КТ.Модуль 1

Якправило,пів

нічнийпівденниймостиреалізуютьсявиглядіокремих

надвеликихінтегральнихсхем

, але існуютьодночіповірішення.Саменабір

системноїлогікивизначаєвсіключовіособливостісистемноїплати,які

пристроїможутьпідключатисядонеї.

Завантажувальний пристрій - збепрігограмнезабезпеченняє,яке

виконуєтьсявідразупісля

вімкнення живлення.Якправило,завантажувальний

пристрій міститьBIOS,однакможеміститий

програмнезабезпечення

,що

працюєврамкахEFI.

BIOS (basic input/output system - базовасистемавводу

-виводу)

- частина

системногопрограмногозабезпечення

, реалізованого увиглядімікропрограм,

які призначаєтьсядлязабезпеченняопераційнсистемідоступуапаратурий

комп'ютераіпідключенимдоньогопристроям.

Уперскональнихмп

'ютерахBIOSявляєсобоюнабірзаписаногов

мікросхеперско'ютеранальногоммікропрограму,якізабезпечують

почзавантаженнявекомп'ютераіподз операційноїльшпуски.стеми

Дляновихплатформ,компнIntelзамінуніятрадиційномуBIOS

пропонуєEFI.

EFI - інтерфейсміжопераційнситамікропрограмамитемою,які

керуютьнизькорівневимифункціямиобладнання,й сновнегопр :значення

коректноініціаобладнприізуванняти

вімкненні

системиіпередати

керування завантажувачуопераційноїсистем

и.

ПрогрналаштумаможеBIOSбутивикликанаанняпісля

перезаванкомп'ютерна певноїисканнямженняклавішічигрупиклавіш.

Найбільшпоширені

- Del, F2, F10, Esc.

Форм-фактор системноїплати

- стандарт,щовизначаєрозміри

системноїплатидляперсонал

ьнкомп'ютераго,місцяїїкріпленнядокорпусу;

розташуваннянанійінтерфейсівшин,портіввводу/вив,роз'ємуду

центпральоцесякщ(вінє) олдлягораопертівпам'я,такожіивної

типроз'ємудляпідкблживленняюченоку.

2Мікропроцесо.3.

р

Центральнийпроцесор

- електрблокабмікрнн,щовисхемайконує

машинніінструкційкоди(прогр),головнач апарстинам

атногозабезпечення

комп'ютера.

Зчасіввинаходумікросхеми1959роцісвбулорозробленоті велику

кількістьрізнихпроцесорів,

універсальспеціалізованих,різнимступенем

інтеграціїтощо.Однакбудь

-якийпроцесорсклзарифметикодається

-логічного

пристАЛП(), ристроюкеруванняісисте

мнихрегістріврис(.2.5).

Арифметико-логічнийпристрій

єоднимз

головних пристроїв процесора.

Вінвикодзнусновнихфунємікропроцесорацій

– обробкуданихі

обчислення.

Пристрійкерування

служитьдля

керування робкютерної' мптою

системивцілромуцентботоюпральноцесзокрема.Оснжйгораговне

завдання - дешифруванняком

анд,щонадпроцесораходять

іформування

сигналувикотихчиіншиханняопевраційифметико

-логічномупристрої.

Рис. 2Загальна.5схема. процесора

Системнірегістри

призначенідлятимчасовогозберігоператаннядів

результатівобчислень.Алене

дивлячнасвоєєд""призначеннясьне,ці

пристрозрізної

яютьсязасвоїмифункціями.

Головнимихарактеристиками

процесора є:тактовачастота,

продуктивність,

енергосп,нормилітогживанняпрафічногооцесу

,

використпри таоархітектуравуваногобництві

.

Тактовачастотахарактеризуєпродукпідс, обкількістьвністьоеми

викопераційнувсекундух.Однаксистемизоднієютієюжтактовою

частотоюможутьматирізнупродукт,томущонавиковністьоднієїання

операціїврізнихсистемахможевимага

тисярізн

акільтактів. ість

Крімтого,

системи,щовикористовуютьконвеєрнуіпаралельнуобр,м набкуоднихжуть

ітихжетактахвиконуватиодночаснокількаоперацій.

Архітектумікропроцесоріва

. Підархітектурпроцесрозумієтьсяраю

його «внутрішняко

нструкція»

або «організац»Більші. сучасятьних

процесорівдля

ПК взагальному

базуються натійчиіншійверсіїциклічного

процесупосліобрданихо,винайдеоїбкиДжономфоНейманом.ого

ВідмінноюособливісархітектурифонНейманає,щоюінструкці

їідані

зберігаютьсяводнійтійжепам'яті.

Етапицикл

ічногопроцесусліобрданиховноїбки

:

•

Процесор зчитує число,щозберігаєть

сявреглічильникастрікоманд

і

віддаєпам'ятікомандучитання.

•

Пам'ять,отримавши

число,щоєдлянеїадресою,

іком андучитання,

зчитує вміст,щозберігаєтьсязацієюадресоюповідпромляє

готовність.

•

Протримуєцесордан

і,інтерпретує

їх яккомашиннуанду(

інструкц)зісвоєїсистемикомандівиконуєюїї.

• Якщоостамандаєкоманденяпереходу,прзбільюцесор

шуєна

одиницючисло,щозберігаєтвлічилкоманд;врезультатіникуся

тамутворюєадресанаскомандитупноїься.

Данциклв йконуєтьсянезмінно,саме

вінназиваєтьсяпроцесом

(звідс иіпішланазвапристрою

– процесор).

Послідовністькомандназивається

прогі редставляєамоюалгоритм

роботипроцесора.

Послідовність зчитувкомзміанудняюється

випадку,

якщопрзчитуєцесоркомандупереходу,

- тоаднаступноїресаікоможеанди

виявитисяіншою.

Швидкіспереходувід ноготциклуьапудоіншоговизна

чається

тактовимгенерат.Тактовийгенераторвиробляєромі пу,щос угуютььси

ритмомдляцентпральноцес.Частотатактімпульсівгораназиваєтьсявих

тактовчастотою

.

Конвеєрнаархітектура

булавведенацентпрзоцесоральнийметою

підвищенняшвидко

дії.Заздлявичайкожнкомандинап няїтрібно

здійснитидеякукількісодноопераційт.Кожнуьипнихзцихоперацій

зіставляють з однимступ

енем конвеєра.

Післязвільнення

k-гоступіняконвеєра

інвідпразуиступаєдороботи

наднаступноюкомандою.Як

щоприпустити,щок ступіньженконвеєра

витрачодичансвоаицюєроботу,товикоманаконвеєріяди

завдовжкиступенівn займеодиницьn часу,

але викожноїнаступноїня

командибудепроходитичерезкожнуодиницючасу

(рис. 2.6) .

Рис. 2 .6Принцип. роботиконвеєрноїархітектури

Фактори,що

знижуютьефеконти: веєраність

•

Прконвстій,колидеступєраякі

еніневикористовуються.

•

Очікування:якщонаступкомандавикористовуєрезультат

поперед,тоостанеможепочатиньоїня

сяраніше виконанняпершої.

переходів).

Модульпередбачумовнихеходівння

— пристрій,якв значає

напрямрозгалуженьпередбач( ,виконаєть

сяумовперехід,чин)вий

програмі,що

запущена.Входитьдоскладумікропроцесорів,якімають

конвеєрнуархіт.П редбаченняктурурозгалуженьдозволяєробитипопередню

вибіркуінстаданихрукційзпам'я,такожвиконуватиінструкції,які

розташовані післяумовнперехдтого,квінбуделидувиконаний

(рис.

2.7).Модульпередбаченняєневід'ємноючастиноюу учаснихіх

мікропроцесорів,бобільшостівипадків

дозволяєоптимально

використовобчислювальніреспроцесораурси.вати

Рис. 2Модуль.7.

передбачумовнихенняходів

Супеархитектураскалярна

- здатністьвиконаннядекількохмашинних

інструзаодинтактпроцесораційшляхомзбільшенчиславиконавчихя

пристроїв (рис. 2.8) .Появацієїтехнологіїпризвел

а доістотногозбільшення

продуктивності.

Придоступіпроцесвпам'ятьспочаткура

здійснюєтьсяперевірка,чи

зберігаєкешзапитуваніпам'ятідані.Дляцьогопровпорівняннядиться

адресизапитузізначеннямивсіх

міток кешу,вякихціданіможуть

зберігається.Випадокзбігу

зміткою

будь-якоїеш

-лініїназивається

попаданнямвкеш(ca

che hit),

випназиваєтьсядоккеш

-промахом

(cacheВідношеннякількостіmiss)попаданьвкешдозага. кільнкоїсті

запиназиваютьдопам'яті рейтингомпопадань(hit rate)

,вінємірою

ефекешутивності

дляобраналгоритмуабопрограми.

Великікешімаютьб високийльшвідсотокпопаданьале,разомти,і

великузатримку.Щпослабпротиріччяміжцимидвомапар, метрами

більшістькомп'ютеріввикокількарівнівисткешу, опіслявуєлималеньких

швидкихкешейзнахповдятьсяільніші

еликікешізараз(

- сумардорів3 ноів

вієрархіїкешей

,рис. 2.14

)У.поодинокихреал зуютьвні

-

пам'яті.

L2 (другийрівень

)

256Кб – 12Мб

Рис. 2Ієрархія.11

-пам’ятіпроцесора

• Кешпроцесораго3рівня

(L3) - часдоступублизьсотніта,ктіво

розміромвдекількамегабайту процесорах(сових

використовуєтьсязнедавньогочасу).

•

ОЗП системи - часдоступувідсотень

тисячітактів,алеличезні

розміривкількагіг,ажбайт

додесятків.

•

Дисковесховище

- багамільйотактів,якщоданібулиеів

закешовабозабуфезаздалегідьні,рои деоміривані

кількох

терабайт.

• Третиннапам'ять

- затримкидодекількохсекундабохвилин,але

практичнонеобмеженіобсягистрічкові( бібліотеки).

Нарисунку2представлена.12класипампів’фікяті. ція

2Оперативна.5. пам’ять

Оперативнапам'ять

(RAM - Random Access Memory,пам'ятьз

довільнимдоступом)

-

енергозалчасистемитинакомп'ютерноїжнапам'яті,в

якійтимчасовозберданікомандигаються,необхідніпроцесорудля

викнимонанняперації.

Обов'язковоюумовоюєадресованістьпам'ятікожне( машиннесловомає

індивідуальнуадресу).

Дані,щомістятьсявоперпам'ятідоступтількитивнійтоді,колина

модуліпам'ятіподна,єтьсятобтопруга,коликомп'ютерувімкнений.

Припиненняподачіживленнянамодуліпам'яті,навітькороткочасне,

призвдоспоадитьтворення

боповногознищенняданих

ОЗП.

Операзапам'ятовуючийивнийпристрій

,ОЗП

-

технічнийпристрій,що

реалізуєфункціїоперпам'яті. тивної

ОЗПможевиготовякокремийблабовходитиятисяконструкцію,

наприклоднокристальноїЕОМмікроконтролерабо.

ОЗПбільшсучако'юсмптявляєнихерівсобмдинамічноїдулію

пам'яті,щомістятьнапівпровідниковіінтегральнісхеми,організованіза

принципомпристрздовільним.ступомПамїв'ятьдинамічноготипу

дешевша,ніжстатичного,іїїщільністьвища,щод з

воляєнатійжеплощі

кремнієвоїпідкладрозміщуватибільшекомірокпам'яті,алеприцьомуїї

швидкодіянижча.Статична,навпаки,більшшвпам'ять,аледкавонаі

дорожча.Узв'язцимкуоперативнусовупам'ятьбудуютьнамодулях

динапа'яті,ма ічної

пам'ятьстатвикпучнодляристовуєтьсягопобудови

кеш-пам'ятівсерединімікропроцесора.

Пам'ятьдинамічноготипу

- DRAM (Dynamic random access memory -

динп'ятьамздовільнимічнадоступом)

-

типенергозалежної

напівпровідниковоїпам'ятіздовільним

доступом;

DRAM широко

використовуєтьякостіоперпам'ятісучативноїкомп'ютерівс,янихатакож

якостіпосховищатійногоінформаціїсистем,вимдозагливихтримок.

Фізично DRAM-пам'ятьпредстсобоюнабірзапам'ятовуючихвляє

комірок,якіскладают

ьсязконденсаторівтранзисторів,розташо аних

всерединінапівпровідниковихм кросхемпам'яті

(рис. 2.1

3). Зазвичайкомірки

пам’ятіконфігувматрядківтастовпцівуютьсяицю.Такимчином,повна

адресакоміркиданихділнадвакомпонентиться

– адреса ядкатаадреса

стовпця.

Привідсутностіподачіелектроенергіїдопам'ятіцьоготипу

відбувається розрядкон,іпаменсат'ятьспустошуєтьсяобнуляється( рів).

Навідмінушвидкстатичної,аледоропамгої'ятипуі

SRAM,якає

конструктивнобільшскладни

мібільшдорогимтипопам'яті,повільна,але

дешевапам'ять

DRAM виготовляєтьнаосновіконденвеликоїсяаторів

ємнос,якішвтидкоірзаряд,томучаютьінформаціюдоводитьсяоновлювати

черезпевніпроміжкичасу,щобуникнутивтратданих.Цейпроцес

азивається

регенерацієюпам'яті.Протягомчасу,щоназиваєтьсякрокомрегенерації,

DRAM перезаписуєтьсяцілийрядоккомі,че8ок

-64мсоновсілюються

рядкипам'яті.

Рис. 2Структура.13DRAM.

Призверненнідокоміркипам'ятіконтролерпам'ятіза

даєномербанку,

номерстовньому,номерінкирядкатаномерстоінавцсіпцязапити

витрч,крімачаєтьсяцьдоситьвеликийгоперіодйденаві закриття

банкупіслясамоїоперації.Накожнудіюпотрібенчас,щоназивається

таймінгом.

Основнимитаймінгами

DRAM є:затримкаміжподачномерарядкаі ю

номерастовпця,щозиваєтьсячасомповногодоступу(

RAS to CAS delay),

затримкаміжподачномерастіювпцятривмістукоміркианням,що

називаєтьсячасомробочогоциклу(

CAS delay),затримка

іжчитанням

останньоїкоміркиподачномерановогорядкаю(

RAS precharge). Таймінги

вимірюютьсянаносеаботактах,чимменшаундахвелцитаймінгівчинах,

тимшвидшепрацюєоперативнапам'ять.

Позначтаймінгиступнимються

чином: 2

-2-2.