Изпитна тема N4 Компютърна система ibm/at 80386



Дата23.03.2017
Размер303.75 Kb.
Изпитна тема N4 Компютърна система IBM/AT 80386

1. Процесор Intel 80386



1.1 Кратко описание на процесор Intel 80386

Intel 80386 е създаден през 1985 г. Той има всички положителни черти на 8088, 8086 и 80286, като ги изпреварва по своите характеристики: по-висока тактова честота и производителност, работа без ограниченията, свързани със сегментацията на паметта и др. Всички микрокодове (последователност от битове, възприемани като команда за реализация на някаква функция) на неговия предшественик Intel 80286 влизат в множеството на микрокомандите (инструкциите) на Intel 80386. Затова старото програмно осигуряване може да се използва с Intel 80386.



1.2 Основни предимства на Intel 80386:

  1. 32-битова шина за данни – вътрешна и входно-изходна

  2. Увеличена тактова честота

  • 80286 започва с честота 6 MHz и достига до 12,5, 16 и 20 (дори до 25) MHz.

  • 80386 започва с честота 16 MHz и достига до 33 MHz.

  1. Подобрена архитектура на паметта

  • Увеличен брой адресни линии – 32. Това позволява пряко адресиране на 4 GB физическа памет

  • Възможност за работа с 16 TB (терабайта) виртуална памет. Виртуалната памет означава, че части от софтуера, които надхвърлят обема на инсталираната оперативна памет, автоматично се прехвърлят на твърдия диск, с други думи дискът играе ролята на разширение на оперативната памет.

  • Липса на сегментация на паметта – към паметта може да се обръщаме като към едно голямо поле, достъпно за програмите, т.е. програмите и структурите данни могат да заемат обем колкото цялата памет. Разделянето на паметта на сегменти е възможно, но не задължително. Сегментите могат да са произволни и не се ограничават по 64 К (но не повече от 4 GB, което не е съществено ограничение).

  • Кеш памет -16 KB (32, 64, 128 до 256 КВ) – Кеш паметта служи като посредник между процесора и оперативната памет, като осигурява на процесора най-често използваните команди и данни. Създаването на кеш паметта се налага поради голямата разлика между скоростите на процесора и оперативната памет. Ако отсъства кеш-паметта, процесорът трябва да извършва множество цикли на изчакване, докато паметта успее да му осигури необходимата информация. Кешът е специална високоскоростна вградена памет (обикновено статична памет SRAM), която се използва за съхраняване на няколкото следващи команди на микропроцесора. Още преди да се е появила необходимостта от кода на програмното осигуряване, специална схема зарежда в кеш паметта този код, независимо от изчисленията, които се извършват в момента от процесора. Използва се принципът 80/20, който гласи, че от всички програми и данни, които се ползват от компютъра 20% от тях се използват през 80% от времето. На база на този принцип в кеш паметта се зареждат най-скоро използваните от процесора инструкции и данни, като съществува голям шанс на процесора да му потрябват точно тези данни. Благодарение на бързодействието на тази памет и бързата й връзка с процесора, тя осигурява многократно по-висока скорост на достъп до информацията отколкото обикновената оперативна (динамична) памет. Ако необходимите данни липсват в кеш паметта, процесорът се обръща към оперативната памет.

  • Многорежимност. За да се осигури съвместимост с предишните микропроцесори и с огромната библиотека от DOS-програми, Intel 80386 може да работи в същите режими: реален и защитен, но се добавя и още един – виртуален реален режим.

    • реален режим – режимът, в който работят процесори 8088 и 8086. Използват се 16-битови инструкции и адресиране до 1 MB с 20 адресни линии. Софтуерът, работещ в реален режим обикновено е еднозадачен – в даден момент може да работи само 1 програма. Не съществува вградена защита, която да предпазва отделните програми да се презаписват в паметта една върху друга (или дори върху операционната система), така че ако работят повече от една програми, всяка от тях може да доведе цялата система до срив и забиване;

    • защитен режим (32-битов) – Програмите, работещи в този режим са защитени от презапис една върху друга в паметта. Освен това дадена отказала програма може да бъде прекратена, без това да се отрази на останалата част от системата. Защитеният режим поддържа многозадачност – паралелно изпълнение на няколко програми, което на практика се постига с последователното превключване на задачите. Със защитен режим разполага още 80286, но тези възможности са неприложими под DOS и могат да се използват едва при OS/2 и Windows. В защитен режим процесорът 386 се възползва от 32-битовата си архитектура, като изпълнява новият набор от 32-битови инструкции, работейки с 32-битова операционна система и 32-битови приложения. В защитен режим програмистът може да разполага с повече памет и той може да я управлява по-гъвкаво, понеже може да променя размерите на сегмента. Процесорът 80386 може да преминава от един режим в друг само чрез командите на програмното осигуряване, за разлика от Intel 80286, който изисква за такъв преход рестартиране на компютъра

    • виртуален реален режим – представлява виртуална 16-битова среда в реален режим, която работи вътре в 32-битовият защитен режим. В този режим 80386 работи като неограничено количество процесори 8086 в едно и също време. Процесорът разбива паметта на множество виртуални машини, всяка от които работи като отделен компютър с чип 8086. Всяка машина може да стартира своя собствена програма, която е напълно изолирана от останалите. Това позволява да се изпълняват едновременно няколко ДОС програми на един компютър, без каквито и да било доработки на програмите.

1.3. Версии на процесор 80386

Както преди това при 8088, който е създаден на основата на 8086, на базата на 32-битовия процесор 80386, чието точно означение е i386DX е създаден по-слаб процесор 386SX, който външно е с 16-битова шина за данни вместо 32-битова.

Компромисният вариант Intel 80386SX има по-малка мощност, но притежава останалите привлекателни страни на 80386. Той има 32-битови регистри и може да работи в същите режими. Съществуват две главни отличителни черти между тези два чипа:


  • Intel 80386SX има 16-битова входно-изходна шина и следователно неговите вътрешни регистри се запълват на 2 стъпки.

  • 386SX използва 24-битово адресиране на паметта (като 286), а 386DX – 32-битово адресиране. Следователно 386SX може да адресира максимум 16MB физическа памет, докато 386DX адресира до 4 GB.

Той е значително по-евтин от 80386DX (почти с $100). В същото време той е значително по-бърз от 80286 поради по-високата тактова честота и поради 32-битовата вътрешна архитектура, даваща възможност два пъти по-бързо да се изпълняват микропроцесорните команди. Освен това Intel 80386SX възприема всички 32-битови команди на 80386 и също като него е съвместим с 16-битовите и 8-битовите микрокоманди на микропроцесорите на Интел от предишните поколения.

80386 SX е създаден да бъде съвместим по начин на съединяване с 80286, но в крайна сметка това не се е получило и те не са заменими. Основната причина е, че 80286 мултиплицира контактите си в шината (за някои сигнали се използват няколко извода). В Intel 80386SX липсва мултипликация. Затова за 80386SX се използва по-проста интерфейсна верига, което също намалява стойността на компютъра.

Освен тези версии, съществува и процесор 80386SL, който е с ниска консумация на енергия и се използва в преносими компютри.

2. Основни функционални блокове на дънна платка на компютърна система IBM/АТ с процесор 80386.

Първите компютърни системи с процесор 386 се предлагат през септември 1986 г. от Advanced Logic Research, а малко по-късно и от Compaq. Системата Compaq Deskpro 386 модел 40 включва 16 MHz Intel 80386 и 40 MB твърд диск за около 6500 US долара. Системи с процесор 80386 и негови клонинги се произвеждат до 1992-93 г.



  • Микропроцесор 80386. CPU на системата. Пакетиран е в PGA корпус със 132 извода. Изработва се по 1.5 микронна технология и съдържа 275 хил. транзистора.

  • Копроцесор 80387. Математически копроцесор за ускоряване на изчислителните операции. Копроцесор 80387 (за процесор 80386DX), 80387SX (за процесор 80386SX). Математически копроцесор за ускоряване на изчислителните операции. Изпълнява сложни математически изчисления с плаваща запетая, като разтоварва по този начин централния процесор, който е конструиран да работи с цели числа. От копроцесора печелят само тези програми, които изискват интензивни математически изчисления: електронни таблици, статистически програми, CAD системи, графични програми и др. Въпреки че 80387 работи асинхронно, 386 системите са конструирани така. че математическият копроцесор да работи с тактовата честота на основния процесор. За разлика от 80287, който е най-обикновен 8087 с пренаредени изводи, за да може да бъде поставян в 286 дъна, копроцесорът 80387 е специално проектиран да работи съвместно с 386.

  • RAM (Random Access Memory - памет с произволен достъп). Оперативна памет с обем максимално 4 GB. Използват се основно модули SIMM с 30 извода. Най-често компютрите се конфигурират с памет с обем 1, 2, 4, 8 или 16 MB, но може да достигнат до 64 MB (4 банки с 4 модула по 4 MB).

  • Кеш памет. Кеш паметта служи като посредник между процесора и оперативната памет, като осигурява на процесора най-често използваните команди и данни. Създаването на кеш паметта се налага поради голямата разлика между скоростите на процесора и оперативната памет. Ако отсъства кеш-паметта, процесорът трябва да извършва множество цикли на изчакване, докато паметта успее да му осигури необходимата информация. Кешът е специална високоскоростна вградена памет (обикновено статична памет SRAM), която се използва за съхраняване на няколкото следващи команди на микропроцесора. Още преди да се е появила необходимостта от кода на програмното осигуряване, специална схема зарежда в кеш паметта този код, независимо от изчисленията, които се извършват в момента от процесора. Използва се принципът 80/20, който гласи, че от всички програми и данни, които се ползват от компютъра 20% от тях се използват през 80% от времето. На база на този принцип в кеш паметта се зареждат най-скоро използваните от процесора инструкции и данни, като съществува голям шанс на процесора да му потрябват точно тези данни. Благодарение на бързодействието на тази памет и бързата й връзка с процесора, тя осигурява многократно по-висока скорост на достъп до информацията отколкото обикновената оперативна (динамична) памет. Ако необходимите данни липсват в кеш паметта, процесорът се обръща към оперативната памет.

  • ROM-BIOS (Read Only Memory - памет само за четене). Съдържа базовата входно-изходна система (BIOS), програмите за основните системни операции

  • Контролер на шината. Декодиране на сигналите на процесора и генериране на сигналите на шината (ALE, /AEN,..). При високо логическо ниво на сигнала AEN (Address Enable) управлението върху системната шина поема DMA-контролерът (осъществява се директен достъп до паметта), а при ниско- процесорът.

  • Тактов генератор: 82284. Генериране на системния такт. Логика за хардуерно начално установяване, генериране на сигнала Ready (чрез схемата процесорът получава информация дали периферията e готова за обработка на данните).

  • Контролери за прекъсванията: 8259. Управление на логиката за прекъсвания. За разлика от РС компютърът АТ има два контролера за прекъсванията и така се поддържат 16 канала. Сигналите за прекъсвания се из­ползват от хардуерните устройства за да се поиска от процесора изпълнение на някаква операция - устройството да получи или да предаде някаква информация, или да укаже че е приключило с подобна задача. При получаване на такъв сигнал процесорът прекъсва изпълнението на текущата програма, след което извършва съответните операции. След това изпълнението на програмата продължава точно от мястото, където тя е била прекъсната.

  • DMA-контролери: 8237. (DMA - директен достъп до паметта). Предаване на данни между периферните устройства и основната памет, без директното участие на микропроцесора. За разлика от РС, АТ има два контролера за директен достъп и така се поддържат 8 канала.

  • Таймер: 8254. Системен часовник, брояч и генериране на цикли за опресняване на паметта.

  • Интерфейс за клавиатура. Преобразуване на кода на контролера, намиращ се в клавиатурата.

  • Часовник за реално време (RTC – Real Time Clock): Motorоla 146818. Часовник за реално време с резервно батерийно захранване. Паметта RAM, включена към схемата, се използва и за съхраняване на данните за конфигурирането на системата.

Бла­годарение на бързото развитие на полупроводниковите технологии още при АТ системите с процесор 80286 започва процес на интеграция на някои от компонентите, които се обединяват в чипсети. Известни са чипсетите на производителите Chips and Technology, ETEQ, SiS, VLSI, Opti, Micronics, Eagle и др., като хардуерно тези чипсети може да се различават значително.

Например периферния контролер на SiS включва:

---------- -Два контролера за обработка на прекъсванията 8259

-Два DMA-контролера 8237



    • 74LS612 – регистър на страницата за DMA контролерите

    • Таймер/брояч 8254

    • Часовник/СМОS-RАМ

    • Различни интерфейси за съгласуване към периферната шина



3. Основни характеристики на компютърна система IBM/АТ с процесор 80386

  • Микропроцесор INTEL 80386 с тактова честота 16, 20, 25 или 33 MHz (дори 40 MHz).

  • 32-битова адресна шина

  • Максимално 16 или 32 MB динамична памет RAM

  • Кеш памет - обикновено е 32 или 64 KB, но може да достигне до 128 или 256 КВ.

  • 32-битов вход/изход (за процесори 386SX – 16-битов)

  • Цокъл за математически копроцесор 80387

  • 5 до 8 бр. 16-битови разширителни слота (АТ-слот) и 4 до 8 бр. 8-битови разширителни слота (РС-слот)

  • Часовник/календар, CMOS-RAM с резервно батерийно захранване за съхраняване на конфигурацията

  • Един сериен и един паралелен интерфейс

  • Едно 5,25” флопидисково устройство с капацитет 1,2 MByte

  • Едно 3,5” флопидисково устройство с капацитет 720 KByte или 1,44 MByte

  • Твърд диск с капацитет 30 до 160 MB

  • Графична карта EGA или VGA

  • Захранващо устройство с форм-фактор AT, Baby-AT или LPX.

4. Разширителни шини MCA и EISA.

След появяването на пазара на 32-битовите процесори, какъвто е и 80386, възниква необходимостта за създаване на мощен интерфейс за тези процесори, който да позволи изграждането на многопотребителски и многозадачни системи. Шината ISA не е подходяща за тази цел тъй като има 16-битова архитектура и ниска скорост на трансфер, както и поради липсата на механизъм за арбитриране на шината.

С новата фамилия компютри PS/2 през 1987 г. IBM въвежда и нова системна шина, наречена MicroChannel. Тя е със съвсем различна структура и не позволява използването на старите карти ISA. С MCA (Micro Channel Architecture) IBM иска да въведе нов стандарт и по този начин да заеме господстващо положение на пазара на PC, като принуди трети производители да заплащат съответни лицензни такси за МСА-РС, както и да елиминира високо конкурентния пазар на PC c шина ISA.

Всичко това води до основаването на консорциум, търсещ създаването на алтернативна 32-битова архитектура, която да не прекъсва използването на стандарта ISA. Първоначално консорциумът включва около 50 големи производители, като Hewlett-Packard, Compaq, Epson, Olivetti и NEC. Разработеният нов стандарт получава наименованието EISA (Extended Industry Standard Architecture). Системата EISA запазва съвместимостта с по-старите карти ISA, но наследява някои от недостатъците на ISA.



И МСА и EISA са относително бавни шини, също като ISA. В крайна сметка нито едната, нито другата шина успява да измести напълно шината ISA, но те оказват значително влияние върху новоразработената шина PCI, която заема господстващо положение през следващите десетина години.

Разширителна шина MCA.

  • 32-битова шина за данни

  • 32-битова адресна шина вместо 24-битова и оттук възможност за директно адресиране на 4 GByte вместо 16 MByte памет

  • 10 MHz тактова честота на шината, асинхронна спрямо CPU такта

  • 20 MByte/s максимална скорост за предаване на данни

  • Възможност за 16 управляващи шината устройства (Bus Master)

  • принципно различна от ISA, поради което липсва обратна съвместимост с 8-битовите и 16-битовите ISA карти

  • plug-and-play (самонастройваща се) още преди съществуването на официалната спецификация Plug and Play.

  • Автоматично конфигуриране чрез софтуер. МСА системите нямат джъмпери или DIP ключета - нито върху дънната платка, нито върху която и да е от разширителните карти. Настройката се извършва чрез специална Reference дискета, която се доставя с конкретната система, и Option дис­кети, които съпътстват всяка карта, инсталирана в системата. Reference дискетата съдържа специален BIOS и програма за настройване на системата, необходими на една МСА система - тя не може да се конфигурира без такава дискета.

  • Контролерът на прекъсванията се управлява само по ниво, възможни са 255 хардуерни прекъсвания

  • Променени слотове в сравнение с ISA. Изводите при слотовете MicroChannel ca c по-малки размери отколкото тези при слотовете ISA и EISA. Разстоянието между изводите е два пъти по-малко отколкото при системите ISA и е 1,27 mm между средите на два контакта. Освен това разширителните карти МСА са с по-голяма плътност, тъй като размерите на платките са около 40 % по-малки в сравнение с тези при другите системи.

Разширителна шина EISA.

  • 32-битова шина за данни.

  • 32-битова адресна шина вместо 24-битова адресна шина, което позволява адресирането до 4 GByte оперативна памет, вместо само до 16 MByte.

  • Автоматично конфигуриране чрез софтуер, а не чрез DIP-превключватели.

  • Възможност различни устройства да поемат управлението на шината (Bus Master). Съществена особеност при системите EISA e арбитрирането на шината. Не само намиращият се на дънната платка централен процесор или контролерът за DMA могат да поемат управлението на системната шина (Bus Master), a е възможно също процесор, намиращ се на разширителна карта, да поеме управлението на всички компоненти на PC, например оперативна памет и твърд диск.

  • 32-битов DMA-цикъл вместо 8- или 16-битов при системите ISA.

  • Директният достъп до паметта (DMA) при системите EISA e подобрен значително в сравнение с този при системите ISA. Скоростта на DMA-обмена при EISA е до 33 MByte/s вместо 1-4 MByte/s при системите ISA. Докато при ISA са допустими блокове данни с обем 64 или 128 KByte, при системите EISA обемът на блока данни може да обхваща цялата възможна оперативна памет (до 4 GByte). Вградени са 3 нови DMA-режима (А, В и С) и е запазен стандартният ISA-режим:

    • A. Съкратена фаза на обръщенията към паметта - 5 MByte/s

    • В. Съкратена фаза на обръщенията към паметта и на входно-изходните операции - 8 MByte/s

    • С. Режим Burst - 33 MByte/s

    • Стандартен ISA-съвместим режим - 4 MByte/s
      Режимите A и В могат да се използват без изменения с карти ISA, докато режимът Burst може да се използва само с карти EISA.

  • Докато на DMA каналите в системите ISA са присвоени твърди приоритети - канал 0 има най-високия, а канал 7 - най-ниския, при системите EISA това не е така. Тук приоритетите се присвояват по ротационен принцип, за да се избягнат ситуации, при които дадено устройство с висок приоритет, което често дава заявки за обработка на данни, не блокира останалите и не ги поставя за продължително време в състояние на изчакване.

  • Контролерът на прекъсванията се управлява по нива, а не по фронтове, както е при системите ISA.



  1. Блокова схема на IBM/АТ с процесор 80386/80486 и шина MCA.

За PC с микроканална архитектура са разработени различни набори чипове. Един от най-мощните и най-известните е CHIPS 280 на фирмата Chips & Technolgies, разработен за системите, съвместими с Model 80 на IBM. Той включва следните компоненти (фиг.2):

  • 82С321: CPU и MicroChannel контролер

Синхронизиращи сигнали за CPU (80386/80486), сигнали за DMA и MicroChannel, логика за опресняване на паметта и Match-Memory.

  • 82С322: Page/lnterleave- и EMS контролер

Контролер за работа с разширена памет, припокриване и разделяне на паметта на страници, функции за поддържане на скрита памет.

  • 82С223: Контролер за директен достъп до паметта (DMA)

8 канала за DMA, логика за централно арбитриране.

  • 82С325: Буфер за данни/контролер

Драйвер за сигналите за данни с POS-регистри, логика за проверка по четност за DRAM, програмируеми входно-изходни портове.

Както и при други PC на дънната платка се намират различни шини.

Към локалната (процесорната) шина са включени както обикновено процесорът, копроцесорът, паметта DRAM със съответния контролер, както и DMA контролерът.

фиг. 2 Блокова схема на дънна платка на IBM/АТ с процесор 80386 и шина MCA


Към шината за периферията са включени контролер за клавиатура 8742, периферен контролер 82С226, флопидисков контролер NEC765, многофункционален контролер 82С607, както и EPROM1 BIOS2.

Периферният контролер 82С226 е със структура, подобна на тази на 82С206, но съдържа и необходимите допълнения за Micro-channel. Допълнителният периферен контролер 82С607 съдържа и UART3, наред с генератор на такт за един сериен интерфейс, както и допълнителна логика за флопидисковия контролер NEC765.

Към шината MCA е свързан графичният контролер VGA.

Връзките между различните шини се реализират с буфери и тригери, които не са изцяло показани на фигурата. Допълнително намаляване на броя на схемите върху платките МСА се получава, ако за периферните контролери (82С226, NEC765...) се използват интегрални схеми с висока интеграция, които включват множество компоненти в един корпус.



5. Блокова схема на IBM/АТ с процесор 80386/80486 и шина EISA.

Първият набор чипове за системи EISA, който се разглежда и като стандартен за тези системи, е Intel 82350. Освен Intel се срещат малко други производители на чипсетове EISA (Opti, SiS), тъй като шината EISA не е толкова успешна, колкото се е очаквало.

Чипсетът на Intel включва следните елементи (фиг. 3):

82358 EBC (EISA Bus Controller - контролер на шината EISA): Основният чип в набора. Той реализира интерфейса между централния процесор и шината EISA и осъществява коректното съгласуване на сигналите на шината при работа с периферия ISA и EISA. Осъществява генериране на такт, генериране на сигналите на шината и на слотовете, управление на контролера за кеш-паметта, управление на буферирането на данни и адреси.

82357 ISP (Integrated System Peripheral - интегрирана системна периферия): Схемата за периферията предлага известните и при шината ISA функции на контролер на прекъсванията и на контролер за директен достъп до паметта, които обаче са разширени с особеностите за шината EISA, като подобрен обмен при директен достъп до паметта, управление на прекъсванията по ниво и арбитриране на шината. Освен DMA-контролер и контролер за обслужване на прекъсванията тази схема включва и логика за опресняване на паметта, логика за арбитриране, управление на NMI, таймер.

82352 EBB (EISA Bus Buffer - буфер на шината EISA): Обикновено се използват две схеми 82352 - по един драйвер за адресите и за данните.

Контролерът за динамичната и за кеш-паметта не принадлежи към набора чипове EISA и в конкретния случай е използвана схемата 82385.

Както и при MicroChannel, чрез EISA не се постига изместване на шината ISA - това се осъществява едва чрез шината PCI. Известно време се предлагат дънни платки, които наред със слотовете ISA разполагат и със слотове EISA и PCI, но при тях постигането на оптимална конфигурация обикновено е проблематично.

PC EISA се използват основно като мрежови сървъри.


фиг. 3 Блокова схема на дънна платка на IBM/АТ с процесор 80386/80486 и шина EISA

2. Intel 80386 е създаден през 1985 г. Той има всички положителни черти на 8088, 8086 и 80286, като ги изпреварва по своите характеристики: по-висока тактова честота и производителност, работа без ограниченията, свързани със сегментацията на паметта и др. Всички микрокодове (последователност от битове, възприемани като команда за реализация на някаква функция) на неговия предшественик Intel 80286 влизат в множеството на микрокомандите (инструкциите) на Intel 80386. Затова старото програмно осигуряване може да се използва с Intel 80386.

RAM памет:

Ram паметта е памет за четене и запис със свободен запис.Във нея се съхраняват данните и информацията по време на текущата работа. В съвременните цифрови и микропроцесотни ситеми RAM паметта се изгражда от полупроводникови интегрални схеми и в зависимост от конкретната реализация те биват:

-статични(SRAM), в която за запомнящ елемент се използват тригер SRAM - Static Random Access Memory: статична памет с произволен достъп за запис и четене. Това е полупроводникова памет, изградена с основна клетка памет - тригер. Използва се в свръхбързодействащи буферни памети - “Cache-памети, като част от ОП на КС;-динамична(DRAM)- при тях данните се съхраняват във вид на заряд в кондензаторите свързани с MOS транзистори.

-DRAM - Dynamic Random Access Memory: динамична памет с произволен достъп за запис/четене. Това също е полупроводникова памет. Тази памет е изградено с основна клетка памет - кондензатор, реализиран технологично като p-n преход или полупроводников MOS слой. Използва се в свръхбързодействащата Cache-памет на ЦП, а също така като основна част от неговата ОП;

-FPM DRAM( с бърза странична организация)-при този вид памет обръщането към запомнящия елемент се извършва по ред и колона.За тази цел се извършва мултиплексиране на адресите.Това е процес, при който двойно се намаляват адресните входове, но са необходими 2 стабилизиращу сигнали. SIMM модулите се намират във физични форми:

-30 pin(8 битови + опция за контрол по точност)

-32 pin(32 битови+4 бита за контрол по точност)

Тези 2 форми са с различен капацитет и спецификация



Кеш-памет (cache memory), често наричана за по-кратко само кеш, е спомагателна памет за ускоряване обмена на данни между различните нива в йерархията на паметта. Ускоряването се постига чрез поддържане на копия от избрани части от данните върху носител с бързо действие, близко до това на горното ниво на паметта. Може да постигне различни степени на ускорение в зависимост от вида на обменяните данни, от алгоритъма за избор на данните за копиране и от съвместимостта помежду им

.Бива различни видове в зависимост от положението си в йерархията:



процесорен кеш - ускорява обмена на данни между регистрите на централния процесор и оперативната памет

кеш от 1-во ниво - работи с тактовата честота на процесора, в процесорите с харвардска архитектура има отделни кеш-памети за команди и за данни, разположен е в една и съща интегрална схема (ИС) с процесора;



    • кеш от 2-ро ниво - работи на честота, по-ниска от честотата на процесора, най-често в съотношение 1:2 или 1:3, може да бъде в ИС на процесора или като външни модули;

    • кеш от 3-то ниво - допълнително ниво, когато е необходим по-голям обем на кеш-памет или за съвместна работа на няколко процесора в симетрична многопроцесорна обработка;

    • кеш от 4-то ниво - второ допълнително ниво за симетрична обработка, когато кешът от 3-то ниво на отделните процесори не позволява симетрична обработка или има ограничения за броя процесори в нея;

  • кеш на диска, често наричан дисков кеш - буферна памет в твърдите дискове, която освобождава централния процесор от нуждата да чака записа върху или прочитането на данни от диска;

  • кеш на контролера - памет в дисковия контролер (най-често в контролери за RAID-масиви), която допълнително буферира обмена при входно-изходна операция към няколко диска;

дисков буфер, също наричан дисков кеш - междинна памет при запис на данни върху магнитна лента

SIMM (SIMM - single in-line memory modules).

Малка платка със запоени на нея чипове памет. Използват се за работа с асинхронни памети.


SIMM модули(30 контакта)

Те са в състояние да прехвърлят 8 бита информация. За да може да прави 32-битова обработка, един 32-битов процесор ще се нуждае от 4 SIMM модула във всяка банка за памет,



Външни запомнящи устройства

Външните запомнящи устройства съхраняват данни записани върху феромагнитни повърхности. Към тях спадат дисковите запомнящи устройства. Те служат за съхранение на програмни продукти и файлове с данни, които се прехвърлят на порции във вътрешната RAM памет, когато се наложи да се използват.

Дисковете са тънки плочи с феромагнитно покритие, които приличат на грамофонни плочи, но са по-малки. Информацията в тях не се записва спираловидно, а върху множество концентрични окръжности, наречени пътечки или писти. Обменът на данните между тях и ОЗУ се извършва посредством магнитни четящо-записващи глави. Те са толкова на брой, колкото е броя повърхности на магнитните дискове в пакета.Твърдите дискови пакети имат повече от един диск с обща ос на въртене.Четящо-записващите глави са закрепени една под друга към каретка, образвайки нещо като гребен, който при работа едновременно ги придвижва възвратно-постъпателно между въртящите се дискове. Всяка писта е разделена на еднакъв брой сектори. Секторът съдържа порция данни, която се чете или записва на диска за една входно-изходна операция. Четящо-записващите глави се преместват на следващата писта само след като се запълнят всички писти с еднакъв радиус, на които те са позиционирани. Пистите с еднакъв радиус на един дисков пакет се наричат цилиндри. За да се осигури достъп до даден сектор е необходимо да се зададе номера на дисковата повърхност, номера на пътечката и номера на сектора. В рамките на една пътечка се записват един и същ брой битове независимо от нейното разположение, така че гъстотата на битовете се увеличава в посока от външните към вътрешните пътечки.

Освен централните устройства, които обработват информацията и управляват работата на компютърната система са необходими редица допълнителни устройства изпълняващи важни логически функции - въвеждане и извеждане на информацията, дългосрочно съхраняване на информацията, връзка с други информационни системи. Тези устройства се свързват към ядрото на компютърната система посредством специални съединители (конектори) и обикновено са извън основния модул. Поради тази причина, те са получили общото наименование периферни устройства



Видеосистемa.CRTмонитори.

Основния компонент на CRT мониторите е електронно-лъчевата тръба (ЕЛТ) или още наричаната катодно-лъчева тръба. От нея идва както името на тези монитори, така и големият им размер.ЕЛТ служи за преобразуване на електрическия сигнал във видима светлина. За целта нагревателят нагрява катода и от него започват да се отделят електрони, които се ускоряват и фокусират от Анод1 и Анод2. Самото фокусиране се осъществява като се регулира напрежението на първия анод. Така се получава нашият електронен лъч. Следва промяна на неговата посока или от вертикални и хоризонтални пластини (както е на фигурата) или с помощта на магнитно поле. При използването на пластини вертикално отклоняващите определят на кой ред от екрана ще попадне лъчът, а хоризонтално отклоняващите - на коя колона. Ако се използва магнитно поле имаме два случая - с магнитна бобина или с постоянен магнит. Магнитната бобина променя посоката на лъча чрез промяна на своето напрежение, а постоянния магнит го прави чрез промяна на положението си. Използването на магнитно поле позволява отклоняване на лъча на по-голям ъгъл (до 110 - 120 градуса), а това от своя страна довежда до направата на по-къси тръби, заемащи по-малко място.



Вече си имаме ускорен, фокусиран и преместен електронен лъч. Щом говорим за цветен монитор значи имаме три лъча - за трите основни цвята (RGB - Red, Green, Blue - Червен, Зелен, Син). Сега вече дойде време тези три лъча да "ударят" вътрешната част на екрана. Но как се получават светлината и цветовете, които виждаме ние? С тази задача се заема луминофорът. При сблъсъка с електроните, с които го "бомбандираме", той се засветява. Този сблъсък обаче довежда до допълнително избиване на вторични електрони, които са не само ненужни, но и пречат. Те наелектризират екрана отрицателно и той почва да отблъсква идващите електрони. За да не се случи това тук се намесва графитът, с който е покрита вътрешността на тръбата. Графитът се свързва електрически с втория анод и служи както за отвеждане на вторичните електрони, така и за изолация от външни смущения.

Всеки от трите електронни лъча "удря" по един субпиксел от един пиксел на екрана. Цветът на определен пиксел зависи от силата, с която светят отделните му субпиксели.

За да се получи едно изображение трите лъча обхождат всички пиксели от екрана ред по ред. На картинката отдясно можете да видите техния път. Този начин за изобразяване се нарича растерен (Raster Scan). Когато електронните лъчи се движат по синята линия те предизвикват засветяването на пикселите, а когато се връщат по цикламената линия тяхната сила е рязко намалена и те не засветяват никакви пиксели. Този процес на обхождане на целия екран (отгоре до доло ред по ред) се извършва много бързо и незабележимо за човешкото око - зависимост от честотата на монитора (60Hz(херца) - 60 пъти (целия екран) в секунда, 75Hz - 75 пъти в секунда и т.н.). Честотата или "refresh rate" зависи пряко от резолюцията на монитора. При по-висока резолюция поддържаната честота намалява. Максималната поддържана резолюция на един CRT монитор се определя от физическия брой на пикселите които съдържа (например ако максималната му резолюция е 1280(хоризонтал)х1024(вертикал), то той съдържа 1280х1024=1 310 720 пиксела). Когато закупувате CRT монитор трябва да проверите какви честоти на какви резолюции поддържа той. За безпроблемна работа (без трептене) е нужно 15 инчов монитор да работи на резолюция 800х600 и честота 85Hz едновременно, 17 инчов на 1024х768 и 85Hz, а 19 инчов на 1280х1024 и 85Hz. Не е фатално да работите на честота 75Hz, но е по-неприятно и дразнещо. Друга характеристика, която можете да срещнете е междуточково разстояние (dot pitch). Това е най-малкото разстояние между два субпиксела с еднакъв цвят. Измерва се в милиметри. Колкото е по-малко - толкова по-ясно и отчетливо изображение се получава .

Видеоконтролери

Видеоконтролерите управляват видеомониторите като определят системата за изобразяване на информацията. Последната има особено значение при съвременните операционни системи и програмни продукти с графичен потребителски интерфейс. Преди извеждане на екрана информацията се зарежда в специална видеопамет. Съдържанието на видеопаметта се прочита от видеоконтролера. Данните се преобразуват във видеосигнал, смесен със синхронизиращи и управляващи сигнали. Видеосигналът се подава към монитора и управлява електронните лъчи, които изписват образа на екрана. На видеоплатката е поместен т.н. графичен процесор. Колкото е по-модерна една видеоплатка, толкова повече функции може да реализира тя.

С развитието на персоналните компютри и програмното осигуряване са разработени няколко стандарта за видеоконтролери: CGA (Color Grafics Adapter), VGA (Video Grafics Adapter), EGA (Enhanced Grafics Adapter), SVGA (Super VGA), XGA (Extended Grafics Array)

Най важните характеристики на видеоконтролерите са:



  • разрешаваща способност;

  • брой едновременно изобразявани цветове;

  • скорост на опресняване на данните върху екрана;

  • скорост на изчертаване на графични изображения;

  • наличието на видеопамет;

  • графичните ускорители и копроцесори.

Разрешаващата способност се измерва в брой пиксели (pixcel – picture element). Пикселът е най-малкият пространствен елемент от изображението на екрана. VGA и следващи-стандарти SVGA и ХGА поддържат квадратни пиксели, което дава възможност за неизкривено представяне на изображението. Разрешаващата способност се представя с две числа - брой пиксели в един ред (хоризонтална разрешаваща способност) и брой пиксели в една колона (вертикална разрешаваща способност).

Броят на едновременно изобразяваните цветове се нарича още дълбочина на цветовете. Измерва се с броя двоични разряди (битове), с които е кодиран цвета. Използват се цветови стандарти с 16 цвята (четирибитов цвят), 64 цвята (6-битов цвят). 256 цвята (8-битов цвят), 16 777 216 цвята (24-битсв цвят). За да се осигури по-добро представяне на цветовете при по-малък брой едновременно изобразявани цветове видеоконтролерите могат да използват т.н. цветова палитра, която има много по-голям брой различни цветове (например 65536 или по-разпространения вариант 16777216 цвята). На всеки номер на цвят може да бъде съпоставен определен цвят от цветовата палитра.

Показателите разделителна способност и брой цветов са различни за различните стандарти на цветни графични видеорежими.

Скоростта на опресняване на екрана влияе върху качеството на изображението - извеждане на нетрепкаща картина. Колкото е по-висока тази скорост, толкова изображението е по-стабилно. Видеоконтролерите поддържат скорост от 50 до 75-100 херца в секунда.

Скоростта на изчертаване на графични изображения е от съществено значение при съвременните графични видеореожими на работа и графичен софтуер. Измерва се в брой изобразени пиксели за една секунда. За съвременните видеоконтролери варира от 1 до 5 милиона пиксела в секунда. Друга единица за измерване на показателя е времето за обновяване на пълен екран. Най-срещаните значения са от половин до две секунди.

Важна характеристика за видеоконтролерите е наличието на видеопамет. Видеопаметта се монтира върху картата на видеоконтролера и се използва за запомняне на картината, която в момента е на екрана. Тя съдържа информация за всеки пиксел от екрана. Необходимите обеми на видеопаметта варират в зависимост от изобразявания брой цветове при определена разрешаваща способност и могат да бъдат в границите от 0.5 МВ до 4 МВ. Видеконтролерите осигуряват възможност за разширяване на видеопаметта при необходимост.

Друг важен компонент на видеоплатката са графичните ускорители и копроцесори. Те се използват за се намали потокът от данни, обработван от процесора. Графичните ускорители (акселератори) изпълняват често повтарящи се операции в средите с графичен интерфейс. Управлението им се извършва от централния процесор, като се използват техните микрокоманди. Графичните копроцесори освен функциите на графичните ускорители могат да изпълняват и други задачи (ако са съответно програмирани). В съвременните видеокснтролери се използват два вида графични ускорители: двумерни (2D) и тримерни (3D).

Новите 3D ускорители дават възможност за бързо и рeалистично изобразяване на тримерни обекти в двумерното пространство на екрана. Ускорителят подпомага процесора при извършване на т.н. рендиране (процес на изчисляване на повърхнините на тримерни обекти и представянето им в двумерен вид), изчисляване на ефекти от осветяване, ъгъл на наблюдение, перспектива, атмосфера и други фактори.

Графичните 3D процесори изчисляват математически описаните форми на изображението, като ги преобразуват в точки от екрана. Тъй като всички програми за обемно моделиране и анимация представят фигурите като взаимосвързани триъгълници и други многоъгълници, са необходими някои предварителни изчисления, за да се пристъпи към рендиране. За целта някои 3D графични процесори изгюлзват специален предпроцесор за обработка на триъгълници, (реометричен процесор), който освобождава компютърния процесор от извършването на тези изчисления. С това се увеличава общата производителност на системата. През 1997 год. Intel въведе специален ускорен графичен порт AGP за Pentium II, който осигурява значителни предимства на обработките на 3D изображения. Поради високата цена на графичните ускорителм и копроцесори е целесъобразно тяхното използване само за мултимедийни системи, технически системи за автоматзирано проектиране и други професионални графични среди
При избор на видеоконтролер за стандартни системии целесъобразно да се изисква такъв с разрешаваща способност не по-малко от 1024/768 пиксела, видеопамет 0.5 или 1 МВ с възможност за разширяване поне до 2 МВ и честота на опресняване не по-малко от 60 херца.

Адаптер EGA започва да се произвежда през 1984 година и е имал видеопамет 64, 128 или 256 кВ. Можел е да изобразява информацията в графичен формат с 16 цвята. (в зависимост от количеството видеопамет). В текстов режим той осигурява 80х25 или 80х50 символа разрешаваща способност

Матрични принтери

Матричният принтер е ударен. При този принтер ударният механизъм се състои от подобни на иглички чукчета, които удрят лентата към хартията. Този принтер е евтин и малко шумен. Основната му характеристика е броят на иглите в печатащата глава. Обикновено са 9- или 24- иглени. Те са разположени в успоредни, шахматно разположени редове. По-големият брой игли повишава качеството на печата. Главата се движи хоризонтално по листа, за да бъде отпечатан даден ред и всяка игла се активира, когато е необходимо да се формира даден символ, Ударът е изчислен много прецизно, за да попадне на определена позиция в матрицата. Иглите се задействат в движение, тъй като печатащата глава не спира, докато не достигне до края на реда. Някои матрични принтери печатат и в двете посоки, за да постигнат по-голяма скорост. Скоростта на печат се определя от броя символи, които печата принтерът за една секунда.

Матричните принтери се делят на 2 групи :

Серийни – в тях печатащата глава съдържа игли подредени във вертикала

(колонка) и съответно електромагнитен механизъм за изстрелването им. Броя на

иглите може да бъде: 9 игли в една колона, 18 игли в две колони или 24 игли в

две колони.

Линейни – за разлика от предния модел, ползват чукчета вместо игли, които са подредени в хоризонтален ред. По този начин оформят печатащ модул. Постоянен магнит държи пружината на чукчето в напрегнато състояние. При подаване на импулс от драйвера, през бобината протича електрически ток и създава електромагнитно поле противоположно на това от постоянния магнит. При това взаимодействие на двете полета пружината се освобождава и изстрелва чукчето напред към мастилената лента и хартията.


Категоризиране на мрежите според метода на администриране

От гледна точка на администрирането, една мрежа може да бъде организирана по един от следните два начина:



  • Като равноправна мрежа (peer-to-peer network);

  • Като мрежа клиент-сървър (server based network).

Равноправна мрежа

При тези мрежи всички компютри са равнопоставени. Всеки компютър работи и като клиент и като сървър. Няма администратор за цялата мрежа. Потребителите сами администрират собствения си компютър. Обикновено при равноправната мрежа компютрите не са повече от 10.

Равноправната мрежа е сравнително проста. Тя няма нужда от мощен централен сървър и допълнителни компоненти, затова е сравнително евтина. При равноправната мрежа не е необходимо мрежовияt софтуер да има висока производителност и ниво на защита.

Равноправни мрежи са подходящи когато:



  • Потребителите се намират на едно и също място;

  • Защитата не е задължителна;

  • Фирмата и мрежата няма да се разрастват много в близко бъдеще.

В равноправна среда всеки компютър трябва да:

  • Използва голям процент от своите ресурси за поддръжка на локалния потребител;

  • Използва допълнителни ресурси за обслужване на останалите потребители от мрежата.

Системата за сигурност се състои в задаване на парола за всеки ресурс (поделена директория или устройство). Тъй като всички потребители на равноправната мрежа сами настройват своята система за сигурност, централизираният контрол е много труден. Това оказва влияние върху сигурността на мрежата.

При равноправната мрежа всеки компютър работи и като клиент и като сървър, затова потребителите трябва да бъдат квалифицирани, за да могат да работят и като администратори и като обикновени потребители.



Мрежа клиент-сървър

В този тип мрежа има един главен компютър, наричан сървър, който обслужва мрежата. Той съхранява информация и ресурси и ги прави достъпни за останалите компютри в мрежата. Останалите компютри, включени в мрежата, са клиенти. Инсталирането на сървър позволява да се премине към централизирано управление на всички компютри в мрежата. Той позволява на останалите потребители да влизат в мрежата чрез уникално име на потребител и парола. Сигурността на системата е значително по-добра от тази при равноправните мрежи. За да влезе в мрежата всеки потребител трябва да има потребителско име и парола, създадени на сървъра. Мрежовият администратор може да даде различни права за достъп до даден ресурс на различните потребители

Архивирането на данните, намиращи се в сървъра се осъществява и контролира по-лесно. За по-висока надеждност на данните съхранявани на сървъра, те трябва да се дублират.
Последователност на действията при оказване на първа помощ при токов удар. Операциите по оказване на първа долекарска помощ се извършват в следната последователност:

а/ по най-бързия начин пострадалият се освобождава от напрежението:



  • до 1000 V, това става чрез сухи, не проводими предмети, а над 1000 V – с боти, ръкавици, щанги за съответното напрежение.

  • ако пострадалия се намира на височина, да се осигури падането

  • за добра видимост се предвижда допълнителни източници на светлина, които да работят при изключване на общото захранване.

б/ дрехите се разкопчават, осигурява се достъп на чист въздух, към носа се поднася памук, напоен с амоняк, лицето се намокря с вода, прави се проверка на дишането и пулса на пострадалия.

в/ ако пострадалият е в безсъзнание и дишането и пулсът му са много слаби, се правят следните действия: освобождават се дрехите, разтваря се устата, почиства се устната кухина, осигурява се проходимост на дихателните пътища, прави се изкуствено дишане, прави се индиректен масаж на сърцето, поставят се студени компреси на очите.

г/ при изгаряния от ел.ток – прави се суха стерилна превръзка и се вика Бърза помощ.

д/ първа помощ при електроофталмия/ възпаление на ретината и роговицата на очите / - поставят се студени компреси и се търси лекарска помощ.





1 EPROM - Една от вариациите на програмируемата ROM памет, популярна в миналото, при която паметта може да се изтрива чрез ултравиолетова светлина през специално кварцово прозорче

2 BIOS – Basic Input Output System- базова входно-изходна система. BIOS-ът описва всички драйвери в една система, които работят заедно и оформят същинската връзка между хардуера и софтуера в тази система. Съхранява се в чип, наречен ROM BIOS.

3 UART - Universal Asynchronous Receiver/Transmitter (Универсален асинхронен приемник/предавател) – тази схема управлява процеса на превръщане на паралелните данни в сериен (последователен) формат и обратно.


Каталог: Information -> KTT
KTT -> Тема Компютърна система ibm pc/xt i8086 Процесорите 8086
KTT -> Изпитна тема №16: Компютърна система с най-новия към момента процесор на intel архитектура
KTT -> Технически характеристики на процесорите amd к10 Модели на процесорите amd к10
KTT -> Тема компютърна система ibm pc/xt i8088 Процесорите 8086 и 8088
KTT -> Тема 10 компютърна система /вариант 1 / с процесор pentium4
KTT -> В продължение на 17 години (от 1986 до 2003 г.) наборът от инструкции на x86-съвместимите
KTT -> T ема 11. Компютърна система /вариант2/ с процесор pentium 4 Компютърна система с процесор Pentium 4 i845 Процесори Intel Pentium 4
KTT -> Компютърна система ibm/at 80286.. Процесор Intel 80286 1 Основни характеристики
KTT -> Изпитна тема №6: Компютърна система с процесор Pentium 2 Характеристики на процесора Pentium


Поделитесь с Вашими друзьями:




База данных защищена авторским правом ©obuch.info 2020
отнасят до администрацията

    Начална страница