Тем компютърна система с процесор pentium pro и mmx процесор Pentium ммх



Дата03.07.2017
Размер260.1 Kb.
#24903
ТЕМА7.Компютърна система с процесор PENTIUM Pro и MMX

Процесор Pentium ММХ

Pentium MMX е изграден различно от очакванията не върху PentiumPro, а върху стандартния процесор Pentium и има много общи неща с Pentium процесорите от второ поколение, включително суперскаларната архитектура, поддръжката на многопроцесорност, вграден локален APIC контролер1 и енергоспестяващи функции. Новите характеристики включват конвейерно ММХ устройство, по 16KB кеш за код и за данни (по 8KB в по-ранните Pentium-и) и 4,5 милиона транзистора.

MMX означава Multi Media Extention (разширение за мултимедия) и има 57 нови инструкции, които са вградени специално за програми, обработващи изображения, и за поддръжка на видео, графика и звук - т. е. за мултимедийни приложения. При това инструкциите не се преобразуват в RISC-операции както при PentiumPro, a са вградени директно в чипа (Native Code). Програмите трябва да са написани специално за тези нови инструкции. Друга особеност на ММХ е използването на процес, който Intel наричат една инструкция, множество данни (single instruction multiple data - SIMD). Това позволява една инструкция да изпълни същите функции върху множество данни. Причината за въвеждането на SIMD е, че голям брой от мултимедийните и комуникационни приложения използват циклично повтарящи се инструкции, отнемащи много време за изпълнение.

При Pentium MMX няма интегрирана вторична кеш-памет (L2-Cache). Тя се поставя външно на дънната платка и работи на честотата на системната шина 66 MHz, което е сериозен недостатък, тъй като процесорът работи с доста по-висока умножена честота (2.5х до 4х). Този проблем е решен в следващото поколение процесори чрез вграждане на L2 кеша в CPU.

От PentiumPro за ММХ-процесорите е взет подобреният модул за предсказване на разклоненията Branch Prediction Unit (BPU). Първият процесор е с тактова честота 166 MHz и по производителност отговаря на стандартен Pentium, работещ с тактова честота 200 MHz, което се дължи на първо място на увеличената кеш-памет (L1- Cache).

Новост на ММХ в сравнение със стандартния процесор Pentium e захранването, което сега не е типичното 3,3V, a се дели на напрежение за ядрото на процесора (2,8 V) и напрежение за изходните драйвери (I/O, 3,3 V).

1.2 Характеристики на процесора Pentium MMX


  • тактови честоти – при честота на системната шина 66MHz – 166 (2.5х), 200 (3х), 233 (3.5х) и 266 MHz (4х);

  • технологичен процес 0,35-микронен CMOS процес, а за мобилните 233MHz и 266MHz процесори - 0,25-микронен процес;

  • 4,5 милиона транзистора;

  • захранващо напрежение - 2,8 V, а за мобилните – 1.8 V;

  • цокъл Socket 7 с VRM модул

  • увеличена вътрешна кеш-памет (L1-Cache) – по 16KB кеш за инструкции и за данни;

  • липсва интегрирана L2 кеш памет (поставя се външно на дънната платка и работи на честотата на системната шина 66 MHz);

  • конвейерно ММХ устройство с 57 нови инструкции, проектирани специално за мултимедийни приложения;

  • подобрен модул за предсказване на разклоненията BPU;

  1. Цокли за процесори Pentium MMX

Както за стандартните Pentium, така и за ММХ-процесорите се използва един и същи цокъл (Socket 7) и външно разликата между стандартен и ММХ-процесор може да се определи само по надписа ММХ.

За да използва Pentium MMX, дънната платка трябва да е в състояние да осигури по-ниското (2,8V или по-малко) напрежение, което се изисква от тези процесори. За да предостави по-универсално решение за дънни платки, които да поддържат такива напрежения, Intel разработиха спецификацията Socket 7 с VRM модул (Voltage regulator module – модул за регулиране на напрежението). VRM модулът се поставя в цокъл, който е разположен близо до процесора, и осигурява правилното напрежение. Тъй като модулът е лесно заменим, то и конфигурирането на една дънна платка да поддържа което и да е от напреженията, изисквани от по-новите Pentium процесори, също е лесно.



  1. Компютърна система с процесор Intel Pentium MMX, Socket 7

Компютърните системи с процесор Intel Pentium използват архитектура „северен-южен мост”, в която участва новата локална шина PCI. При тази архитектура системата от шини, свързващи различните компоненти, се разделя на три слоя. В най-горния слой се намира най-бързата шина – процесорната (FSB – предна шина), в средния слой – PCI и в най-долния – бавната ISA шина.

На фиг. 1 е показана блок схема на компютърна система с процесор Intel Pentium MMX. Към северния мост са свързани процесора, основната памет и кеш паметта от второ ниво. Системата работи с бързата за времето си EDO памет, изпълнена като SIMM модули. Вторичната кеш памет L2 не е вградена в процесора, а е поставена външно на дънната платка и работи на честотата на системната шина 66 MHz. Графичната карта се поставя в PCI слот и работи със скоростта на PCI шината. Това е недостатък, причиняващ тясно място в системата, макар че е крачка напред в сравнение със системите с ISA, EISA и MCA архитектура. В следващите поколения компютърни системи проблемът с производителността на видеосистемата е решен чрез създаването на AGP порта, а по-късно – на шината PCI-express.

Северният мост се свързва с южния мост чрез 32-битовата шина PCI 33 MHz, осигуряваща пропускателна способност 133 MB/s.

фиг. 1 Блок-схема на компютърна система с процесор Pentium MMX


Южният мост съдържа двата контролера за DMA, контролерите за прекъсванията, таймер-брояча, енергоспестяващите функции и двуканален IDE интерфейс. Към южния мост са свързани високоскоростни твърди дискове и оптични устройства (CD-ROM), до две на всеки IDE канал – общо 4. Към южния мост е свързана и новосъздадената USB шина. За съжаление, по онова време липсват каквито и да било USB устройства, които да могат да се включат към USB порта, а и не съществуват операционни системи или драйвери, които да поддържат USB шината.

Южният мост се свързва чрез ISA шина към входно-изходния контролер (супер I/O чипа). Той съдържа всички стандартни портове за периферия, които са вградени в дънната платка. Осигурява директна комуникация между южния мост и устройствата, свързани към PS/2 портовете (клавиатура и мишка), паралелния и серийния порт, наличните флопидискови устройства и Flash ROM BIOS. При компютърните системи от това поколение CMOS-RAM е вграден в Super I/O чипа, а в следващите поколения – в южния мост.




  1. Процесорът Intel Pentium Pro

Общо представяне на процесорите от шесто поколение

Р6 (686) процесорите представляват ново поколение с възможности, които липсват в предишното поколение чипове. Процесорната фамилия Р6 започна с появата на Pentium Pro през ноември 1995 година. От тогава насам Intel пуснаха на пазара най-различни Р6 чипове, като всички те използват като основа Р6 ядрото на Pentium Pro.

Основните нововъведения при процесорите от шесто поколение са:


  • динамично изпълнение (Dynamic Execution)

  • архитектура с две независими шини (Dual Independent Bus - DIB)

  • значително подобрена суперскаларна архитектура.

Динамичното изпълнение позволява на процесора да изпълнява паралелно повече инструкции, така че задачите се приключват по-бързо. Технологичното нововъведение се състои от три главни елемента:

  • Предсказване на множествени преходи. Предсказва хода на изпълнение на програмата по няколко различни пътища

  • Анализ на потока от данни. Планира изпълнението на инструкциите да става в ред, който е независим от тяхната подредба в оригиналната програма

  • Спекулативно изпълнение. Увеличава бързината на изпълнение, като гледа напред спрямо програмния брояч и изпълнява инструкции, които е най-вероятно да потрябват малко по-нататък в програмата

По същество динамичното изпълнение премахва ограниченията и зависимостта от линейната последователност на инструкциите. Чрез осъществяване на неподредено изпълнение на инструкции то успява да поддържа устройствата за изпълнение натоварени, вместо да ги кара да чакат за данни от паметта. Въпреки че инструкциите могат да бъдат предвиждани и да се изпълняват неподредено, резултатите се изпращат в оригиналния ред, така че да не нарушават или променят хода на програмата. Това позволява на Р6 да изпълнява съществуващия за архитектурата на Intel софтуер точно както Р5 (Pentium) и по-ранните процесори, само че много по-бързо!

Архитектура с две независими шини означава, че процесорът има две шини за данни: едната за системата (дънната платка), а другата само за кеша. Това позволява на кеш паметта да работи със скорост, която преди това не е била възможна.

Предишното (пето) поколение процесори имат само една процесорна шина, свързана с дънната платка, като всички данни, включително тези от кеша, трябва да се предават по нея. Основният проблем при тази конструкция е, че кеш паметта е ограничена да работи със скоростта на шината на дънната платка, която е 66MHz, 100MHz или 133MHz. Решението е да се вгради в процесора така наречената задна (back-side) шина, иначе известна като специализирана кешова шина. При това положение L2 кешът се свързва към тази шина и може да работи на каквато и да е тактова честота. Първата реализация на тази архитектура е в Pentium Pro, където L2 кешът е поставен в самия корпус на процесора и работи на пълната тактова честота на ядрото на чипа. По-късно това се оказва твърде скъпо за производство, така че L2 кешът е изнесен извън корпуса на процесора и е поставен в касетьчен модул, който познаваме като Pentium II/III.

С внедряването на DIB архитектурата в Р6 процесорите, кешът е съгласуван с честотата на процесора. Колкото по-бързо работи процесорът спрямо честотата на дънната платка, толкова е по-бърз и кешът.

Накрая, Р6 архитектурата подобрява суперскаларната архитектура на Р5 процесорите, като добавя още устройства за изпълнение и разбива инструкциите на специални микрооперации. Точно тук CISC2 инструкциите се разбиват на повече на брой RISC3 команди. RISC командите са по-малки и по-лесни за ефективното им паралелно изпълнение. С този дизайн Intel внедриха предимствата на RISC процесорите в света на CISC машините. Забележете, че Р5 притежава само две устройства за изпълнение на инструкции, докато при Р6 процесорите те са поне 6. За Р6 процесорите се казва, че имат трипътна суперскаларна архитектура, защото като цяло могат да изпълняват по три инструкции на такт.

В архитектурата на Р6 са включени и други подобрения на ефективността: вградена поддръжка на многопроцесорни конфигурации, разширени схеми за откриване и коригиране на грешки, както и оптимизация за 32-битов софтуер.

Сравнени с един Pentium на същата тактова честота, Р6 процесорите са по-бързи - стига да се изпълнява 32-битов софтуер. Динамичното изпълнение в Р6 е оптимизирано за по-добра производителност главно при изпълнение на 32-битов софтуер. Ако се използва 16-битов софтуер, каквито са Windows 95 и Windows 98 (които все още частично работят в 16-битово обкръжение), а също и старите приложения, Р6 не се откроява с кой знае колко по-добра производителност спрямо Pentium и Pentium ММХ процесорите, работещи на същата тактова честота. Това е така, защото не се експлоатират пълните възможности на динамичното изпълнение. Ето защо Windows NT/2000/XP често се препоръчват като най-подходящите операционни системи за Pentium Pro/II/lII/Celeron процесорите.



Характеристики на процесорите Pentium Pro

Pentium Pro е първият чип от микропроцесорната фамилия от шесто поколение. Процесорът е представен през ноември 1995 година, но масово се появява едва през 1996 година. Подобно на предишното поколение процесори (Pentium), Pentium Pro използва умножаване на тактовата честота на дънната платка. Таблица 1 показва работните честоти на моделите на Pentium Pro спрямо тактовата честота на дъното.

Табл. 1 Работни честоти на моделите на Pentium Pro

Процесор/честота (в MHz)

Множител на тактовата честота

Скорост на дънната платка (в MHz)

Pentium Pro 150

2.5х

60

Pentium Pro 166

2.5х

66

Pentium Pro 180



60

Pentium Pro 200



66

Корпусът на чипа има 387 извода и се инсталира в Socket 8 (фиг. 3), така че процесорът не е съвместим по изводи с по-ранните Pentium-и. Този чип е уникален по рода си, защото физическата му форма е конструирана като многочипов модул (multichip module - МСМ), който Intel наричат Dual Cavity PGA. Вътре в корпуса на чипа са разположени два отделни кристала. Единият представлява самият Pentium Pro процесор, а другият съдържа L2 кеш 256KB, 512KB или 1MB. Кристалът на процесора съдържа 5,5 милиона транзистора, а един кристал на кеш с размер 512KB съдържа 31 милиона транзистора, което сумарно прави близо 68 милиона транзистора в един Pentium Pro процесор с 1MB вътрешен кеш! Такъв процесор се състои от общо три кристала - един за самия процесор и два кристала с по 512KB кеш.

фиг. 3 Цокъл Socket 8 за процесори Pentium Pro

Кристалът на процесора включва общо 16KB L1 кеш, разделен на 8KB двупосочен асоциативен кеш за инструкции и 8KB четирипосочен асоциативен кеш за данни. Друга особеност на процесорите от шесто поколение, която е налична и в Pentium Pro, е DIB архитектурата, която премахва ограниченията в пропускателната способност на паметта. DIB архитектурата е изградена от две шини: едната, наречена „задна”, е посветена изцяло на L2 кеша (който е разположен вътре в корпуса на процесора), а другата, наречена „предна”, свързва процесора със системната шина и основната памет. Скоростта на шината на L2 кеша е равна на пълната честота на ядрото на процесора. Това се постига чрез вграждането на L2 кеша вътре в процесора и премахването му от дънната платка. На практика DIB архитектурата предлага три пъти по-висока пропускателна способност спрямо единичната шина на Socket 7 процесорите, какъвто е Pentium. Тъй като L2 кешът е преместен в процесора, дънните платки поевтиняват, защото няма нужда от отделна кеш памет.

Една от характеристиките на вградения L2 кеш е общото подобрение на производителността при многопроцесорен режим на работа. Освен симетричната многопроцесорност (SMP), поддържана от Pentium, процесорът Pentium Pro поддържа и нов тип многопроцесорна конфигурация, наречена Multiprocessor Specification (MPS 1.1). Pentium Pro c MPS позволява изграждането на конфигурации, при които едновременно работят до 4 процесора. За разлика от други многопроцесорни конфигурации, Pentium Pro избягва проблеми при съгласуването на кеша, защото всеки чип поддържа отделна L1 и L2 кеш памет вътрешно.

Друго подобрение е разширяването на адресната шина от 32 на 36 бита, чрез което паметта, която може да се адресира, нараства от 4 GB на 64 GB. Наборът от инструкции в сравнение с Pentium обаче е нараснал само с една-единствена инструкция, така че за Р6 не са необходими нови версии на програмите.

Дънните платки за Pentium Pro са изключително с PCI и ISA шини, a Intel произвеждат свои собствени чипсети за тези дънни платки. Първият чипсет беше 450KX/GX (с кодово име Orion), след което се появява и 440LX (Natoma). Поради големите изисквания за охлаждане и пространство, Intel разработват нов форм-фактор за дънните платки, наречен АТХ, който по-добре да поддържа Pentium Pro и бъдещите процесори Pentium ІІ/Ш/4. Въпреки това Pentium Pro може да се срещне и на дънни платки с други форм-фактори - АТХ не е задължителен.

Pentium Pro разполага с четири VID извода. Те могат да се използват за поддръжка на автоматично избиране на захранващото напрежение. Ето защо дъната за Pentium Pro не разполагат с джъмпери за регулиране на напрежението, както е при повечето Pentium дъна, а това значително опростява настройката на една Pentium Pro система. По тези изводи не се предават истински сигнали. В действителност всеки от тези изводи или е затворен (свързан е към маса), или е оставен отворен (т.е. вътре в корпуса не е свързан към нищо). Последователността от затворени и отворени състояния определя изискваното от процесора напрежение.

Повечето Pentium Pro процесори работят на 3,3V, но някои от тях работят и на 3,1V.

Таблица 2 показва обобщено спецификациите на процесора Pentium Pro.

Табл. 2 Спецификации на процесора Pentium Pro.

В производство от

ноември 1995 г.

Максимални работни честоти (MHz)

150, 166, 180, 200

Множител на тактовата честота на процесора

2.5х, 3х

Вътрешни регистри

32-битови

Външна шина за данни

64-битова

Адресна шина

36-битова

Максимално адресируема памет

64 GB

Размер на интегрирания L1 кеш

8 KB за код, 8 KB за данни (общо 16 KB)

Интегрирана шина на L2 кеша

64-битова, работеща на пълната честота на ядрото

Цокъл

Socket 8

Физически корпус

387-изводен Dual Cavity PGA

Математически копроцесор

вграден

Управление на енергията

SMM

Работно напрежение

3.1V или 3.3 V

Pentium Pro никога не става популярен процесор за настолни системи, но намира своето място във файлови сървъри, главно заради големия си обем L2 кеш, работещ на тактовата честота на ядрото.



5.Компютърна система с процесор Intel Pentium Pro, Socket 8

Първият чипсет за PentiumPro е моделът 450КХ4, който е известен с неофициалното си название Orion. Той се състои общо от осем чипа - контролерите 82452КХ, 82453КХ и 82454КХ, южен мост PCI/ISA-Bridge PIIX (82371), който се използва и от чипсетовете за Pentium, и четири компонента Data Path Unit от типа 82451KX. Orion e по-добре пригоден за мултипроцесорни системи, например за използване в сървъри, но предлаганата производителност за настолни системи е разочароваща.

Затова INTEL представя след късо време чипсетът 440FX (Natoma), чиято производителност е достатъчно добра и в настолните системи.

Северният мост (наречен Host to PCI Bridge – мост „процесорна шина към PCI шина”) на чипсета Natoma ce състои от следните елементи:



  • PMC - Контролер за PCI и памет (PCI and Memory Controller) - отговаря за трансфера на данни по PCI-шината и за управлението на ускорителя на шината за данни (Data Bus Accelerator - DBX). Поддържа до 1 GByte DRAM от типа Fast Page Mode (FPM), Extended Data Out (EDO) и Burst EDO (BEDO), които могат да бъдат изпълнени като SIMM или DIMM.

  • Data Bus Accelerator (DBX) - представлява на практика 64-битова магистрала за връзка на CPU c паметта. Освен това той съдържа една (собствена) 16-битова шина за данни, която отговаря за управлението на обмена по шината PCI и за регистрите РМС.

Южният мост (наречен PCI-ISA-IDE Xcelerator) е чипът PIIX3, който съдържа двата контролера за DMA, контролерите за прекъсванията, таймер-брояча, енергоспестяващите функции, двуканален IDE интерфейс и USB шина. Този чип се използва още в чипсетите Тритон ІІ (430 HX) за Pentium. Новостите при него са наличието на USB шина и независимата синхронизация на двата IDE канала. Това означава че ако са инсталирани две устройства с различни скорости на един и същи канал, те могат да работят с различни трансферни скорости.

Управлението на Host-шината (процесорната шина) се осъществява от РМС и позволява чрез използването на специалния контролер I/O-APIC (Advanced Programmable Interrupt Controller) да се извършва усъвършенствана обработка на прекъсванията с помощта на PCI-ISA моста PIIX3. Така става възможно използването на повече процесори Pentium Pro на една дънна платка.

Чипсетът не предлага контролер за кеш, тъй като процесорите PentiumPro съдържат в себе си такъв, а също и кеш-памет от първо и второ ниво. На фиг.4 е показана блокова схема на компютърна система с процесор(и) Pentium Pro и чипсет Natoma. Забележете липсата на кеш L2 в системата (за разлика от Pentium MMX).

Тъй като по отношение на външната процесорна шина Pentium II принципно съответства на PentiumPro (с ММХ-разширение), чипсетът за Pentium II е също 82440FX. Разликата е в това, че Pentium II се включва на Slot 1, докато Pentium Pro ce използва със Socket 8.




Фиг. 4 Блокова схема на компютърна система с процесор(и) PentiumPro и чипсет Natoma

Socket 8 е специален SPGA цокъл, съдържащ 378 извода. Той беше проектиран специално за Pentium Pro процесора с интегриран L2 кеш. Допълнителните изводи са предназначени да позволят на чипсета да контролира L2 кеша, интегриран в корпуса на процесора.



Chipset от серията 430LX е представен през март 1993г. Той се използва само от оригиналните Pentium-и, които работят на 60MHz и 66MHz. Те са 5-волтови и се използват на дънни платки с процесорни цокли тип Socket4. Чипсетът 430LX се състои от общо три чипа, образуващи северния мост. Главният от тях е системният контролер 82434 LX. Той съдържа интерфейса между процесора и паметта, кеш контролера и контролера на PCI шината. Има и двойка чипове за ускоряване на интерфейса на PCI шината, които са два еднакви 82434 LX чипа.

Чипсета 430 LX се характеризира със следното:

- един процесор;

- поддръжка на до 512КВ, L2 кеш;

- поддръжка на до 192МВ стандартна DRAM памет.

Локална шина PCI, основни характеристики.

PCI (Peripheral Component Interconnect – свързване на периферни компоненти) е стандарт за локална шина, дефиниран от фирмата Intel. Създаването на шината PCI цели да се преодолеят слабостите в ISA и EISA шините.

PCI e първата шина, която се използва на повече от една платформа - използва се в PC, в Power-PCs (Motorola, Apple) и работните станции Alpha на фирмата DEC.

Блокова схема на PCI шината


За разлика от VLB (VESA) PCI не се разглежда като допълнение към съществуваща шинна архитектура, a като нов стандарт за компоненти. PCI препроектира традиционната PC шина чрез поставяне на друга шина между процесора и собствената входно/изходна шина, като това става чрез използване на мостове. Вместо да се свързва директно с процесорната шина, а и понеже притежава деликатни електрически изисквания, e разработен нов набор от управляващи чипове с цел разширяване на шината.

PCI добавя още един слой към традиционната конфигурация на шините. Тя заобикаля стандартната входно/изходна шина и използва системната шина, за да увеличи тактовата честота и да се възползва пълноценно от шината за данни на процесора.



PCI е паралелна локална входно-изходна шина. Паралелна означава, че се прехвърлят по 32 или 64 бита ед­новременно, а локална – че се свързва към процесорната шина, като по този начин стои близо до процесора от гледна точка на архитектурата на системата.

Обикновено PCI шината е с ширина 32 бита и работи при 33 МHz, като пропускателната способност е 133МВ/сек, както се вижда от след­ната формула:

33.33MHz х 4 байта (32 бита) = 133 МВ/сск.

Важно предимство на PCI е, че подпомага работата на системата. Това е поради факта, че PCI шината може да работи едновременно с процесорната шина; тя не я измества. Процесорът може да обработва данни от външния кеш, докато PCI шината е заета с прехвърляне на информация между други части от системата.



Подобно на шините MCA, EISA и VLB, шината PCI осигурява Bus Mastering - възможност не само намиращият се на дънната платка централен процесор или контролерът за DMA да поемат управлението на шината, но това да се извършва и от различни устройства, наречени главни устройства (Bus master). Например, възможно е процесор, намиращ се на разширителна карта, да изиска и поеме управлението на всички компоненти на PC. Типичен пример за това са SCSI контролерите. Шината PCI позволява множество главни устройства и за да се определи кое главно устройство има право на достъп до шината, PCI използва централно арбитриране. Главното устройство подава заявка към арбитриращото устройство и когато получи потвърждение от него, може да поеме управлението на шината.

  • Важна характеристика на PCI е поддръжката на Plug and Play (PnP) – включи и задействай. Plug and Play системите способни автоматично да конфигурират адаптерите. PCI картите не притежават джъмпери и превключватели - вместо това те се конфигурират софтуерно. За разлика от шините EISA и МСА, при PCI не е необходимо конфигуриране с допълнителен софтуер (ECU, ADF), а тези функции се поемат автоматично от Plug&Play-BIOS - едно разширение на обичайната системна BIOS.

  • Суперскаларна архитектура, включваща два или повече конвейера и позволяваща за един такт на процесора да бъдат изпълнени повече от една команда на процесора

  • Предсказване на преходи в програмата, което се реализира чрез специални логически схеми, които определят точката на предаване на управлението в програмата и осигуряват предварителна подготовка за изпълнение на фрагменти от програмата;

  • Харвардска архитектура с разделяне потока команди и данни с помощта на въвеждане отделни вътрешни блокове кеш памет за съхранение на команди и данни, както и шини за тяхното предаване

  • Динамично изпълнение на командите, реализиращо преразпределение на последователността от команди на процесора;

  • Използване на разширен регистров файл с преименуване на регистрите;

  • Двойна независима шина, съдържаща отделна шина за взаимодействие с кеш паметта L2 (работи с тактовата честота на процесора) и системна шина за обръщения към паметта и външните устройства (работи с тактовата честота на дънната платка). Наличие на вътрешни средства за самотестиране, настройка и мониторинг на производителността;



MMX означава Matrix Math Extensions (разширения за математически матрици), но понякога съкращението се дешифрира и като Multi-Media Extensions (мултимедийни разширения). MMX са специални SIMD целочислени инструкции, които са част от x86 процесорната архитектура. SIMD - single-instruction multiple-data (една инструкция - множество данни) – подход, който използва алгоритм за работа с мултимедийни данни, който се базират на паралелното изпълнение на една операция над няколко числа. За пръв път тази технология се използва при процесорите Pentium MMX.

Набор от MMX инструкции оперират с 64-битови регистри и обработват данни от типа:



  • Опаковани байтове (8 х 8 бит);

  • Опаковани думи (4 х 16 бит);

  • Опаковани двойни думи (2 х 32 бит);

  • Четворна дума (1 х 64 бит).

  • Технология MMX инструкциите добавят следните разширения към x86 архитектурата:

  • 8 64-битови MMX регистъра с имена MM0-MM7

  • 4 MMX типа данни

Основни принципи на мултимедийни инструкции :

  • Включва нови команди, с цел ускоряване обработката на мултимедийни данни.

  • Разширява възможностите на процесора без да променя поведението му при работа със съществуващите инструкции.


RAM памет:

RAM ( Random Access Memory – памет с произволен достъп). Тази памет е енергозависима. Когато кмпютърът е изключен, RAM паметта е празна. Бързодействието на RAM паметта се задава в наносекунди, но понякога се измерва в мегахерци. Времето за достъп се измерва от момената, в който модулът памет получи заявка за данни до момента, в който данните са готови за предаване. Измерва се в ns.



Основните предназначения на RAM паметта са следните:

-Съхраняване на копие от системните софтуерни програми, които контролират базовите функции на компютъра. Това копие се зарежда в RAM паметта, когато компютърът се включи и остава там през цялото време докъто той е включен.

-Временно съхраняване на копие от приложни програми

-Временно съхраняване на данни, които са резултат от обработката

. SDRAM ускорява в голяма степен процеса на доставяне и получаване на данни от и към процесора. Благодарение на добавянето на допълнителна интегрална схема, която функционира като тактов (синхронизиращ) механизъм, SDRAM може да работи със същата скорост или в синхрон със системната шина на компютъра. Поради своята връзка със скоростта на системната шина SDRAM обикновено се комбинира с такъв тип системна шина, какъвто тя може да поддържа. Така например РС133 SDRAM е за системи със 133Mhz системна шина, PC100 SDRAM е за системи със 100 – мегахерцова системна шина и т.н. така системната шина се захранва толкова бързо, колкото тя изисква и това се трансформира в по-добра производителност

. Mодули памет:

DIMM - терминът DIMM означава двуреден модул памет. DIMM модулите се изработват в два вида 168 pins и 184 pins. Те съдържат SDRAM и DDR SDRAM чипове и се различават по различните физически характеристики. Стандартните DIMM модули имат 168 извода, по един прорез и от двете страни и два прореза па пратежение на контактната област. DDR DIMM модулите има 184 извода, по два прореза и от двете страни и само един прорез по протежение на контактната област. Всички DIMM модули са 64 битови или 72 битови(8 бита за контрол по четност или код за корекция на грешки). Един стандартен модул DIMM е равен на две памети от тип SIMM.

Външни запомнящи устройства

В днешното информационно време количествата информация, които се натрупват и обработват всекидневно, са огромни. Ето защо е възникнала необходимостта от създаването на много мощни средства за съхранението им.

Изискванията към тези средства са ;

-да съхранява данните във вид, използваем от компютрите – цифров код;





  • да са надеждни, т.е. да запазват данните, такива каквито са, записани достатъчно дълго време;

  • да са икономични – да имат сравнително малък обем, отнесен към количеството на записаната информация;

  • да са енергонезависими, т.е. да могат да съхраняват данни, без подкрепа от енергийни източници;

  • да са високоскоростни;

  • да могат да се използват многократно – на мястото на ненужни вече данни да се записват нови.

Данните се записват върху носители.Носителите се записват и се четат от у-ва. Всяко у-во ползва точно определен тип носители и на всеки носител му трябва точно определено у-во.

Твърд диск

Хард дискът е устройството, което съхранява по-голяма част от данните на потребителя. Подсистемата на харддиска се състои от самото харддисково устройство, дисков интерфейсен контролер, който се поставя в един от разширителните слотове на дънната платка, и кабел или кабели за връзка между тях. Дисковите интерфейси са или хост адаптери, или контролери, в зависимост от вида на използваната технология. По-старите устройства използват контролери, а по-новите съответно хост адаптери. Върху диска данните се съхраняват под формата на байтове. Тези байтове са групирани по 512, като една такава група се нарича сектор. Секторът е минималното количество информация, която може да се прочете или запише върху харддиска. Секторите са групирани в пътечки, а пътечките понякога за удобство са подредени по групи, наречени цилиндри. Един диск има поне две повърхнини. Харддискът съдържа твърди метални дискове, наречени точи, които са подредени една над друга. Целият този пакет е поставен в кожух с филтрирана газова среда.

Дискови глави


Харддискът има електромагнитна глава за четене/запис за всяка от страните на всяка плоча. Например оригиналното 10МВ устройство на XT имаше четири глави: за двете плочи по две глави. Тъй като харддисковото устройство е запечатано, не трябва да се притеснявате за калибрирането или почистването на тези глави.

Дискови пътечки


Всяка страна на всяка плоча (понякога наречена повърхност) е разделена на концентрични окръжности, точно както е при дискетата. Харддисковете имат най-малко 305 пътечки. Има устройства с над 3000 пътечки. Плочата обикновено е с диаметър 5.25 инча, като на дискета, затова очевидно пътечките са доста по-близо една до друга. Плочите на харддисковите устройства могат да бъдат с диаметър 5.25, 3.5, 2.5 или 1.75 инча.

Цилиндри


Обикновено в един харддиск има повече от една плоча, затова голяма част от дисковете използват четири или повече глави за четене/запис. Всички дискови глави са закрепени към задвижващ механизъм. За да се проче даден сектор, дисковият хардуер преминава през две стъпки. Първо, четящо/записващите глави трябва да се придвижат над определената пътечка. Второ, трябва да се изчака определено време, докато желаният сектор се окаже под главата и най-накрая може да бъде прочетен. В най-общия случай движението на главата отнема най-много време. Това означава, че даден файл ще бъде прочетен най-бързо, ако секторите му са разположени върху една

пътечка, а пътечките му са една върху друга. Това тяхно групиране обособява т.нар. цилиндър. (Пътечките представляват окръжности, а ако подредите еднакви окръжности една над друга, ще получите цилиндър.) Броят на пътечките от една повърхност е равен на броя на цилиндрите.


Сектори


Всяка повърхност е разделена на части по подобие на торта. И флопи и харддисковите устройства съхраняват по 512 байта на сектор - 0.5КВ данни, като 1К = 1024.

За разлика от дискетите дисковете на твърдия диск се въртят и когато няма четене и запис върху тях. По време на работа главите никога не трябва да докосват повърхностите на дисковете. Едва след изключване на РС главите се спускат върху пътечката за „паркиране”. Заключване на твърдия диск:Използва се специален софтуер, който позволява да се създават на диска защитени области – «сейфове», достъпа до тях е надеждно защитен от външни лица по метода на тристепенната защита: сейфа се отваря само с въвеждане на секретен ключ, ключа е защитен с парола, а всички файлове в сейфа са кодирани. Настройката на съвместния достъп до сейфа позволява на създаващия го да разреши достъп до защитените в сейфа данни и на други ползващи. За разрешаване на достъпа до конфиденциалната информация на ползващия имащ това право се ползва неговия сертификат.

Съвкупността от няколко сектора се нарича клъстер.Операционната система определя размера на блоковете, които се четат и записват на диска. Файловата система FAT (File Allocation Table – таблиза за разпределение на файлове), използвана от версиите на Windows, установява размера на блока за тарнсфер, така че да отговаря на размера на клъстера при DOS.

Размера на клъстера – размерът на най-малката единица в диска.

Размера на FAT – броят байтове, необходим за съхранение на таблицата за разположение на файловете. FAT се съхранява на диска и става по-голяма при по-малък размер на клъстера.

Видеосистема: Състои се от два компонента: монитор и видеоконтролер. Мониторът е устройството, на което се появява самото изображение-текст или графика, а видеоконтролерът е платка, монтирана в един от слотовете за разширение на компютъра, която управлява монитора чрез ел. Сигнали, подавани по интерфейсен кабел.

Мониторите биват според устройството и технологията на производство CRT(с електронно-лъчева тръба), LCD(с течни кристали), PDP(плазмени) и OLED(с органични диоди).

CRT имат в конструкцията си електронно-лъчева тръба. Тя представлява стъклена колба, в единият край на която се намира катодът. Той съдържа една отоплителна нишка, която се загрява с ел. ток. Топлината й загрява повърхността на катода, което предизвиква отделянето на електрони. Те формират електронен лъч, който преминава през фокусираща система от управляващ, ускоряващ и фокусиращ електроди. Управляващият електрод представлява цилиндър, обгръщащ катода, на който се подава отрицателно спрямо катода напрежение,спиращо излъчените електрони.Така се управлява яркостта на точката на екрана. Ускоряващият електрод е метален диск с отвор в центъра. На него се подава положително спрямо катода напрежение, което рязко увеличава скоростта на електроните и така ги ускорява. На Фокусиращият електрод също се подава положително спрямо катода напрежение и така

електрическото поле ускорява и фокусира електроните като променя траекторията им и ги насочва към остта на електронно-лъчевата тръба.Така формираният лъч се насочва към екрана, покрит с проводящ графитен слой, наречен анод с много високо положително напрежение. За да могат всички точки от екрана да бъдат осветявани се използво отклонителна система, състояща се от две двойки отклонителни бобини- за хоризонтално отклонение и за вертикално отклонение. Така се обхожда екрана от горния ляв до долният десен ъгъл.



Видове развивки Процесът на последователното предаване на информацията за отделните елементи на изображението се нарича развивка на телевизионното изображение.Най-разпространени са линейните развивки, поради конструктивни удобства и сигурност в процеса на експлоатацията.

Съществуват два вида линейни телевизионни развивки:

- Прогресивна развивка на ТВ изображение –електронният лъч описва цялото изображение като се движи отляво надясно и от горе на долу, започвайки движението си от горния ляв ъгъл на изображението и завършвайки в долния десен ъгъл. Движението на лъча се осъществява с различни, но постоянни скорости в хоризонтална и вертикална посока

- Презредова телевизионна развивка - електронният лъч описва цялото изображение чрез две обхождания : първо само нечетните редове ,а после –четните .



Функция на блока ТХО Този блок създава хоризонталното отклонение на електрония лъч в кинескопа.Състои се от: генератор, изработващ импулс с редова честота за управление на изходното стъпало ; стъпало за предварително усилване (буферно стъпало) ; изходно стъпало, към което се включват отклоняващите бобини чрез изходен трансформатор; високоволтов изправител,който изработва високо постоянно напрежение за захранване на втория анод на кинескопа.

Видеокарти Видеокартата наричана още видеоконтролер или видеоадаптер е платка, монтирана в един от слотовете за разширение на компютъра. Тя осъществява връзка между софтуера и монитора. Основните й компоненти са: видеопроцесор( GPU), видеопамет, видео BIOS, цифрово-аналогов преобразувател(DAC), конектор към шината и видеодрайвър.

Стандарт VGA(Video Graphics Array). Наименованието идва от един матричен кристал, създаден специално за графични приложения. На картите VGA се намира памет, в която се съхранява BIOS, като се гарантира съвместимост до ниво регистри с картите EGA. Особеното при картата VGA е, че не управлява монитора с цифрови сигнали , а с аналогови. Основание за използването на аналогови сигнали е значително по-доброто представяне на цифровата информация

6. ПРИНЦИП НА ДЕЙСТВИЕ НА МАСТИЛЕНО - СТРУЙНИ ПРИНТЕРИ.

Мастилено-струйната технологията при принтерите започва своето развитие в началото на 60те. Siemens патентоват първото мастилено -струйно устройство през 1951, което довежда до появата и на първия мастилоструен записващ апарат.

По късно през 70те IBM развиват непрекъснатата мастилено-струйна технология. Осно­вата и е управлението на непрекъснат поток от мастилени капки към носителя на изображението или отклоняването му във възвратен канал за рециркулация чрез прилагане на електростатично поле към предварително заредени мастилени капчици.


През 1977 Siemens произведоха принтера PT-80 с последователен печат с което изведоха масти­лено-струйната технология "капки по заявка" на пазара. Принтерите на тази технологична база изстрелват капки към носителя само при необходимост за отпечатването им. Този метод значително намалява сложността на екипировката в сравнение с технологията непрекъснат мастилост­руен поток. При тези първи принтери изстрелването на капчиците мастило се извършва от пи­езо - електрически преобразуватели които чрез механично движение създават необходимото за това налягане.

Кръгова топология (Ring)


При мрежата тип “кръг” всички устройства са свързани помежду си така, че образуват един затворен кръг. Днес тези мрежи не са толкова популярни, колкото в миналото. Ако последният компютър в една мрежа с шинна топология се свърже с първия компютър ще се получи мрежа с кръгова топология. Тук всеки компютър се свързва с два други компютъра. В този случай терминатори не са необходими.

Комуникация

Информацията пътува само в една посока, така че когато се изпрати информация до определен компютър, тя трябва да премине през всеки компютър, който е преди получателя. Когато получи информация, компютърът проверява дали тя е за него. Ако не е, той я изпраща до следващия компютър и т.н. Това увеличава времето за предаване на информацията.



Кръгът се счита за активна топология – всеки компютър усилва сигнала преди да го предаде към следващия. Кръговата топология обикновено я свързваме с архитектурата Token Ring – използва се т.нар. „управляващ маркер”, като само станцията, която притежава маркера предава информацията. След приемането на информацията маркерът се получава в приемащата станция. Ако станцията няма нищо за предаване тя препредава маркера на следващата в кръга.

Предимства:

  • Сравнително проста за инсталиране топология;

  • По-малко кабели в сравнение с топология „звезда”;

  • Няма централна точка;

  • Няма начало или край на мрежата, така че няма нужда от терминатори.

Недостатъци

  • Повреда в кръга на мрежата засяга цялата мрежа.;

  • Трудно е да се добавят нови компютри. Необходимо е да се прекара кабел, за да се добави компютър и цялата мрежа няма да работи, докато новата система не бъде инсталирана и включена.



1 Като заменител на традиционната двойка контролери на прекъсванията 8259, в средата на 90-те години Intel създават усъвършенстван програмируем контролер на прекъсванията APIC. Той осигурява поддръжка за многопроцесорни системи, но също се използва в еднопроцесорни компютри. Главното предимство на APIC за единичен процесор е поддръжката на виртуални PCI прекъсвания с по-голям брой от 15, обикновено до 24.

2 CISC (complex instruction set computer) – разширен набор от сложни инструкции, които изискват голям брой цикли, за да се изпълнят

3 RISC (reduced instruction set computer) – намален набор от прости инструкции, изпълняващи се бързо, тъй като изискват само един или няколко цикъла на изпълнение

4 Чипсетите за сървъри са с номера 450хх, а за настолни компютри – 440хх

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 -> Изпитна тема N4 Компютърна система ibm/at 80386
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


Сподели с приятели:




©obuch.info 2024
отнасят до администрацията

    Начална страница