21. Процессоры современных персональных компьютеров. Классификация, характеристики, проблемы выбора и эксплуатации.

Процессор – интегральная схема, исполняющая машинные инструкции, главная часть аппаратного обеспечения компьютера или программируемого логического контроллера.

Характеристики: тактовая частота, производительность, энергопотребление, нормы литографического процесса, используемого при производстве, архитектура.

Классификация: CISC – Complex instruction set computer – вычисления со сложным набором команд. Архитектура, основанная на усложненном наборе команд.

RISC – Reduced instruction set computer – вычисления с упрощенным набором команд. Архитектура, построенная на основе упрощенного набора команд. Характеризуется наличием команд

фиксированной длины, большого количества регистров, операций типа регистр-регистр, а также отсутствием косвенной адресации.

MISC – Minimum Instruction set computer – вычисления с миримальным набором команд. Архитектура строится на вычислительной можели с ограниченным числом команд (20-30)

VLIW – Very long instruction word – сверхдлинное командное слово. Архитектура с явно выраженным параллелизмом. Загрузкой исполнительных устройств занимается планировщик, а загрузкой вычислительных устройств – компилятор, на что отводится больше времени(производительность выше)

22. Оперативная память. Классификация, основные характеристики, проблемы выбора и эксплуатации.

Оперативная память или память с произвольным доступом – энергозависимая часть системы компьютерной памяти, в которой хранятся входные, выходные и промежуточные данные программы процессора.

Обмен данными между процессором и ОП производится либо непосредственно, либо через регистры в АЛУ, либо (при наличии аппаратного кэша) - через кэш.

Энергонезависимая память позволяла хранить введенные данные продолжительное время при отключении питания.

Полупроводниковая память – энергозависимая. Преимущества: малая рассеиваемая мощность, высокое быстродействие, компактность.

Характеристики:

Объём – количество данных, которые можно загрузить в память.

Производительность заключается в том, насколько быстро за единицу времени память передает данные процессору или наоборот.

Быстродействие характеризуется тем, насколько быстро ОП выставляет на шину данных данные, необходимые для процессора, и длительностью процесса передаче.

Разрядность характеризуется количеством бит, с которыми операция чтения из памяти или запись может быть выполнена одновременно (сегодня 64 бита в основном)

23. Системные платы. Классификация, характеристики, проблемы выбора и эксплуатации.

Системная плата – сложная многослойная плата, являющаяся основой построения вычислительной системы компа. В качестве основных частей материнская плата имеет разъем процессора, микросхемы чипсета, загрузочного ПЗУ, контроллеров шин и интерфейсов ввода-вывода и периферийных ус-в.

Классификация по форм-фактору:

Форм-фактор – стандарт, определяющий размеры материнской платы для компьютера, места ее крепления к шасси; расположение на ней интерфейсов шин, портов ввода-вывода, разъема процессора, слотов для оперативной памяти, а также тип разъема для подключения блока питания.

Устаревшие форматы: Baby-AT; полноразмерная AT;LPX.

Современные: ATX; Mini-ATX; microATX.

Внедряемые: Mini-ITX и nano-ITX;Pico-ITX;FlexATX;NLX;WTX;CEB;BTX;MicroBTX;PicoBTX.

Характеристики:

Форм-фактор;Чипсет;Интерфейс процессора;Тип оперативки;Интерфейс платформы;Тип и возможности BIOS

ATX-предложен Интелом в 95г. Большинство матерей, блоков питания, корпусов на базе Интел и АМД выпускаются в ATX. Особенности: размещение портов ввода-вывода на системной плате; встроенный разъем PS/2(клава,мышь);расположение IDE и FDD ближе к самим ус-вам; размещение гнезд процессора в задней части платы, рядом с блоком питания;использование единого 20-контактного разъема питания(ныне 24)

2-4 слота для модулей памяти; 1 слот для графической шины ACP или PCI Express для видяшки; 5-6 слотов PCI или 2-3 PCI и 2-4 PCI Express для плат расширения. Для мини и микро ATX меньше слотов.

BTX предложена в 2004г. Преимущества перед ATX:возможность применения низкопрофильных компонентов для сборки малогабаритных платформ;размещение элементов системы внутри корпуса с учетом путей прохождения потоков воздуха и термического баланса;масштабируемость в рамках доступных модификаций;использование малогабаритных блоков питания;оптимальная конструкция креплений системной платы,качественные механич элементы для установки больших компонентов.

24. Системные интерфейсы PCI и PCI Express, характеристики.

PCI – шина ввода-вывода для подключения периферийных ус-в к материнке. Стандарт на PCI определяет:физ.параметры(разъемы),эл.параметры(напряжение),лог.модель(типы циклов,адресация на шине)

Характеристики:

Частота шины-33,33/66,66МГц;Разрядность-32/64бита;пиковая пропускная способность для 32х и частоты 33,33МГц – 133Мбайт/с;адресное пространство памяти-32 бита;адресное пространство портов ввода-вывода-32бита;напряжение 3,3/5В

Модифкации:

PCI 2.0 – напряжение 5в, Пик.пропускная способность – 133Мб/с

PCI 2.1-3.0 – возможность одновременной работы несольких шинных задатчиков, появление универсальны карт расширения(U как 5В, так и 3,3В). Пик.пропускная способность для 33МГц–133Мбайт/с, а для 66Мгц-266Мбайт/с.

2.1 – работа с картами, рассчитанными на 3,3В

2.2 – универсальный ключ разъема по питанию

2.3 – работа с картами(НЕ PCI), рассчитанными на 5В

3.0 – завершает переход на карты PCI 3,3В

PCI 64 – удваивает число линий данных и пропускную способность. Полная совместимость 32х битных карт с 64х слотами, ограниченная совместимость – наоборот. Тактовая частота – 33МГц,пик.пропускная способность – 266Мбайт/с. Версия1-слот PCI 64-бита и 5В-U.Версия2-слот PCI 64-бита и 3,3В – U.

PCI 66 – тактовая частота 66МГц, U-3,3B, карты имеют либо универсальный форм-фактор, либо на 3,3В.Пик.пропускная способность-533Мбайт/с.

PCI64/66 – позволяет вчетверо увеличить скорость передачи данных. 64-битные,3,3-вольтовые слоты, совместимые с универсальными и 32-битными,3,3-вольтовыми картами расширения.Пик.пропускная способность-533Мбайт/с.

PCI-X(Extended) – ограничение по количеству подключаемых ус-в: 66МГц-4,100-2,133-1,266,533 и выше-1. Версия 1.0-новые рабочие частоты – 100 и 133МГц, Пик.пропускная способность-1024Мбайт/с. Версия 2.0 – новые рабочие частоты 266 и 533МГц, а также коррекция ошибок четности при передачи данных.Пик.пропускная способность-4096Мбайт/с.

Mini PCI,CompactPCI,PC/104-Plus,PMC,AdvancedTCA

PCI express – последовательный интерфейс, использующий программную модель PCI, однако обладающий более производительным физическим уровнем. Является пакетной сетью с топологией типа звезда. Ус-ва взаимодействуют через среду, образованную коммутаторами. Поддерживается: горячая замена карт, гарантированная полоса пропускания, управление энергопотреблением, контроль целостности передаваемых данных.

Пропускная способность: Битрейт(2,5Гбит/с)*кол-во связей(1,2,4,8,12,16,32)*учет избыточности(8б/10б – для 1.0,2.0;128б/130ь для 3.0)