Комплекс технических средств издательского и полиграфического комплекса > Системные платы Основные виды системных плат
| Вид материала | Лекции |
- Технические средства информатизации, 129.95kb.
- Основные виды печатных плат, 272.36kb.
- Бакалавриат направления 220400 «Управление в технических системах», 93.63kb.
- Самме Георгий Вольдемарович (ф и. о.) учебно-методический комплекс, 438.32kb.
- Концепция развития издательско-полиграфического комплекса двфу владивосток, 526.11kb.
- Комплекс технических средств физической защиты стационарного объекта со стороны воздушного, 26.78kb.
- Запуск программы pcb. Настройка конфигурации графического редактора печатных плат p-cad, 186.69kb.
- Создание библиотеки элементов в маршруте проекирования печатных плат, 27.62kb.
- Рабочая программа по дисциплине сдмв. 02. 1 Комплексы технических средств переработки, 184.2kb.
- Бакалавриат направления 220700 «Автоматизация технологических процессов и производств», 99.13kb.
Процессор
Процессор – это главная микросхема материнской платы; устройство ЭВМ, которое предназначено для управления ходом вычислительных процессов, логические операции. В ПК присутствует центральный процессор, который выполняет все основные операции, связанные с обработкой информации, кроме того ПК может быть оснащен сопроцессором, ориентированным на эффективное выполнение специфических функций, таких как:
- Математический сопроцессор для обработки информационных данных в формате с плавающей точкой
- Графический сопроцессор для графических изображений
- Процессор ввода-вывода для выполнения операций взаимодействия с периферийными устройствами.
Процессор имеет ряд устройств, среди которых выделяют: УУ – устройство управления, АЛУ – арифметически-логическое устройство.
Основные параметры процессора:
- Разрядность
- Рабочее напряжение
- Тактовая частота
- Коэффициент внутреннего умножения тактовой частоты
- Размер кэш-памяти
Тактовая частота определяет количество элементарных операций выполняемых процессором за единицу времени. Тактовая частота измеряется в Герцах(1 операция/с). Чем выше таковая частота, тем больше команд может выполнить процессор, тем выше производительность. У современных процессоров 2 ГГц.
Разрядность процессора показывает, сколько бит данных он может принять и обработать в регистрах за один такт. Разрядность процессора определяется разрядностью командной шины, по которой передаются команды для выполнения. У Intel – 32, 64 разряда.
Рабочее напряжение процессора обеспечивается материнской платой и блоком питания расположенным в системном блоке (3 вольта). Снижение рабочего напряжения позволяет уменьшить размер.
Коэффициент внутреннего умножения тактовой частоты – это коэффициент, на который необходимо умножить тактовую частоту материнской платы для достижения необходимой частоты рабочего процесса. Процессор получает сигналы от материнской платы, которая работает на частотах более низких, чем процессор. Тактовая частота материнской платы – 100, 133 МГц, коэффициент - 4, 5.
Начиная с процессоров 486, процедура модернизации посредством замены процессора на более мощный, стала традиционной. Системные платы стали выпускать с расчетом на различные модификации и тактовые частоты процессоров. Процессоры стали устанавливать в стандартизованные ZIF-сокеты, а затем и в слоты – щелевые двухрядные разъемы.
Кэш – память. Обмен данными внутри процессора производится значительно быстрее, чем обмен данными между процессором и оперативной памятью. Для того, чтоб уменьшить количество обрамлений к оперативной памяти внутри процессора создают сверхоперативное запоминающее устройство (СОЗУ) или кэш-память. Когда процессору нужны данные для обработки информации, он сначала обращается к кэш-памяти, а только при отсутствии там данных обращается к оперативной памяти. Поэтому высокопроизводительные процессоры имеют повышенные объемы кэш-памяти.
Кэш-память бывает 3-х уровней:
- 1-го уровня – выполняется на одном кристалле с процессором и имеет объем несколько десятков килобайт
- 2-го уровня – выполняется на отдельном кристалле, но располагается в границах процессора с объемом 100 и более килобайт
- 3-го уровня – выполняется на отдельных быстродействующих микросхемах расположенных на материнской плате и имеет один и более мегабайт.
Статическая кэш-память на системной плате стала широко применяться с процессорами 386, 486 и Pentium, производительность которых сильно оторвалась от быстродействия динамической памяти. Кэш на системной плате Pentium является вторичным, поскольку первый уровень кэширования реализуется внутри процессора. Для процессоров P6, Pentium 4 и AMD K7 вторичный кэш с системной платы перекочевала на микросхему (картридж) процессора.
В качестве кэш-памяти применяются следующие типы статической памяти:
- Anync SRAM, она же A-SRAM или просто SRAM, - традиционная асинхронная память
- Sync Burst SRAM, или SB SRAM, - пакетная синхронная память
- PB SRAM – пакетно-конвейерная синхронная память.
Типы архитектур процессоров
В процессе работы процессор обрабатывает данные, которые находятся в его регистрах, в оперативной памяти и внешних буферных устройствах процессора. Всего существует 3 информационных потока, обрабатываемых процессором:
- Команды
- Адреса
- Данные подлежащие обработки
Совокупность разнообразных команд, которые может выполнить процессор над данными, образует систему команд процессора. Чем больше набор команд процессора, тем сложнее его архитектура, тем длиннее запись команд в байтах, тем дольше средняя продолжительность выполнения команд процессора. Процессоры Intel насчитывают более 1000 команд и относятся к процессорам с расширенной системой команд (CISC).
Архитектурный облик IBM PC-совместимого компьютера определяется рядом свойств, обеспечивающих возможность функционирования программного обеспечения, управляющего подключенным оборудованием. Программы могут взаимодействовать с устройствами разными способами:
- Используя вызовы функций операционной системы(прерывания DOS, API Windows и т.д.);
- Используя вызовы функций базовой системы ввода-вывода (BIOS);
- Непосредственно взаимодействуя с известным им «железом» - портами и памятью устройств или контроллеров интерфейсов.
Такое разнообразие существует благодаря изначальной открытости архитектуры первых IBM PC и сохранения имеющихся решений (пускай иногда и не самых лучших) в последующих моделях, обрастающих новыми узлами.
Облик PC-совместимого компьютера в значительной степени определяется разработчиками из фирм Microsoft и Intel. Для этих фирм стало уже традицией выпускать объемистый документ, диктующий разработчикам аппаратуры требования для получения желаемого логотипа “Designed for Microsoft Windows”.
В спецификациях определяются требования к функциональности и производительности всех подсистем компьютера, включая и периферийные устройства.
В настоящее время выделяют следующие типы архитектур процессора:
- RISC – возможность выполнения меньшего количества команд, но с большой скоростью Команды состоящие из более простых команд, выполняются более производительно и с большой скоростью. Недостатки: сложные алгоритмы не всегда можно разбить на последовательность простых команд.
- CISC – процессоры универсальны и могут использоваться в любых компьютерных системах.
- MISC – промежуточный тип архитектуры. Имеет внутреннее ядро микропроцессора, выполненное по RISC-архитектуре и внешнее выполненное по структуре CISC.