1.1. Архитектура персональных компьютеров

Персональные компьютеры кроме процессора содержат еще материнскую плату, устройство хранения информации, устройства ввода и отображения информации, устройства создания твердых копий и устройства сетевого взаимодействия.

Рисунок 1.2 Архитектура материнской платы на микросхемах intel 875

Особенности архитектуры материнской платы для IA-32 это использование 2 микросхем (северный и южный мост). Северный связывает процессор, память с поддержкой нескольких каналов (для i875), видеокарту, сетевую карту.

Южный связывает контролеры жестких дисков (с параллельным и последовательным интерфейсом) контролеры портов USB, контролер поддержки PCI и звуковой контроллер (интегрированный или внешний).

В персональном компьютере в настоящее время используют следующие внутренние и внешние компьютерные шины:

1. PCI- (Peripheral Component Interconnect - соединение внешних компонент);

2. PCI-X новый стандарт PCI (4,3 ГБ/с);

3. AGP- (Advanced Graphics Port ) 2 ГБ/с (с новыми микросхемами не выпускают – 2004 г.);

4. IEE1394 (Fire Ware) – поток до 400 Мбит/с;

5. USB – Universal Serial Bus до 127 устройств 12 мегабит/секунду общий поток и 480 Мбит/с (60МБ/с) для версии 2.0;

6. SATA – Serial ATA (Serialized Advanced Technology Attachment) (150MB/c) последовательный интерфейс доступа к внешним накопительным устройствам. Является заменой более раннего Parallel ATA (PATA) интерфейса.

1.2.Процессор

Определение 1.4. Процессор, центральное устройство ЭВМ, выполняющее заданные программой преобразования информации и осуществляющее управление всем вычислительным процессом и взаимодействием устройств вычислительной машины.

Процессор характеризуется следующими основными характеристиками:

1. Производительностью (МIPS), GFLOPS, специальные тесты SPEC CPU2000 (SPECint2000, SPECfp2000);

2. Разрядностью (количеством бит отводимых на каждый операционный регистр) (8, 16, 32, 64, 128 и т.п. бит);

3. Тактовой частотой (1-999МГц, 1-10 ГГц и т.п.);

4. Типом набора инструкций (RISC, CISC, MISC).

Определение 1.5. RISC архитектура это Reduced Instruction Set Computer - компьютер с сокращенным набором инструкций, CISC архитектура это Complex Instruction Set Computer - компьютер с комплектным набором инструкций.

Известным процессором семейства RISC является, например процессор SPARC (Scalable Processor ARChitecture – масштабируемая процессорная архитектура) фирмы Sun.

Определение 1.6. MIPS расшифровывается как Millions of Instrucions per Second (миллионов команд в секунду) и характеризует производительность целочисленного блока вычислительного устройства. GFLOPS - Giga FLoating Operation Per Second (миллиардов операций с плавающей точкой в секунду) – характеризует производительность блока вещественных чисел процессора.

Рисунок 1.3 Рейтинги производительности некоторых процессоров (2003 г.)

Кроме перечисленных выше характеристик: производительности, частоты, разрядности, набора инструкций процессоры также характеризуются:

• числом и объемами кэш памяти (до трех уровней кэш Level 1 – L1, Level 2 – L2 и т.п.);

• пропускной способностью шины (Гб/С);

• числом процессоров на кристалле (1, 2, 4 и т.п.);

• типом разъема (Socket 754, Socket 940, Socket 478, Socket 604, Socket 603 и т.п.);

• аппаратной поддержкой некоторых технологий (SMP, Hyper-Threading и т.п.).

Таблица 1.2 Характеристики процессоров применяемых в персональных компьютерах и рабочих станциях фирм AMD, Intel (2003 г.):

	Athlon 64	Athlon 64 FX	Opteron 100 series	Opteron 200 series	Pentium 4	Pentium 4 EE	Xeon DP	Xeon MP
сокет	Socket 754	Socket 940	Socket 940	Socket 940	Socket 478	Socket 478	Socket 604	Socket 603
Частота ядра, ГГц*	2,0	2,2	2,0	2,0	3,2	3,2	3,2	2,8
пропускная способность шины, ГБ/с	6,4	6,4	6,4	6,4	6,4	6,4	4,2	3,2
объем кэша L1	128 КБ	128 КБ	128 КБ	128 КБ	8 КБ + 12K mOPs	8 КБ + 12K mOPs	8 КБ + 12K mOPs	8 КБ + 12K mOPs
объем кэша L2	1 МБ	1 МБ	1 МБ	1 МБ	512 КБ	512 КБ	512 КБ	512 КБ
объем кэша L3	-	-	-	-	-	2 МБ	0-1 МБ	1-2 МБ
поддержка SMP	-	-	-	+ (2)	-	-	+ (2)	+ (4)
каналов контроллера DDR**	1	2	2	2	2	2	2	4
память**	DDR400	DDR400	DDR333	DDR333	DDR400	DDR400	DDR266	DDR200