Завдання до роботи:

1. Дані, які необхідно взяти із програмного забезпечення GPU-Z:

-тип графічного адаптера

-розрядність шини пам’яті (Біт);

-частоту шини пам’яті (МГц);

-частоту графічного процесора (МГц);

-швидкість генерації пікселів (Гпіксел/сек);

-швидкість генерації текселів (Гтексель/сек);

-кількість блоків растритизації ROPs

-кількість уніфікованих шейдерних конвеєрів (можуть розділятися на піксельні та вертексні)

2. Дані, які необхідно взяти із програмного забезпечення 3DMARK 2003:

• Fill Rate (Multi-Texturing)-Швидкість генерації текселів V_tex(3DMARK).

Тексель-сама маленька неподільна частина текстури трьохвимірного об’єкта.

3. Дані, які необхідно розрахувати:

• Ефективність універсальних шейдерних конвейерів- V_tex(3DMARK)/ V_tex(GPUz)*100%.

4. Таблиця повинна мати дані та розрахунки не тільки аудіторного комп’ютера, а й домашнього.

5. Зробити висновок щодо виконаної роботи, порівняти конфігурацію лабораторного комп’ютера та домашнього.

Таблиця 5.1. з даними

Тип та назва пристрою	Розрядність шини пам’яті	Частота шини пам’яті	Частота графічного процесора	Швидкість генерації пікселів Vpics(GPUz)	Швидкість генерації текселів Vtex(GPUz)

Тип та назва пристрою	Кількість блоків растритизації ROPs	Кількість уніфікованих шейдерних конв.	Швидкість генерації текселів Vtex(3DMARK)	Ефективність універсальних шейдерних конвейерів
				Vtex(3DMARK)/ Vtex(GPUz)*100%=

Контрольні питання

1. Що таке відеоадаптер і яка їх основна класифікація?

2. Що таке фреймбуфер?

3. Що таке шейдери , яка їх функція і за яким типом їх розрізняють?

4. Що таке ROP і TMU і за що вони відповідають?

5. Які типи фільтрації використовуються у відеоадаптерах?

4. Лабораторна робота №6

   1. Тема: Визначення технічних характеристики обчислювальної системи у пакеті SiSoftSandra.

Мета: з’ясувати характеристики жорстких дисків, які необхідні для визначення ефективності їх роботи.

Теоретичні відомості

Основним пристроєм зберігання інформації у комп'ютерній системі є жорсткий диск. Великий обсяг і енергонезалежність зробили його найбільш придатним для зберігання програм і даних. Повна назва жорсткого диска — НЖМД — накопичувач на жорстких магнітних дисках.

Іноді його ще називають вінчестером. Існує легенда, яка пояснює, чому за жорсткими дисками закріпилася така вигадлива назва. Перший жорсткий диск, випущений в Америці на початку 70-х років, мав об'єм на ЗО МБ інформації на кожній робочій поверхні. У ті самі часи широко відома знову ж таки в Америці магазинна гвинтівка О. Ф. Вінчестера мала калібр — 0.30. Напевно, перший вінчестер гуркотів під час роботи, як автомат, або порохом від нього пахло, але з того часу жорсткі диски почали називати вінчестерами.

Накопичувач на жорсткому диску зовні являє собою міцний металевий корпус. Він абсолютно герметичний і захищає дисковод від часточок пилу, які, потрапивши у вузький зазор між головкою й поверхнею диска, можуть пошкодити чутливий магнітний шар і вивести диск із ладу. Крім того, корпус екранує накопичувач від електромагнітних перешкод.

Усередині корпуса знаходяться всі механізми і деякі електронні вузли.

Механізми — це самі диски, на яких зберігається інформація, головки, що записують і зчитують інформацію з дисків, а також двигуни, що рухають весь пристрій.

Диск —це кругла металева пластина з дуже рівною поверхнею, вкрита тонким феромагнітним шаром. У багатьох накопичувачах використовується шар оксиду заліза (яким вкривається звичайна магнітна стрічка), але новітні моделі жорстких дисків працюють із шаром кобальту завтовшки приблизно в десять мікронів. Таке покриття більш міцне і, крім того, дозволяє значно збільшити щільність запису. Технологія його нанесення близька до тієї, що використовується при виробництві інтегральних мікросхем.

Кількість дисків може бути різною — від одного до п'яти, кількість робочих поверхонь, відповідно, удвічі більшою (по дві на кожному диску). Останнє (як і матеріал, використаний для магнітного покриття) визначає об’єм жорсткого диска. Іноді зовнішні поверхні крайніх дисків (або одного з них) не використовуються, що дозволяє зменшити висоту накопичувача, але при цьому кількість робочих поверхонь зменшується й може виявитися непарною.

Магнітні головки зчитують і записують інформацію на диски. Принцип запису загалом схожий на той, що використовується у звичайному магнітофоні. Цифрова інформація перетворюється на змінний електричний струм, що надходить на магнітну головку, а потім передається на магнітний диск, але вже у вигляді магнітного поля, яке диск може сприйняти і «запам'ятати».

Магнітне покриття диска являє собою безліч дрібних областей довільної (спонтанної) намагніченості. Для наочності уявіть собі, що диск вкритий шаром дуже маленьких стрілок від компаса, спрямованих у різні сторони. Такі частинки-стрілки називаються доменами. Під впливом зовнішнього магнітного поля власні магнітні поля доменів орієнтуються відповідно до його напрямку. Після припинення дії зовнішнього поля на поверхні диска утворюються зони 1 залишкової намагніченості. У такий спосіб зберігається записана на диск інформація. Ділянки залишкової намагніченості, опинившись при обертанні диска І напроти зазору магнітної головки, викликають у ній електрорушійну силу, яка змінюється в залежності від величини намагніченості. Пакет дисків, змонтований на осі-шпинделі, рухається спеціальним двигуном, компактно розташованим під ним. Швидкість обертання дисків, як правило, складає 5400 об/хв, хоча існують диски і зі швидкістю обертання 7200, 10000 і навіть 15000 об/хв. Для того щоб скоротити час виходу накопичувача в робочий стан, двигун при вмиканні якийсь час працює у форсованому режимі. Тому джерело живлення комп'ютера повинно мати запас пікової потужності.

Тепер про роботу головок. Вони переміщаються за допомогою прецизійного крокового двигуна і ніби «пливуть» на відстані в частки мікрона від поверхні диска, не торкаючись його. На поверхні дисків у результаті запису інформації утворюються намагнічені ділянки, у формі концентричних кіл. Вони називаються магнітними доріжками. Переміщаючись, головки зупиняються над кожною наступною доріжкою. Сукупність доріжок, розташованих одна під одною на всіх поверхнях, називають циліндром. Усі головки накопичувача перемішаються одночасно, здійснюючи доступ до однойменних циліндрів з однаковими номерами.

Жорсткий диск складається з гермозони і блоку електроніки.(див. рис.6.1.)

Рис.6.1. Жорсткий диск

Гермозона включає в себе корпус з міцного сплаву, власне диски (пластини) з магнітним покриттям, блок головок з пристроєм позиціонування, електропривод шпинделя. Блок головок - пакет важелів з пружною сталі (по парі на кожен диск). Одним кінцем вони закріплені на осі поруч з краєм диска. На інших кінцях (над дисками) закріплені голівки.

Блок електроніки зазвичай містить: блок керування, постійний запам'ятовуючий пристрій (ПЗП), буферну пам'ять, інтерфейсний блок і блок цифрової обробки сигналу.

• Інтерфейсний блок забезпечує сполучення електроніки жорсткого диска з рештою системи.

• Блок управління являє собою систему управління, що приймає електричні сигнали позиціонування головок, і керує діями приводом типу "звукова котушка, комутації інформаційних потоків з різних головок, управління роботою всієї решти вузлів (наприклад, управління швидкістю обертання шпинделя).

• Блок ПЗП зберігає керуючі програми для блоків управління і цифрової обробки сигналу, а також службову інформацію вінчестера.

• Буферна пам'ять згладжує різницю швидкостей інтерфейсної частини і накопичувача (використовується швидкодіюча статична пам'ять). Збільшення розміру буферної пам'яті в деяких випадках дозволяє збільшити швидкість роботи накопичувача.

• Блок цифрової обробки сигналу здійснює очищення зчитаного аналогового сигналу і його декодування.

Фізичний формат звичайного жорсткого диска

Фізичне форматування ділить жорсткі диски вінчестера на їх основні фізичні елементи: доріжки, сектори і циліндри. Ці елементи визначають шлях, по якому дані фізично записуються і зчитуються з диска.

Рис.6.2.Фізичний формат звичайного жорсткого диска

Доріжки - концентричні кола, записані на кожній стороні жорсткого диска, подібно до тих, які знаходяться на компакт-диску. Доріжки нумеруються починаючи з нульовою, яка знаходиться на зовнішньому краї диска.

Доріжки розділені на менші області або сектори, які використовуються для зберігання фіксованої кількості даних. Зазвичай форматування відбувається таким чином, що сектори містять 512 байтів даних (у байті міститься 8 біт).

Набір доріжок, які знаходяться на однаковій відстані від шпинделя на всіх сторонах всіх жорстких дисків, складає циліндр. Наприклад, третя доріжка на кожній стороні кожного жорсткого диска розташована на однаковій відстані від шпинделя. Якщо Ви представите ці доріжки пов'язаними вертикально, набір цих доріжок прийме форму циліндра.

Адресація секторів в жорстких дисках (LBA, CHS)

Жорсткий диск зберігає інформацію фіксованими порціями, які називаються секторами. Сектор є найменшою порцією даних, що має унікальний адреса і розташування на магнітному диску. Обмін інформацією з жорстким диском припускає вказівку адреси в якості параметра команди. Використовувана в жорстких дисках лінійна адресація отримала назву LBA (Logical Block Addressing) - логічна лінійна адресація. При отриманні команди жорсткий диск транслює адресу LBA у фізичну адресу сектора, тобто номер циліндра, голівки і сектора (CHS - Cylinder Head Sector). До появи версії ATA/ATAPI-6 для адресації секторів використовувалося 28-бітне число, що обмежувало максимальну місткість жорсткого диска до 128 Гб. У нових версіях стандарту з'явилися команди, в яких значення LBA 48-бітове, що розширило можливу максимальну місткість жорсткого диска до 134217727 Гб. В оригінальній версії Windows XP підтримка 48-бітної адресації відсутня. У Windows 2000 (SP3 або вище), а також в Windows XP (SP1) її можна включити, створивши в розділі реєстру [HKEY_LOCAL_MACHINE \ System \ CurrentControlSet \ Services \ ATAPI \ Parameters] параметр EnableBigLba (REG_DWORD) зі значенням 1. У Windows XP SP2 підтримка 48-бітної адресації включена за замовчуванням.

Технологія S.M.A.R.T. - Self-Monitoring, Analysis and Reporting Technology (від англ. "Технологія самодіагностики, Аналізу та Звіту") - була розроблена для підвищення надійності та збереження даних на жорстких дисках. У більшості випадків, SMART-сумісні пристрої дозволяють передбачити появу найбільш ймовірних помилок і, тим самим, дають користувачеві можливість своєчасно зробити резервну копію даних і або повністю замінити накопичувач до виходу його з ладу.

Прямий доступ до пам'яті (англ. Direct Memory Access, DMA) - режим обміну даними між пристроями або ж між пристроєм і основною пам'яттю (RAM), без участі центрального процесора (ЦП). У результаті швидкість передачі збільшується, тому що дані не пересилаються в ЦП і назад.DMA-контролер може отримувати доступ до системної шини незалежно від центрального процесора. Контролер містить кілька регістрів, доступних центральному процесору для читання і запису. Регістри контролера задають порт (який повинен бути використаний), напрямок перенесення даних (читання / запис), одиницю переносу (побайтно / послівно), число байтів, яке слід перенести. ЦП програмує контролер DMA, встановлюючи його регістри. Потім процесор дає команду пристрою (наприклад, диску) прочитати дані у внутрішній буфер. DMA-контролер починає роботу, посилаючи пристрою запит читання (при цьому пристрій навіть не знає, чи прийшов запит від процесора або від контролера DMA). Адреса пам'яті вже знаходиться на адресній шині, так що пристрій знає, куди слід переслати наступне слово зі свого внутрішнього буфера. Коли запис закінчена, пристрій посилає сигнал підтвердження контролеру DMA. Потім контролер збільшує використовуваний адресу пам'яті і зменшує значення свого лічильника байтів. Після чого запит читання повторюється, поки значення лічильника не стане дорівнювати нулю. Після закінчення циклу копіювання пристрій ініціює переривання процесора, що означає завершення переносу даних. Контролер може бути багатоканальним, здатним паралельно виконувати декілька операцій.