
- •Конспект лекцій з дисципліни
- •Конспект лекцій з дисципліни
- •Частина 1. Проектування цифрових пристроїв
- •На базі пеом
- •Лекція 1. Етапи і методи розробки цифрових
- •Пристроїв на базі пеом
- •1.1. Навіщо необхідний персональний комп'ютер радіоінженеру?
- •1.2. Переваги та недоліки цифрових пристроїв у порівнянні з аналоговими пристроями
- •1.3. Типова функціональна схема радіотехнічної системи
- •1.4. Етапи проектування цифрових пристроїв
- •1.5. Приклад проектування рекурсивного та трансверсального цифрового фільтра
- •Лекція 2. Елементи електронної пам'яті у цифрових пристроях
- •2.1. Класифікація елементів пам'яті
- •2.2. Постійні запам'ятовувальні пристрої
- •Лекція 3. Застосування постійних запам'ятовувальних пристроїв
- •3.1. Зберігання даних на прикладі блоку rom-bios pc/xt
- •3.2. Функціональне перетворення
- •Шифратори та дешифратори
- •3.3. Формування цифрових і аналогових сигналів Формування сигналів із програмованою часовою діаграмою
- •Формування аналогових сигналів заданої форми
- •3.4. Програмування пзп
- •Лекція 4. Застосування статичних та динамічних озп
- •4.1. Статичні озп
- •4.2. Динамічні озп (dram)
- •4.3. Побудова лінії затримки на елементах пам'яті
- •4.4. Блоки пам'яті на динамічних озп
- •Лекція 5. Модулі динамічної пам'яті
- •5.1. Характеристики модулів динамічної пам'яті
- •5.2. Методи підвищення пропускної здатності динамічної пам'яті
- •5.3. Типи модулів пам'яті fpm dram (Fast Page Mode dram) - швидка сторінкова пам'ять
- •Bedo (Burst edo) - пакетна edo ram
- •Sdram (Synchronous dram) - синхронна dram
- •Частина 2. Базова архітектура пэвм стандарту ibm pc/xt Лекція 6. Історія появи стандарту pc. Фірми ibm, Microsoft, Intel, amd
- •6.1. Внесок фірми ibm у створення та розвиток пк
- •6.2. Внесок фірми Microsoft у створення й розвиток пк
- •6.3. Внесок фірми Intel у створення й розвиток пк
- •6.4. Внесок фірми amd у створення й розвиток пк
- •Лекція 7. Архітектура пэвм ibm pc/xt і способи підключення зовнішніх пристроїв
- •7.1. Функціональна схема пэвм ibm pc/xt
- •Шинна організація персональних комп'ютерів
- •Організація системних шин pc/xt
- •7.2. Способи підключення зовнішнього пристрою до комп'ютера
- •Включення через послідовний порт
- •Включення через паралельний порт
- •Включення в системну шину
- •Підключення через сучасні інтерфейси
- •7.3. Центральний процесор 8088 Адресний простір пам'яті та введення/виводу
- •Структура мікропроцесора 8088
- •Лекція 8. Порти введення/виводу, реальний режим та базова система введення/виводу
- •8.1. Карта портів введення/виводу
- •8.2. Карта пам'яті в реальному режимі
- •8.3. Призначення та структура rom-bios в pc
- •Лекція 9. Система переривань
- •9.1. Призначення та розподіл переривань
- •9.2. Організація системи переривань
- •9.3. Контролер переривань 8259
- •Лекція 10. Компоненти системної плати - співпроцесор, порти та таймер
- •10.1. Математичний співпроцесор 8087
- •10.2. Паралельний периферійний інтерфейс
- •10.3. Периферійний інтегральний таймер
- •Лекція 11. Система прямого доступу до пам’яті
- •11.1. Організація прямого доступу до пам’яті
- •11.2. Контролер dma 8237
- •Регістри та команди контролера пдп
- •Режими роботи контролера пдп
- •Частина 3. Розвиток архітектури стандарту pc Лекція 12. Структура та режими роботи сучасного процесора
- •12.1. Вимоги до сучасних процесорів
- •12.2. Структура сучасного процесора
- •Технології енергозбереження
- •Технології шифрування та захисту
- •12.3. Режими роботи центрального процесора
- •Лекція 13. Системні технології кешування та Plug & Play
- •13.1. Кешування інструкцій та даних
- •13.2. Системні ресурси та карта пам'яті в ос Windows
- •13.3. Технологія Plug & Play
- •Лекція 14. Інтерфейси
- •14.1. Класифікація інтерфейсів
- •14.2. Послідовний інтерфейс (com)
- •14.2. Паралельний інтерфейс (lpt)
- •Стандарти lpt
- •Стандарт ieee 1284
- •Формування циклів запису та читання в стандарті epp Діаграми сигналів у режимі epp
- •Лекція 15. Сучасні інтерфейси
- •15.1. Інтерфейс usb
- •Пристрої usb - функції та хаби
- •Типи передачі даних
- •15.2. Інтерфейс FireWire (ieee 1394)
- •Порівняння FireWire і usb
- •15.3. Радиоинтерфейс BlueTooth
- •15.4. Радіоінтерфейс Wi-Fi
- •15.5. Інтерфейс Wireless usb
- •Лекція 16. Внутрішні шини стандарту pc
- •16.1. Шина isa
- •16.2. Шина pci
- •16.3. Інтерфейс agp
- •16.4. Інтерфейс pci-Express 16x
- •Лекція 17. Пристрої зберігання даних
- •17.1. Основні характеристики зовнішніх накопичувачів
- •17.2. Структура дисків
- •Дефрагментация
- •Файлова система fat і ntfs
- •17.3. Типи накопичувачів
- •Гнучкі диски (Floppy)
- •Жорсткі диски (hd)
- •Твердотільні накопичувачі ssd (solid state drive)
- •Флэш-Накопичувачі (Flash-card)
- •Гибридные жёсткие диски(h-hdd)
- •Оптичні диски (cd)
- •Лекція 18. Сучасні технології зберігання даних
- •18.1. Raid-Системи
- •Основні поняття та визначення
- •18.3. Складні raid-Масиви
- •Частина 4. Комп'ютерні системи Лекція 19. Еволюція комп'ютерних архітектур 2-4 поколінь
- •19.1. Пеом на базі i286
- •19.2. Пеом на базі i386
- •19.3. Пеом на базі процесора i486
- •Лекція 20. Центральний процесор Pentium
- •20.1. Процесори Pentium першого покоління Процесор 80586 (Pentium)
- •Процесор 80686 (Pentium Pro)
- •20.2. Процесори Pentium другого та третього покоління
- •Лекція 21. Сучасні процесори Pentium
- •21.1. Процесор Pentium IV Перше покоління Pentium IV
- •Друге покоління Pentium IV
- •21.2. Багатоядерна архітектура Pentium d - Conroe
- •Процесори для мобільних систем
- •Лекція 22. Процесори фірми amd
- •22.1. Клони Intel
- •22.2. П'яте та шосте покоління (k5, k6)
- •Сімейство k5
- •Сімейство k6
- •22.3. Athlon - сьоме покоління процесорів
- •Лекція 23. Сучасні процесори фірми amd
- •23.1. Athlon64 - восьме покоління процесорів
- •23.2. Athlon64 x2 - дев'яте покоління процесорів
- •23.3. Phenom – деcяте покоління процесорів (Stars Core)
- •Лекція 24. Мультимедіа - Відеосистема
- •24.1. Технологія та стандарти відеосистеми Двовимірне зображення
- •Синтез тривимірного зображення
- •24.2. Відео карта
- •Лекція 25. Мультимедиа - Монітори
- •25.1. Монітори на основі епт (crt)
- •25.2. Рідкокристалічні монітори та проектори (lcd)
- •25.3. Плазмені дисплеї (Plasma Display Panel)
- •25.4. Електролюмінесцентні монітори (oeld)
- •25.5. Органічні світлодіодні монітори (oled)
- •Лекція 26. Мультимедіа - звуковідтворення
- •26.1. Технології та стандарти
- •Режим аудиоплейера
- •Режим редактора
- •Синтезатор звуків
- •Голосове керування рс
- •Стиск аудіоданих із втратами
- •Системи кодування аудіоданих
- •26.2. Апаратна реалізація аудиоканала
- •26.3. Акустична система
- •Лекція 27. Оптимальні конфігурації пэвм
- •27.1. Класифікація комп'ютерних систем
- •27.2. Критерій оптимальної конфігурації пэвм
- •27.3. Приклади оптимальних конфігурацій пеом
Флэш-Накопичувачі (Flash-card)
Є самим надійним і перспективним способом зберігання інформації. Час доступу - менше 1мс. Швидкість запису-читання більше 10МБ/с. Вартість порядку 3$/ГБ (2009р.) з тенденцією до падіння.
Гибридные жёсткие диски(h-hdd)
Дозволяють прискорити час запуску системи, зчитуючи дані із флеш-пам'яті, а не з повільного механічного носія. Втім, від останнього можна взагалі відмовитися. Наприклад, накопичувач SSD 5000 от SanDisk, не використовує обертаючихся дисків взагалі, будуючись цілком на флеш-пам'яті, що стало можливим завдяки триваючому росту ємності чипів флеш-пам'яті.
Втім, гібридні жорсткі диски страждають через недостатню підтримку з боку операційних систем. На даний момент гібридні вінчестери не дають відчутних переваг, як-то збільшення часу автономної роботи (мотор шпинделя жорсткого диска може вимикатися, якщо дані гібридного накопичувача вміщаються у флеш-пам'яті) або підвищення продуктивності.
Разом з тим, покупка гібридного вінчестера замість традиційного – варіант аж ніяк не поганий. Жорсткі диски виразно розвиваються в цьому напрямку, але пройде якийсь час, перш ніж гібридні вінчестери покажуть себе із кращої сторони.
Жорсткі диски на флеш-пам'яті кращають із кожним поколінням. Перші моделі були обмежені 32ГБ за ціновими міркуваннями і не могли обійти традиційні жорсткі диски в багатьох тестах. Прийдешнє покоління зможе забезпечити швидкість передачі даних на рівні останніх HD накопичувачів на 7200об/хв. Єдине, чого не можна вирішити інженерним методом, так це проблему ємності: флеш-накопичувачі поки що будуть обмежені обсягом в 64 або 128 ГБ.
Оптичні диски (cd)
Компакт-диски є самим мобільним та дешевим способом зберігання інформації (0.1$/ГБ у 2007р.).
Мають одну спіральну доріжку з початком у центрі диска. Інформація зберігається у вигляді пітів - ділянок з різною відбиваючою здатністю. Використовується безконтактне (оптичне) зняття інформації. Для запису даних використовується надлишковий код, що зберігає інформацію навіть при наявності сильних радіальних подряпин. Час доступу 100мс. Швидкість читання-запису визначається кратністю від 1x до 52x (150-7800кБ/с) для звичайних дисків та до 16x (21МБ/с) для DVD. На одному CD розміщається 700 МБ, а на одному DVD - більше 4ГБ інформації.
Файлова система аналогічна FAT. Таблиця розміщення файлів називається TOC. Інтерфейс також східний з HD. Однак рекомендується для HD та CD використовувати підключення через різні контролери через велику різницю у швидкодії.
Контрольні питання
1. Які характеристики накопичувачів є основними?
2. Опишіть структуру диска накопичувача.
3. Як формується фрагментація файлів та що дає дефрагментація?
4. Проведіть порівняння файлових систем FAT та NTFS.
5. Дайте порівняльні характеристики різних типів накопичувачів.
Лекція 18. Сучасні технології зберігання даних
18.1. Raid-Системи
RAID (Redundant Arrays of Inexpensive Disks) означає «надлишковий масив незалежних дисків». Первісне призначення RAID - створення на базі декількох вінчестерів диска великого обсягу зі збільшеною швидкістю доступу. Але потім до двох основних цілей додалося третя - збереження даних у випадку відмови частини устаткування. Саме ці три кити зробили RAID-масиви настільки затребуваними бізнесом та військовими. Втім, за обсяг, швидкість та надійність довелося платити підвищенням вартості та складності систем зберігання даних.