Кэш память.

Была в виде отдельно микросъемка на процессорах с 386, сейчас входят в состав процессора (две памяти первичная и вторичная)

(Микропроцессор)[КЭШ](ОЗУ)

Зачем нужна?

3ГГц, - герцовка процессора.

t=1/3ГГц=0,3*10^(-9) (нс),

время доступа ОЗУ Т=20нс, время между подачи запроса для ОЗУ и его получением 20 нано секунд (нс)

Пояснение*: память бывает двух видов динамическая (DRAM память произвольной выборки), статическая SRAM.

Конденсатор заряжён-1, разряжён-0, утечка в результате сопротивления – динамическая.

Данная память имеет утечки, потихоньку разряжается => память необходимо подзаряжать (освежать). На это требуется время => время доступа ниже 20 нс реализовать сложно.

SRAM – попытка борьбы с утечками. Работает на двух диодах открыт -1, закрыт-0 – статическая память не требует освежения, она низкого энергопотребления, энергия тратится в момент перебрасывания ключа (1 нс; 0,1 нс), однако эта память в 3-5 раз дороже динамической если ОЗУ заменили на статические модули то стоимость ПК увеличилась бы в двое.

Т=20нс – ОЗУ, N = 20/0,3 = 60 тактов.

ПК ждёт ответа примерно 60 тактов, т.е. работать в холостую. Что бы исключить холостую работу процессора надо уменьшить время доступа. На динамических модулях нельзя, а статические дорожки в 2 раза. От сюда пошли по промежуточному варианту. Между процессором и ОЗУ поставили маленькую память на статических модулях, которая не увеличивает стоимость ПК, но резко сокращает холостые такты, тк в КЭШ хранятся часто выполняемые (команды).

В КЭШ памяти имеется свой контроллер который следит за частотой использование команд. Слабо используемые команды выбрасыват в ОЗУ, а с высокой частотой хранит у себя. КЭШ иногда называют логическим буфером, тк имеет свою логику (контроллер)

Буфер – участок, кусок памяти.

КЭШ память есть и у винчестера, она обычная (динамическая) и играет такую же роль.

Smos память

Маленькая память на статических модулях входящие в состав BIOS. Она питается от батареи (аккумулятора). В CMOS памяти хранится:

1. Дата и время (от аккумулятора также работает тактовый генератор (маятник)), время которое он отсчитывается в SMOS памяти;

2. Настройки ПК, которые вы установили или настройки по умолчанию;

3)1) Параметры винчестера (от куда ему загружать и тд.)

3)2) Настройки процессора.

3)3) Настройки энергосбережения

3)4) Пароли и тд.

Посмотреть, содержание SMOS памяти, можно нажав клавишу Delete во время перезагрузки. При этом запускается программа setup находящаяся в BIOS-е, которая и показывает содержание CMOS памяти.

Шины

Понятие открытой и закрытой архитектуры.

Закрытая архитектура PC:

У первых PC (apple) были сделаны выводы под определенные приборы вывод под принтер, клавиатуру и тд. И ничего другого на эти выводы подсоединить было нельзя.

Открытая архитектура PC:

Фирма IBM, выпустившая первый PC, пошла по другому пусти. На вывод МП(микропроцессора) были абсолютно одинаковые слоты.

Шина – способ подключения к устройству абсолютно одинаково.

Преимущество шины:

Зная интерфейс шины и разработал адаптер понимающий этот интерфейс к PC можно было подсоединить любое устройство, даже не известное на момент создания PC.

Введение открытой архитектуры породило 1000 фирм по всему миру, которые разрабатывали и цепляли пирифирийные устройства для PC. Именно введение шины фирмой IBM позволило этому компьютеру сходу захватить 80% мирового рынка (такого продукта не было).

Виды шин:

В первом персональном компьютере хотели сделать 1 шину. И в неё втыкать всё включая и модули памяти, но быстро поняли, что скорость модулей памяти в миллион раз выше чем скорости любых других устройств, от сюда в первом ПК было две шины.

1. Первая шина для модулей памяти (host шина или system шина).

2. Вторая локальная шина.

Первая системная шина была ISO.

Интерфейс – (меж лицами) – взаимодействие.

Интерфейс – соглашение о физических и логических параметрах какого либо разъёма.

Пример: Разъём на шине – надо договориться о:

1. Механические параметры:

- размер разъёма;

- число контактов;

- размер каждого контакта;

2. Физические параметры:

- величина импульса;

- время импульса;

…

3. Логические параметры:

- пришёл код 10010101 – договариваются о значении, что значит каждый код приходящий на разъём.

Адаптер (согласовать) периферийного устройства – плата, которая понимает, когда от PC и генерирует соответствующие сигналы на периферийное устройство.

(замечание: адаптер ~ контроллер (более сложный адаптер) одно и то же.)

Пример: контроллер(адаптер) винчестера получает код, указывающий куда сдвинуть головку винчестера и в соответствии с этим кодом, генерирует пути плавные токи, сдвигающие головку в нужное место.

(Задача контроллера (адаптера): код преобразовать в сигнал).

Параметр программного интерфейса – совокупность команд с помощью которых мы работаем с конкретной программой.

Совокупность команд – меню, кнопки, панели, или словесные команды.

Локальные шины – со временем скорости работы шины ISA стало недостаточно прежде всего для монитора, когда монитор стал цветной.

1. ISA – 16 битная (разрядная) и работала на частоте 8 МГц;

2. EISA – 32 разрядная, MSA (IBM) - 32 разрядная;

Поняли, что нужно создавать новую шину для быстрых устройств монитор, локальные сети и разработали локальную шину.

2.1) VESA;

2.2) PCI;

Со временем PCI вытеснила VESA полностью, данная шина работала на частоте процессора на много быстрей системной шины.

Системная шина просуществовала до P3. Большие разъёмы 18 – 20 см тёмно коричневого или чёрного цвета.

Шина PCI существует и до настоящего времени. В начале в неё втыкался видеоадаптер с монитором, сейчас она для всех устройств, кроме монитора. 60~66 МГц – частота шины. Ряд разъёмов белого цвета.

Графические шины.

С созданием мультимедийных программ производительность шины PCI стало не достаточно. Была разработана первая графическая шина для мониторов на P3 (Pentium 3) шина AGP. Была серия совершенствований шины AGP 4x (8x; 16x), причём младшие серии AGP и старшие были не совместимы даже механически. Начиная с P4 была введена новая графическая шина PCI-E (Express).

В настоящее время PCI-E доминирующая шина. Шины серии AGP на i3, i5, i7 – нет.

Современные тенденции, нынешних платформах две шины PCI и PCI-E. В PCI-E втыкаются видеокарты, а всё остальное в PCI. Однако в настоящее время в самых последних и дорогих PC вообще убирают шину PCI и оставляют PCI-E при чём, шина бывает следующих типов: PCI-E 4x, 8x, 16x (число независимых каналов для передачи информации) – различаются даже размером: 4x – 4-5см; 8х – 6-7см; 16х – 9см.

Так же на плате есть гнёзда* - IDE, Floppy, SATA I, II, III.

Порты.

- SP2 порты.

Предназначение: клавиатура, мышь.

Примечание: в самых последних PC убирают, мышки и клавиатуры втыкаются в USB порты;

-LTP. 36 гнёзд параллельный порт.

Предназначение: принтеры и др.

Примечание: в современных PC подключают в USB;

-USB(USB1,USB2,USB3) порты.

Предназначение: практически для всего.

Примечание: отличаются скоростью передачи данных, самый распространенный USB2. USB3 появился недавно в 2010 году (в нутрии цвет полассмасы синий у УСБ 3);

-COM порт.

Предназначение: монитор, вакс модели.

Примечание: последовательные проты;

-Линейный порт.

Предназначение: колонки, микрофон, наушники и тд.

-LAN.

Предназначение: сетевая карта.

-Fire wire. (IEEF-1394)

Предназначение: видеокамеры.

Примечание: конкурент порта USB2. Когда был создан USB1, разработали Fire wire порт для изображений сильно запатентовала и требовала 1$ с выпуска 1 ПК. Подумали и разработали USB2, примерно такой же по производительности. Этим потертом пользуются люди работающие с видео картинами.