Архітектура комп'ютерів, системні плати
Контрольная работа - Компьютеры, программирование
Другие контрольные работы по предмету Компьютеры, программирование
оцесором для систем, що працюють з операційною системою СР/М і найпоширенішим програмним забезпеченням того часу.
Процесори можна класифікувати по двох основних параметрах: розрядності і швидкодії. Швидкодія процесора досить простий параметр. Вона вимірюється в мегагерцах (Мгц); 1 Мгц рівний мільйону тактів в секунду. Чим вища швидкодія, тим швидший процесор. Розрядність процесора параметр складніший. У процесор входить три важливі пристрої, основною характеристикою яких є розрядність:
- шина введення і виведення даних;
- внутрішні регістри;
- шина адреси памяті.
Швидкодія компютера багато в чому залежить від тактової частоти. Вона визначається параметрами кварцового генератора, що є кристалом кварцу, який увязнений в невеликий оловяний контейнер. Під впливом електричної напруги в кристалі кварцу виникають коливання електричного струму з частотою, визначеною формою і розміром кристала. Частота цього змінного струму і називається тактовою частотою. Мікросхеми звичайного компютера працюють на частоті декількох мільйонів герц. (Герц одне коливання в секунду.) Швидкодія вимірюється в мегагерцах, тобто в мільйонах циклів в секунду. На мал. 2.1 показаний графік синусоїдального сигналу.
Мал. 2.1. Графічне представлення поняття тактова частота
Якнайменшою одиницею вимірювання часу (квантом) для процесора як логічного пристрою є період тактової частоти, або просто такт. На кожну операцію витрачається мінімум один такт.
Цикл очікування це такт, в якому нічого не відбувається; він необхідний тільки для того, щоб процесор не “тікав” вперед від менш швидкодіючих вузлів компютера.
Розрізняється і час, що витрачається на виконання команд.
Майже всі сучасні процесори, починаючи з 486DX2, працюють на тактовій частоті, яка рівна утворенню деякого множника на тактову частоту системної плати. Наприклад, процесор Celeron 600 працює на тактовій частоті, в девять разів перевищуючої тактову частоту системної плати (66 Мгц), а Pentium III 1000 на тактовій частоті, в сім з половиною разів перевищуючої тактову частоту системної плати (133 Мгц). Більшість системних плат працювали на тактовій частоті 66 Мгц; саме таку частоту підтримували всі процесори Intel до початку 1998 року, і лише недавно ця компанія розробила процесори і набори мікросхем системної логіки, які можуть працювати на системній платі, розрахованій на 100 Мгц (133 Мгц). Деякі процесори компанії Cyrix розроблені для системної плати, розрахованої на 75 Мгц, і багато системних плат, призначених для Pentium, також можуть працювати на цій частоті.
Тактову частоту системної плати і множник можна встановити за допомогою перемичок або інших процедур конфігурації системної плати (наприклад, за допомогою вибору відповідних значень в програмі установки параметрів BIOS). В кінці 1999 року зявилися набори мікросхем і системна плата з тактовою частотою 133 Мгц, що підтримувала всі сучасні версії процесора Pentium III. В цей же час компанія AMD випустила системну плату Athlon і набори мікросхем з тактовою частотою 100 Мгц, використовуючи технологію подвійної передачі даних. Це дозволило збільшити швидкість передачі даних між процесором Athlon і основним набором мікросхем North Bridge до 200 Мгц.
До 2001 року швидкодія шин процесорів AMD Athlon і Intel Itanium збільшилася до 266 Мгц, а шини процесора Pentium 4 до 400 Мгц.
У сучасних компютерах використовується генератор змінної частоти, звичайно розташований на системній плати; він генерує опорну частоту для системної плати і процесора. На більшості системних плат процесорів Pentium можна встановити одне з трьох або чотирьох значень тактової частоти. Сьогодні випускається безліч версій процесорів, що працюють на різних частотах, залежно від тактової частоти конкретної системної плати. У додатку приведені тактові частоти процесорів Pentium і системної плати до них.
У деяких системах можна встановити велику робочу частоту процесора; це називається розгоном (overclocking). Після установки великих значень частоти процесора збільшується і його швидкодія. Практично всі типи процесорів мають так званий "технологічний запас" безпечного збільшення тактової частоти. Наприклад, процесор 800 Мгц може працювати на частоті 900 Мгц і вище. Слід зазначити, що при розгоні процесора знижується стійкість його роботи.
Звичайно допускається 10-20 процентне збільшення частоти системної шини без наслідків для процесора, тобто таке збільшення не позначається на стабільності роботи системи.
Існує ще один спосіб розгону, при якому збільшуються параметри напруги живлення процесора. Всі розєми Slot I, Slot А, Sockets, Socket 370 і Socket А автоматично визначають тип встановленого процесора і самостійно встановлюють необхідну напругу живлення. У більшості системних плат (особливо це торкається продукції компанії Intel) змінити ці значення вручну неможливо. Але інші виробники допускають ручну зміну напруги живлення з точністю до десятих вольта. Змінюючи цей параметр, необхідно памятати про те, що збільшення напруги в кращому разі може порушити стабільну роботу системи, а в гіршому вивести процесор з ладу.
2. Загальні відомості формфакторів системних плат
У більшості нових систем використовується поліпшений формфактор системної плати, званий АТХ. У системах з системною платнею і корпусом цього типу поліпшене охолоджування процесора: він встановлений близько від джерела живлення, а вентилятор джерела живлення в більшості систем АТХ встановлений так, що обдуває процесор. І тому в таки