Str komputer od środka



Pobieranie 143.68 Kb.
Strona1/5
Data28.04.2016
Rozmiar143.68 Kb.
  1   2   3   4   5
E
ncyklopedia

Wiedzy


Komputerowej

Część 1
Spis rozdziałów

(str.3)1........................................................................Komputer od środka:
-Procesor

-Karta grafiki

-Pamięci RAM

-Dyski twarde

-Napędy CD-ROM

-Karta dźwiękowa

-Karta sieciowa

(str.24)2........................................................................Komputerowy charakterek-systemy operacyjne:

-Systemy operacyjne Linux i Windows

(str.35)3........................................................................Historia Komputera

Rozdział 1

-Procesor:




Pierwszy mikroprocesor Intel 4004, pokazany w wersji produkcyjnej w listopadzie 1971 roku - był wykorzystywany w kalkulatorach. Dalszy rozwój procesorów przebiegał błyskawicznie zgodnie z prawem Moore'a, mówiącym o podwajaniu się co, rok upakowania układów mikroprocesorowych - mierzonego w bitach na cal kwadratowy. W wyniku łańcucha zbiegów okoliczności jednostką centralną PC stał się procesor Intela - i8088, a od jego pierwowzoru o symbolu 8086, procesory dla Standardu PC otrzymały wspólną nazwę "x86". Z czasem nazwą tą obdarzono listę instrukcji i8086, z którą musiał być zgodny każdy z ewentualnych naśladowców. Chętnych do produkcji procesorów x86 było wielu. Początkowo były to produkcje licencyjne, różniące się od intelowskiego oryginału, co najwyżej częstotliwością zegara. Dopiero na poziomie piątej generacji PC pojawiła się rzeczywista konkurencja - procesory konstruowane samodzielnie przez różnych producentów, zachowując z intelowskim pierwowzorem zgodność jedynie na poziomie modelu programistycznego.

W procesorowy biznes włączyły się intensywnie takie firmy jak Cyrix, NextGen i AMD (który zresztą kupił NextGena i wykorzystał jego rozwiązania w procesorze K6). Konstrukcje AMD i Cyrixa, chociaż widoczne na rynku, nie stanowiły dla Intela poważniejszej konkurencji. Szansą dla procesorów alternatywnych stała się platforma Socket-7 - porzucona przez Intela infrastruktura czekająca na nowe, mocniejsze procesory, okazała się polem do popisu. Przede wszystkim dla AMD - procesor K6 zdobył sobie zasłużoną popularność, a K6-III swoją wydajnością "przebił" procesory Pentium II Intela.

Potężną bronią Intela przeciwko konkurencji spod znaku Socket-7 stał się Celeron - pomyślany jako "Pentium II dla ubogich", po niezbyt efektownym debiucie odniósł, już w postaci wyposażonej w pamięć cache wersji "A", oszałamiający sukces, dziękiwyjątkowo korzystnej relacji między wydajnością i ceną.

Zwraca uwagę, że żaden z producentów procesorów alternatywnych w swoich konstrukcjach nie naśladuje architektury Pentium. Wszystkie bez wyjątku procesory alternatywne emulują działanie Pentium przy użyciu wbudowanego wewnętrznego procesora RISC. Rozwiązania superskalarne, pozwalające na wykonywanie przez procesor w jednym cyklu więcej niż jednej instrukcji, pojawiły się wraz z procesorem Pentium. Następnym krokiem w dalszym rozwoju architektury stało się zastosowanie przetwarzania potokowego. To właśnie potokowa architektura jednostki zmiennoprzecinkowej Pentium II sprawiła, że wydajność tego procesora w operacjach zmiennoprzecinkowych stała się na długo niedościgłym wzorem dla konkurencji.

Dalszym krokiem w rozwoju konstrukcji procesorów, wynikającym z rozpowszechnienia architektury superskalarnej, stało się wprowadzenie techniki nie kolejnego wykonywania instrukcji - tzw. architektury hiperskalarnej wykorzystanej w najnowszym procesorze AMD "Athlon".

W publikacjach dotyczących nowych układów scalonych, najczęściej właśnie procesorów, używane są określenia w rodzaju "technologia 0,25 mikrometra". Podawany w takich określeniach wymiar to po prostu najmniejszy osiągalny w stosowanym procesie technologicznym wymiar elementu na chipie układu scalonego - zwykle szerokości ścieżki przewodzącej.


WIELKIE LICZBY W MAŁYCH CHIPACH

PROCESOR Pentium MMX PII Celeron Athlon PIII PIII Coppermine

TECHNOLOGIA[mikrometry] 0,35 0,25 0,25 0,25 0,25 0,18

LICZBA TRANZYSTORÓW[mln] 3,5 7,5 25 22 9,5 40

GNIAZDA

Poniżej przedstawiam typy gniazd oraz przeznaczone dla nich procesory. Pominąłem tu już tak stare gniazda jak Socket 1 do Socket 6. Obecnie stosowane najczęściej w płytach głównych gniazda procesorowe to Socket 370 pod procesory Celeron oraz Socket A do procesorów firmy AMD.

Socket 7 (Super Socket 7) Intel Pentium, Intel Pentium MMX, AMD K5, K6-2,2+,III, Cyrix M1, M2, Winchip

Socket 8 Intel Pentium Pro

Slot 1Intel Pentium II, III Celeron 266-433Mhz

Slot AAMD Athlon

Socket A AMD Athlon, AMD Athlon XP, AMD Duron

Socket 370 Intel Pentium III, Intel Celeron, Intel Celeron II, VIA Cyrix III

Socket 423 Intel Pentium 4 (1300-2000 MHz)

Socket 478 Intel Pentium 4 (1300-2000 MHz)Intel Pentium 4 (2000-2200 MHz)

Wszystkie współczesne procesory mają podobną architekturę opartą na superskalarnym jądrze RISC (architektura procesora o uproszczonej liście rozkazów). Jeszcze kilka lat temu procesory zaliczano do rodziny CISC (architektura procesora wykorzystująca złożoną listę rozkazów). Dzisiaj, dzięki zastosowaniu w nich techniki przekodowywania rozkazów, uzyskano ogromne zwiększenie wydajności procesora, a RISC-owa konstrukcja umożliwia stosowanie wysokich częstotliwości zegara.


ZASADA DZIAŁANIA
Ze względu na przepływ danych i rozkazów w procesorze, można wyróżnić w nim kilka zasadniczych modułów:
1. Blok wstępnego pobierania i dekodowania instrukcji. Odpowiada on za dostarczenie kolejnych poleceń z pamięci operacyjnej i przekazanie ich do odpowiedniej jednostki wykonawczej.
2. Główny blok wykonawczy to jednostka arytmetyczno?logiczna ALU. Zapewnia ona prawidłowe przetworzenie wszystkich danych stałoprzecinkowych. ALU wyposażony jest w niewielką zintegrowaną pamięć, nazywaną zestawem rejestrów. Każdy rejestr to pojedyncza komórka używana do chwilowego przechowywania danych i wyników.
3. FPU, czyli koprocesor wykonujący wszystkie obliczenia zmiennoprzecinkowe
4. Po zakończeniu "obliczeń" dane będące wynikiem przetwarzania trafiają do modułu wyjściowego procesora. Jego zadaniem jest przekierowanie nadchodzących informacji np. do odpowiedniego adresu w pamięci operacyjnej lub urządzenia wejścia/wyjścia.

DODATKI MULTIMEDIALNE


Producenci nowoczesnych procesorów za podstawowy kierunek rozwoju technologicznego obrali rozszerzenie multimedialnych możliwości układu. Poszerzone listy rozkazów operujące na stało- i zmiennoprzecinkowych macierzach znacząco przyspieszają obróbkę grafiki, dźwięku czy generowanie obrazów 3D.MMXPierwszym wprowadzonym rozszerzeniem multimedialnym, wbudowanym we wszystkie obecnie produkowane modele procesorów, jest zestaw 57 instrukcji arytmetyki stałoprzecinkowej typu SIMD, znany pod nazwą MMX.Kolejne instrukcje dodawane do procesorów można podzielić w zależności od procesora firmy AMD lub INTELA.
AMD

3DNow!Firma AMD wprowadziła 21 nowych instrukcji zmiennoprzecinkowych typu SIMD-FP zorientowanych na wspomaganie grafiki trójwymiarowej. Był to pierwszy przypadek wprowadzenia tak istotnych zmian do architektury procesora przez firmę inną niż Intel. SIMD-FP procesorów AMD wykorzystuje do działania połączone w pary 64-bitowe rejestry MMX - co niestety, utrudnia automatyczną optymalizację kodu programu, gdyż wymagany jest podział danych na dwa segmenty3DNow! Professional W najnowszych procesorach Athlon XP i Duronach (z zegarem 1000MHz i wyżej) wprowadzono instrukcje w 100% zgodne z intelowskim SSE. 3DNow! Enhanced Do grupy poleceń 3DNow! dodano 24 nowe komendy wspomagające operacje przetwarzania liczb stałoprzecinkowych, przesyłania danych pomiędzy pamięcią cache a jednostką wykonawczą oraz przyspieszające cyfrowe przetwarzanie sygnałów. (procesory Athlon XP i Duron)

INTEL

SSERównież Intel wprowadził w swoich procesorach Pentium III, instrukcje zmiennoprzecinkowe SIMD-FP. Instrukcje te są wykonywane przez wyspecjalizowaną jednostkę operującą na ośmiu 128-bitowych dedykowanych rejestrach - co sprzyja optymalizacji kodu programu. SSE2Zestaw instrukcji SSE poszerzony o 144 nowe rozkazy umożliwiające operacje na 128-bitowych liczbach zmiennoprzecinkowych o pojedynczej i podwójnej precyzji oraz 128-bitowych operandach stałopozycyjnych (Pentium 4)




-Karta grafiki:


Karta rozszerzeń, umiejscawiana na płycie głównej poprzez gniazdo PCI lub AGP, która odpowiada w komputerze za obraz wyświetlany przez monitor. Karty graficzne różnią się między sobą szybkością pracy, wielkością pamięci RAM, wyświetlaną rozdzielczością obrazu, liczbą dostępnych kolorów oraz częstotliwością odświeżania obrazu.

Każda karta graficzna składa się z czterech podstawowych elementów: płytki drukowanej, głównego procesora, pamięci wideo i układu RAMDAC (który często jest zintegrowany z procesorem w jednej obudowie)


PROCESOR
Procesor na karcie graficznej wspomaga setki różnych funkcji, z trójwymiarowymi włącznie. Układy takie pomagają procesorowi komputera rysować linie, trójkąty, prostokąty, potrafią wygenerować obraz trójwymiarowy, pokryć go odpowiednią tzw. teksturą (powierzchnią), stworzyć efekt mgły itd. Procesor karty graficznej komunikuje się z pamięcią wysyłając i pobierając z niej informacje o obrazie w tzw. paczkach, przy czym wielkość tych paczek zależy od procesora karty. Procesory 64-bitowe wysyłają paczki 64-bitowe (8-bajtowe), za 128-bitowe paczki 16 bajtowe. To czy procesor jest 64-bitowy czy 128-bitowy, praktycznie nie powoduje dwukrotnej różnicy prędkości na korzyść układów 128-bitowych. Przewaga zaczyna być widoczna przy pracy w wyższych rozdzielczościach.


PAMIĘĆ WIDEO
Każda karta graficzna ma własną pamięć VRAM, w której przechowuje potrzebne informacje o obrazie. Obecnie wielkość tej pamięci to przeważnie 32 MB (jeszcze do niedawna przeciętna pamięć wynosiła 512 KB), a coraz częściej 64 MB. W pamięci tej przechowywane są dane o każdym punkcie obrazu, a także tekstury (w postaci map bitowych) oraz dane o głębi (z pamięci jest w tym celu wydzielany tzw. bufor
Karta rozszerzeń, umiejscawiana na płycie głównej poprzez gniazdo PCI lub AGP, która odpowiada w komputerze za obraz wyświetlany przez monitor. Karty graficzne różnią się między sobą szybkością pracy, wielkością pamięci RAM, wyświetlaną rozdzielczością obrazu, liczbą dostępnych kolorów oraz częstotliwością odświeżania obrazu.

Każda karta graficzna składa się z czterech podstawowych elementów: płytki drukowanej, głównego procesora, pamięci wideo i układu RAMDAC (który często jest zintegrowany z procesorem w jednej obudowie)


PROCESOR
Procesor na karcie graficznej wspomaga setki różnych funkcji, z trójwymiarowymi włącznie. Układy takie pomagają procesorowi komputera rysować linie, trójkąty, prostokąty, potrafią wygenerować obraz trójwymiarowy, pokryć go odpowiednią tzw. teksturą (powierzchnią), stworzyć efekt mgły itd. Procesor karty graficznej komunikuje się z pamięcią wysyłając i pobierając z niej informacje o obrazie w tzw. paczkach, przy czym wielkość tych paczek zależy od procesora karty. Procesory 64-bitowe wysyłają paczki 64-bitowe (8-bajtowe), za 128-bitowe paczki 16 bajtowe. To czy procesor jest 64-bitowy czy 128-bitowy, praktycznie nie powoduje dwukrotnej różnicy prędkości na korzyść układów 128-bitowych. Przewaga zaczyna być widoczna przy pracy w wyższych rozdzielczościach.


PAMIĘĆ WIDEO
Każda karta graficzna ma własną pamięć VRAM, w której przechowuje potrzebne informacje o obrazie. Obecnie wielkość tej pamięci to przeważnie 32 MB (jeszcze do niedawna przeciętna pamięć wynosiła 512 KB), a coraz częściej 64 MB. W pamięci tej przechowywane są dane o każdym punkcie obrazu, a także tekstury (w postaci map bitowych) oraz dane o głębi (z pamięci jest w tym celu wydzielany tzw. bufor Z).
UKŁAD RAMDAC
Układ RAMDAC pobiera dane o obrazie wygenerowanym przez procesor karty graficznej. Dane te są w postaci zbioru różnokolorowych punktów. Następnie RAMDAC zamienia je na sygnały analogowe i wysyła do monitora. Im szybszy RAMDAC, tym więcej potrafi wysłać informacji w ciągu sekundy co ma bezpośredni wpływ na częstotliwość odświeżania (jest to liczba pojedynczych obrazów, jakie wyświetla monitor w ciągu sekundy. Częstotliwość 60Hz oznacza, że w ciągu sekundy na ekranie monitora rysowanych jest 60 pełnych obrazów. Oko ludzkie przestaje odróżniać ?skoki? między obrazami już przy szybkości ok. 25 obrazów na sekundę, więc częstotliwość 60 Hz wydawałaby się aż za duża. Jak się okazuje w praktyce, przy 60Hz prawie nie widać migotania obrazu, ale nasze oczy się męczą. Dlatego do pracy przy komputerze powinniśmy ustawiać częstotliwość co najmniej 75Hz, zaś im większa tym lepiej. Warto przy tym wiedzieć, że ustawienie częstotliwości większej niż 85 Hz nie ma już wpływu na nasz wzrok.
TYPY MAGISTRAL
Również czynnikiem wpływającym na prędkość karty graficznej jest typ magistrali, z jaką komunikuje się ona z komputerem. Rodzaje magistral:
ISA ? 8 lub 16 bitowa magistrala danych, jest już obecnie definitywnie zabytkiem PCI ? 64 bitowa, max. transfer do 133MB/s
AGP ? gniazdo rozszerzeń zaprojektowane przez firmę Intel przeznaczone specjalnie do szybkiego przesyłania danych pomiędzy kartą graficzną a procesorem. W podstawowej wersji maksymalny transfer wynosi 266 MB/s. Ponieważ szybko okazał się niewystarczający wprowadzono niemal natychmiast tzw. tryb 2x, w którym transfer wzrósł do 533 MB/s (dane przesyłane są przy rosnącym i opadającym zboczu sygnału taktującego).

Nowa specyfikacja AGP 4x ponownie zwiększa szerokość pasma ? tym razem do 1066 MB/s) przez dalsze ?zagęszczanie? paczek z danymi). Obecnie karty graficzne używające gniazda AGP stały się standardem.

MDA - (Monochrome Display Array) pozwalała tylko na pracę w trybie textowym (25x80) nie miała trybu graficznego.

HGC - (Hercules Graphics Card) zachował on możliwości karty MDA i został wzbogacony o możliwość pracy w trybie textowym w rozdzielczości 720x350 pikseli. Monitory przeznaczone dla kart MDA dziełały również z HGC.


CGA - (Color Graphics Adapter) wyświetlała dwukolorowy obraz w rozdzielczości 640x200 lub czterokolorowy w rozdzielczości 320x200.


EGA - (Enhanced Graphics Adapter) przełamała barierę rozdzielczości monitorów kolorowych. Pozwalała na pracę z 16 kolorami w rozdzielczości 640x350.


VGA - (Video Graphics Array) pojawiła się wraz z pierwszymi komputerami klasy PS/2. Posiadała tryb 640x480 w 16 kolorach a także tryb MCGA (Multi CGA) 256 kolorów w rozdzielczości 320x200. Częstotliwość odświeżania wzrosła do 60 Hz. Karta VGA może symulować karty MDA, HGC, CGA, EGA ale nie może współpracować z monitorami tych kart ponieważ karty te posiadały złącza 9-cio bolcowe a złącze VGA jest 15-sto bolcowe. Karty VGA są najczęściej wykonane w technice 8 bitowej (uzyskują 256 kolorów) ale wyprodykowano również karty 16 bitowe uzyskujące 65535 kolorów.


SVGA - (Super VGA) zachowała możliwości karty VGA a ponadto ma możliwości wyświetlania obrazu w rozdzielczości 1024x768 oraz oczybiście 800x600 oraz w nowszych kartach 1280x1024. Dzisiejsze karty SVGA osiągają znacznie wyższe rozdzielczości.


XGA - (eXtanded Graphics Array ) mało rozpowszechniona pozwala osiągnąć 1024x768 w 256 kolorach.


Standard Rozdzielczość częstotliwość odchylania poziomego [kHz] częstotliwość odchylania pionowego częstotliwość odświeżania Hz


Hercules 720x350 18.43 50


CGA 640x200 15.85 60


EGA 640x350 21.8 60


VGA 640x480 31.5 60


VESA VGA 640x480 38.86 72


VESA SVGA 800x600 48.01 72


IBM 8514/a 1024x768 32.5 43.5 (z przeplotem)


VESA 1024x768 1024x768 56.48 70




-Pamięci RAM:


PAMIĘĆ

Każdy komputer potrzebuje pamięci RAM (Random Acces Memory) do której ładuje aktualnie używane dane, tak aby były one błyskawicznie dostępne dla procesora. RAM jest dużo szybsza od pamięci masowych, takich jak dyski twarde, napędy CD-ROM. Jednak w przeciwieństwie do tych typów pamięci dane zawarte w RAM giną po wyłączeniu komputera ? a więc RAM do pracy wymaga stałego źródła zasilania. RAM to układy scalone osadzone na niewielkich plastikowych płytkach, zwanych modułami pamięci. Przez lata parametry jak i ich wygląd znacznie się zmienił. Poniżej przedstawiona została charakterystyka modułów pamięci zaczynając od najstarszych a kończąc na obecnie dostępnych w sprzedaży.

SIMM FPM 30-pinowe SIMM typu FPM

Używane były w komputerach z procesorem klasy 486. W układach tych poszczególne komórki tworzyły matryce pogrupowane na tzw. strony. W chwili gdy potrzebne systemowi dane znajdowały się na tej samej stronie, część adresu wskazującą na nią wystarczyło podać raz, a później przekazywać jedynie numery potrzebnych komórek. Niestety przy czasie dostępu rzędu 60?70 nanosekund układy te już dawno osiągnęły kres swoich możliwości.

SIMM PS/2 EDO 72-pinowe SIMM PS/2 typu EDO

Rozwiązaniem, które na pewien czas zagościło w naszych komputerach, stały się kości EDO. Dzięki prostej sztuce, polegającej na zastosowaniu dodatkowego buforowania, uzyskano możliwość podtrzymywania informacji na wyjściu danych, gdy w tym czasie na wejściu adresowym mógł się już pojawić adres nowej komórki pamięci. W efekcie dostęp do następnej porcji informacji był realizowany w trakcie odczytu poprzedniej, czyli ? szybciej. Uzyskany w ten sposób 10?20 procentowy wzrost wydajności wystarczył na jakiś czas, jednak nie na długo. Potrzebna była nowa jakość, nowa technologia, którą zapewniły dopiero pamięci SDRAM.

DIMM SDRAM 168-pinowy DIMM typu SDRAM

Pamięci typu FPM oraz EDO pracowały asynchronicznie, co oznacza, że nie były taktowane zewnętrznym zegarem, a informacja ukazywała się "po jakimś czasie". Natomiast pamięć SDRAM pracuje synchronicznie, czyli udostępnia informacje zgodnie z taktem zewnętrznego zegara. Dzięki tej metodzie oraz wewnętrznej dwubankowej konstrukcji kości uzyskały czas dostępu rzędu 15 nanosekund ? wystarczający do pracy z częstotliwością 66MHz. Z czasem pojawiły się SDRAM-y 12 nanosekundowe, a później ? w chwili wprowadzenia na rynek pierwszych procesorów współpracujących z szyną 100 MHz ? 10 nanosekundowe, zgodnie ze specyfikacją PC?100.

DDR SDRAM 184-pinowy DDR typu SDRAM

Rozwinięciem konstrukcji SDRAM-ów są pamięci DDR SDRAM, w których dane przesyłane są na obydwu zboczach sygnału zegarowego. Oznacza to, że przy ustawionej częstotliwości pracy płyty głównej np. 133MHz pamięć ta pracuje efektywnie z podwojoną częstotliwością czyli 266MHz.

RIMM RDRAM

Opracowane przez kalifornijską firmę RAMBUS. Odczyt danych realizowany jest częściowo sekwencyjnie, co wynika z podzielenia matrycy DRAM na osiem jednakowych części. W jednym takcie zegarowym zostaje odczytana informacja tylko z pojedynczego bloku pamięci. Kolejne dane z następnego banku pobierane są przy późniejszych cyklach zegarowych. Po odczytaniu wszystkich ośmiu bitów dane są "wysyłane" na zewnątrz pamięci w postaci pojedynczego pakietu. Przy stosowanym obecnie 400 MHZ zegarze płyty głównej (efektywne 800 Mhz) i 16 bitowej szynie danych przepustowość Rambusów wynosi 1,6 GB/s (3,2 GB/s.). Olbrzymia szybkość pamięci zostaje jednak okupiona przedłużonym czasem dostępu do danych.



  1   2   3   4   5


©absta.pl 2016
wyślij wiadomość

    Strona główna