट्रांसफर के लिए 124 संपर्क हैं।

निम्नलिखित प्रकार के टायर हैं:

डेटा - इन संपर्कों पर बिट्स को डेटा के रूप में व्याख्या की जाती है: संख्या, प्रतीक, एक तस्वीर का हिस्सा या अन्य बाइनरी डेटा। बस की चौड़ाई थ्रूपुट को प्रभावित करती है, प्रति सेकंड संचरित बिट्स की संख्या
पते - इन पिनों पर बिट्स को स्मृति में एक भौतिक पते के रूप में व्याख्या की जाती है। इस बस की चौड़ाई अधिकतम समर्थित रैम क्षमता निर्धारित करती है।
— . CPU RAM I/O.
. , . ATX 24 Pin 12V PSU Connector, .

टायर में सब्सट्रेट शामिल हो सकते हैं , अर्थात्। कुछ संपर्क डेटा के लिए उपयोग किए जाते हैं, अन्य पते के लिए, नियंत्रण के लिए अन्य और संपर्क जिनके लिए शक्ति संचारित होती है। जब समान संपर्कों को डेटा और पतों दोनों को प्रसारित करने के लिए वैकल्पिक रूप से उपयोग किया जाता है, तो इसे मल्टीप्लेक्सिंग कहा जाता है । उदाहरण के लिए, इंटेल 8086 प्रोसेसर में 20 बिट्स का डेटा और एड्रेस बस होता है, पिन आरेख पर इसके संपर्कों को AD0-AD19 (पैर 16-2 और 39-35) द्वारा इंगित किया जाता है ।

अधिक जटिल मामले में, हमारे पास एक ही संपर्क से जुड़े कई माइक्रो-सर्किट हो सकते हैं। सामान्य संचार के लिए, उन्हें एक अतिरिक्त चिप की आवश्यकता होती है जो यह निर्धारित करेगी कि समय पर कौन उन्हें उपयोग कर सकता है, इसे बस नियंत्रक कहा जाता है। नीचे दिए गए आंकड़े में, एक वैक्यूम में एक गोलाकार बस: चार समान माइक्रोकंट्रोलर बस नियंत्रक के माध्यम से उपभोक्ता माइक्रोकंट्रोलर को डेटा संचारित करते हैं। लाल तार वह वोल्टेज है जिसे बस नियंत्रक उससे जुड़े सभी चिप्स को वितरित करता है। डेटा को हरी तारों के माध्यम से प्रेषित किया जाता है और बस नियंत्रक के साथ "बातचीत" की जाती है, और नीले रंग की तार घड़ी होती है, जिसके माध्यम से बस नियंत्रक नियंत्रकों के संचार को सिंक्रनाइज़ करता है, क्योंकि वे विभिन्न गति से काम कर सकते हैं। यदि तार्किक इकाई नीले तार पर है, तो बस का उपयोग करने का हकदार चिप बाहरी दुनिया के साथ बातचीत का एक कार्य कर सकता है - उदाहरण के लिए, थोड़ा पढ़ें।

बस नियंत्रक को एक-टुकड़ा घटक के रूप में माना जा सकता है, क्योंकि बाहरी दुनिया के साथ संचार इसके माध्यम से जाएगा और वास्तव में बस पर कितने चिप्स या वास्तविक बाहरी उपकरण महत्वपूर्ण नहीं हैं। डेटा ट्रांसफर के लिए, मदरबोर्ड में एक व्यापक बस नेटवर्क है। इस तथ्य के बावजूद कि बहुत सारे चिप सेट हैं, अधिकांश भाग के लिए वे एक विशिष्ट लेआउट का पालन करते हैं, क्योंकि मदरबोर्ड से जुड़े सभी उपकरणों को इसमें विभाजित किया गया है:

धीमा - कीबोर्ड, हार्ड ड्राइव, नेटवर्क कार्ड, ऑडियो, आदि।
फास्ट - सीपीयू, रैम, जीपीयू।

इस विभाजन के आधार पर, मदरबोर्ड में दो मुख्य चिप होते हैं - साउथ ब्रिज , जो सभी धीमे उपकरणों के काम का समन्वय करता है, और नॉर्थ ब्रिज, तेज उपकरणों के समन्वय के लिए। आधुनिक कंप्यूटरों में, नॉर्थब्रिज स्वयं CPU में स्थित होता है, और Southbridge को प्लेटफ़ॉर्म कंट्रोलर हब कहा जा सकता है, लेकिन यह सार नहीं बदलता है। ये दोनों पुल एक बस द्वारा आपस में जुड़े हुए हैं जिसके माध्यम से वे एक दूसरे को महत्वपूर्ण घटनाओं के बारे में सूचित करते हैं। विशेष रूप से रुचि घड़ी जनरेटर है जिसके द्वारा प्रोसेसर, रैम और ग्राफिक्स कार्ड उनके काम को सिंक्रनाइज़ करते हैं, वही नीले तार। overclockingयह अनिवार्य रूप से BIOS सेटिंग्स को बदल रहा है ताकि सिंक्रनाइज़ेशन अधिक बार हो, जबकि हार्डवेयर, मुख्य रूप से सीपीयू, अधिक गर्मी करेगा, अधिक शक्ति का उपभोग करेगा और अधिक तेज़ी से अपने संसाधन विकसित करेगा। विपरीत है underclocking , जब गति बैटरी शक्ति को बचाने या शोर को कम करने घट जाती है।

एक चिपसेट चिप्स का एक सेट है जो सभी एक दूसरे के साथ काम करने के लिए डिज़ाइन किया गया था। वे मदरबोर्ड पर घटकों के बीच संचार प्रदान करते हैं और टाइमर जैसी कार्यक्षमता प्रदान करते हैं। चिप सेट केवल एक प्रोसेसर ब्रांड के साथ काम करता है, एएमडी को इंटेल चिपसेट के साथ मदरबोर्ड में नहीं डाला जा सकता है, उनके पास अलग-अलग संपर्क भी हैं। मदरबोर्ड आरेख नीचे प्रस्तुत किया गया है:

हार्डवेयर इनकैप्सुलेशन का उदाहरण चाहते हैं? इंटेल चिपसेट में सुपर आईओ नामक एक चिप है , यह नीचे दी गई तस्वीर में दिखाया गया है और एलपीसी बस के माध्यम से दक्षिण पुल से जुड़ा है। LPC CLOCK, DATA, VCC (POWER) वायरिंग का स्मार्ट नाम है। इस चिप में उन सभी पुराने चिप्स का अनुकरण शामिल है जो कभी भी बाह्य उपकरणों के लिए उपयोग किए गए हैं, जिसमें 8042 चिप शामिल है जो PS2 पोर्ट के लिए उपयोग किया गया था। फ्लॉपी और अन्य अवशेषों के लिए एक पोर्ट नियंत्रक एमुलेटर भी है जो प्रगति में बाधा डालते हैं। मदरबोर्ड के सामान्य चित्र में, सुपर IO और LPC बस दोनों को ऊपर दर्शाया गया है ।

आधुनिक PS2 पोर्ट सीधे सुपर I / O चिप से जुड़ता है। हरा कीबोर्ड है, बैंगनी माउस है। पहले, यह इंटेल 8042 माइक्रोकंट्रोलर से जुड़ा था।

मदरबोर्ड ढांकता हुआ बना है, अर्थात्। सामग्री जो वर्तमान का संचालन नहीं करती है। वर्तमान केवल बोर्ड पर मुद्रित लाइनों के बारे में पारित कर सकता है। मदरबोर्ड में कई परतें होती हैं, जिनमें से प्रत्येक के अपने स्वयं के संपर्क मुद्रित होते हैं और इसलिए यदि आप मदरबोर्ड को ड्रिल करते हैं जहां लाइनें दिखाई नहीं देती हैं, तो आप बोर्ड के अंदर अदृश्य संपर्कों को नुकसान पहुंचाकर इसे खराब कर सकते हैं। अब आप पीएस 2 से सीपीयू तक डेटा वितरित करने की प्रक्रिया पर करीब से नज़र डाल सकते हैं।

PS2 से प्रोसेसर तक की सड़क

एक नियम के रूप में, कंप्यूटर वास्तुकला को 8086 प्रोसेसर पर माना जाता है। एक तरफ, यह सही है, क्योंकि यह आधुनिक सीपीयू की तुलना में काफी सरल है, दूसरी तरफ, यह गलत है, क्योंकि यह पुराना है और आधुनिक मशीन की वास्तुकला को प्रतिबिंबित नहीं करता है। इंटेल 8086 को किसी भी पुल की आवश्यकता नहीं थी, क्योंकि यह इतना धीमा था कि यह एक बस पर बाह्य उपकरणों के साथ काम कर सकता था, अर्थात। एक आवृत्ति पर। मैं आधुनिक सीपीयू और चिप सेटों को नहीं जानता, इसलिए मैं इसे वास्तविक लोगों के समान काल्पनिक लोगों पर समझाऊंगा। मेरे उदाहरण में, इंटेल 8086 के समान एक काल्पनिक सीपीयू होगा। सुपर आईओ चिप में एक सौ से अधिक संपर्क हैं और इंटरनेट पर प्रलेखन है, लेकिन मुझे यह छांटने की बात नहीं दिखती है कि कीबोर्ड और LPC बस को वास्तव में साउथ ब्रिज के साथ संवाद करने के लिए कौन सा उपयोग करता है। मुख्य बात सिद्धांत है, जिसे विभिन्न तरीकों से लागू किया जा सकता है।

आइए तस्वीर पर एक त्वरित नज़र डालें ताकि याद रहे कि हम पहले ही गुजर चुके हैं। हरे तीर हमें जिस रास्ते पर ले जाते हैं, उसका संकेत देते हैं।

इसलिए, कीबोर्ड से डेटा पहले ही PS2 पोर्ट कंट्रोलर के पास आ चुका है, जो कभी इंटेल 8042 चिप था, और अब सुपर IO चिप द्वारा अनुकरण किया जाता है। और अब एक काल्पनिक सीपीयू के साथ मेरे काल्पनिक मदरबोर्ड पर आगे के कार्यों का विश्लेषण करते हैं। PS2 कंट्रोलर को दबाया हुआ Y कुंजी का स्कैन कोड प्राप्त हुआ और अब संपर्क सिग्नल (बैंगनी रेखा, नीचे दी गई तस्वीर देखें) पर वोल्टेज की आपूर्ति करता है, जिस पर प्रोग्रामेबल इंटरप्ट कंट्रोलर को कीबोर्ड से डेटा के बारे में सूचित करना चाहिए। यह सिग्नल एक चिप से दूसरी में तब तक प्रसारित होता है जब तक कि नॉर्थ ब्रिज इसे इंटरप्ट मैनेजर के पास नहीं पहुंचा देता।

प्रोग्रामेबल इंटरप्ट कंट्रोलर एक इंटेल 8259 चिप है जिसमें 8 फीट (उनके नाम IRQ0-IRQ7) कुछ बंदरगाहों ( I nterrupt R e Q uest) से सूचनाएं प्राप्त करने के लिए आरक्षित हैं । एक कीबोर्ड को IRQ1 पिन, IRQ7 को प्रिंटर, फ्लॉपी डिस्क से कुछ पिन, साउंड कार्ड, समानांतर पोर्ट और अन्य से जोड़ा जाता है । बेशक, आठ से अधिक डिवाइस हो सकते हैं, इसलिए कैस्केडिंग जैसी तकनीक का उपयोग तब किया जाता था जब IRQ2 नाम के साथ एक अन्य समान PIC एक पैर से जुड़ा था, जिस पर गिनती 0 से शुरू नहीं हुई थी, लेकिन 7. माउस IRR12 से बंधा है, अर्थात्। दूसरे PIC पर पैर IRQ5।

बाधा नियंत्रक को अब कीबोर्ड पर घटना के सीपीयू को सूचित करना चाहिए। यह इस प्रकार होता है:

INT (Interrupt) , INTR (Interrupt Request) . CPU , , .. . , . exception .
INTR, .
( D0-D7) , . PIC ( IRQ).

, ? . . — (x, y, z, w). .

CPU AD0-AD7 , . IDT (Interrupt Descriptior Table) , , . CPU .

. . , IDT C# .

struct IDT_entry{
	unsigned short int offset_lowerbits;
	unsigned short int selector;
	unsigned char zero;
	unsigned char type_attr;
	unsigned short int offset_higherbits;
};
 
struct IDT_entry IDT[256];

, INTA (Interrupt Acknowledged).

सरलतम कोड में कीबोर्ड इंटरप्ट हैंडलर इस तरह दिखेगा। यह एक कमांड को कॉल करता है जो इंटरप्ट प्रोसेसिंग के पूरा होने का संकेत देता है, अर्थात। INTA पैर के लिए एक संकेत भेजता है।

void irq1_handler(void) {
	  outb(0x20, 0x20); //EOI
}

आप इस बारे में अधिक जान सकते हैं कि ऑसदेव पर इंटरप्ट वेक्टर टेबल कैसे कॉन्फ़िगर की गई है ।

अब हम जानते हैं कि कैसे व्यवधान हुआ, लेकिन हम यह नहीं जानते हैं कि कैसे बाधित हैंडलर दबाए गए कुंजी के बारे में जानकारी पढ़ता है। एक सॉफ्टवेयर बिंदु से, PS2 पोर्ट दो रजिस्टर हैं, केवल वे I / O पोर्ट नंबर द्वारा मेमोरी में नाम या पते से एक्सेस नहीं किए जाते हैं । ये दो सिंगल-बाइट रजिस्टर पोर्ट 0x60 और 0x64 को असाइन किए गए हैं, पहले (0x60) में कुंजी का स्कैन कोड होगा। दूसरे पोर्ट का इस्तेमाल PS2 पोर्ट (कीबोर्ड नहीं!) के लिए स्टेटस और कमांड ट्रांसफर करने के लिए किया जाता है। 86 आर्किटेक्चर अनुदेश सेट आदेश है में storeTo , fromPortNumजो निर्दिष्ट रजिस्टर में निर्दिष्ट I / O पोर्ट से मान को पढ़ता है। उदाहरण के लिए, AL में, 0x60 कीबोर्ड से AL रजिस्टर में डेटा बचाएगा। यह कुछ इस तरह काम कर सकता है:

प्रोसेसर में जो हम विचार कर रहे हैं कि पैर AD0-AD20 हैं, उनका उपयोग पते और डेटा को इंगित करने के लिए किया जा सकता है। यह डेटा बस और एड्रेस बस दोनों है। उनके अलावा, कई नियंत्रण पैर हैं, उदाहरण के लिए, पिन नंबर 28 (एस 2), जिसका मूल्य उत्तर पुल को इंगित करेगा जहां रीडिंग होगी - मेमोरी या इनपुट / आउटपुट डिवाइस से। IN कमांड I / O डिवाइस के बारे में बात करते हुए यहां मूल्य निर्धारित करता है।
CPU (- AD0-AD20) 0110 0000, 0x60. CPU , . , - , - . 0x60 SuperIO , - .
Super IO . 0x60 PS2, .
. Intel 8042, SuperIO, LPC , . .. , .
CPU (- 8 AD0-AD20).
CPU AL. .

यह पूरा एल्गोरिथ्म एक नैनोसेकंड पैमाने पर काम करता है और इसलिए लगभग तुरंत चलता है, भले ही प्रोसेसर ने आई / ओ ऑपरेशन के इंतजार में कुछ समय बिताया हो।

जैसा कि अब आप बाहरी उपकरणों से पढ़ना समझ रहे हैं, यहां तक कि रैम मेमोरी भी। सीपीयू धीमा है। इस धीमेपन को एक प्रोग्राम लिखकर देखा जा सकता है जो किसी फाइल लाइन में 10,000 लाइनों को प्रिंट करता है, बजाय उसे बफर में कॉपी किए और तुरंत सेव करने के। हार्ड ड्राइव साउथ ब्रिज से जुड़ा हुआ है और इसके अंदर एक नियंत्रक भी है जो डेटा के प्रत्यक्ष प्लेसमेंट को नियंत्रित करता है।

RAM बस के माध्यम से सीपीयू से जुड़ा हुआ है और इससे पढ़ने में कुछ समय लगता है। सीपीयू को गति देने के लिए, इसमें एक कैश है, अर्थात। जिस क्षेत्र में ट्रांजिस्टर उन डेटा का प्रतिनिधित्व करते हैं जो जल्द ही या अक्सर उपयोग किए जाने वाले होते हैं, उनकी रीडिंग रैम बोर्ड की तुलना में बहुत तेज होती है, जो उत्तर ब्रिज के माध्यम से सीपीयू के साथ संचार करती है। रैम को डायनेमिक रैंडम एक्सेस मेमोरी कहा जाता है , क्योंकि इसमें डेटा को दर्शाने के लिए कैपेसिटर का इस्तेमाल किया जाता है। एक संधारित्र एक रेडियो तत्व है जो बैटरी की तरह, थोड़ी देर के लिए चार्ज रखता है जब तक कि यह पूरी तरह से डिस्चार्ज नहीं हो जाता। यहां केवल डिस्चार्ज बहुत जल्दी होता है। इसलिए, कैपेसिटर को रिचार्ज किया जाना चाहिए, यह तुरंत होता है, यह वोल्टेज लगाने के लिए पर्याप्त है। चार्ज संधारित्र - तार्किक 1, अन्यथा 0. कैश मेमोरी के लिए उपयोग किया जाता हैस्टेटिक रैम यानी। इसे रिचार्ज करने की आवश्यकता नहीं है और इसलिए यह तेजी से काम करता है, लेकिन इसकी लागत अधिक होती है। कैश को 3 स्तरों में विभाजित किया गया है, जो प्रोसेसर द्वारा रैम तक पहुंचने से पहले अनुरोधित डेटा की खोज के दौरान क्रमिक रूप से जांच की जाती है। पुराने प्रोसेसर पर, पहला स्तर कैश (L1) सीपीयू का हिस्सा था और उसी आवृत्ति पर इसके साथ काम किया था, जब L2 और L3 कैश दोनों बाहरी चिप्स थे। अब वे सभी प्रोसेसर के साथ एक ही चिप पर हैं। L1 कैश मेमोरी साइज में सबसे तेज और सबसे छोटा है, L2 में मेमोरी ज्यादा लेकिन स्लो है। L3 सबसे बड़ा कैश और सबसे धीमा है, जिसे अक्सर साझा कैश कहा जाता है , क्योंकि यह सभी CPU कोर के लिए डेटा संग्रहीत करता है, जबकि L1 और L2 प्रत्येक व्यक्तिगत कोर के लिए बनाए जाते हैं।

अगले भाग में, हम इस बारे में बात करेंगे कि विंडोज प्राप्त डेटा को कैसे प्राप्त और संसाधित करता है।

विंडोज 10 और कीबोर्ड पार्ट 2 के उदाहरण का उपयोग करके पीसी के संचालन के बारे में

माइक्रोकंट्रोलर और माइक्रोकाइक्रेट्स

टायर

PS2 से प्रोसेसर तक की सड़क

More articles: