Тема 10 компютърна система /вариант 1 / с процесор pentium4
Изтегляне 381.39 Kb.
|
Тема 10 КОМПЮТЪРНА СИСТЕМА /ВАРИАНТ 1 / С ПРОЦЕСОР PENTIUM4 Intel представят новия си процесор Pentium 4 едновременно с първият поддържащ го чипсет i850 (фиг.1 Той всъщност е и първият, поддържащ NetBurst микроархитектурата, както и е напълно съобразен с техническите характеристики на новонавлизащия на пазара процесор 
фиг.1Архитектура на чипсет i850 За разлика от предишните чипсети от серията 800, които се състоят от 3 компонента, чипсетът 850 се състои само от два:
Допълнително могат да се добавят комуникационни чипове Intel 82562ET/82562EM за да се осигури мрежова връзка за 10BASE-T и Fast Ethernet. Поддържат се и карти CNR (communications and networking riser) за интегрирани аудио, модем и мрежови възможности. По-късно от същата серия е създаден моделът 850Е, който поддържа 533 MHz шина. 2. Същност на AGP AGP шината е създадена от Intel като нова шина, проектирана специално за висококачествена 3D графика в реално време и поддръжка на видео. AGP е базирана на PCI, но съдържа няколко допълнения и подобрения, и е физически, електрически и логически независима от PCI. За разлика от PCI, която е истинска шина с няколко конектора (слота), AGP по-скоро е пряка, високопроизводителна връзка от точка до точка, предназначена специално за свързване на графична карта (видеокарта) в дадена система. Чрез AGP може да се включи само един тип устройство – графична карта и то само една, тъй като може да съществува само един AGP порт. Конекторът на AGP е подобен на PCI, но притежава допълнителни сигнали и механично и електрически е несъвместим с PCI. За да се различава от PCI, е в кафяв цвят, докато PCI слотовете са бели. Разположен е близо до северния мост, процесора и RAM. В действителност, AGP съединява графичната подсистема с блока за управление на системната памет, делейки този достъп до паметта с централния процесор на компютъра. AGP е интегриран като мостово устройство (bridge) в северния мост на чипсета и е независим от процесора на РС, което позволява за първи път паралелна работа на процесора и графичния чип, работещ като главно устройство на шината. Както и при другите шини, при AGP има главно устройство (Master) и устройства-цели (Target). Главното устройство е графичния контролер върху картата AGP, а устройството-цел – логиката AGP, която е интегрирана в чипсета. Портът AGP, както и PCI е паралелен, 32-битов, но работи с тактова честота 66 MHz и позволява в зависимост от версията си прехвърляне на съответно 1, 2, 4 или 8 пакета данни за един такт. С тези си характеристики той осигурява от 2 до 16 пъти по-висока пропускателна способност от шината PCI. Освен повишената пропускателна способност AGP увеличава скоростта на рендиране2 на графиката чрез подобряване ефективността на използване на системните ресурси по следните начини:
Освен че предлага значително по-висока скорост, AGP ускорява процеса на рендиране на графиката и чрез по-ефективно използване на системната памет. Дава се възможност на видеокартите да осъществяват високоскоростна връзка със системната RAM памет, така че оперативната памет на дънната платка да се използва за съхраняване на текстурните карти. Това свойство на AGP се нарича DIME (Direct Memory Execute – директно изпълнение на паметта) и е една от най-важните му характеристики. При PCI графичните карти текстурните карти се зареждат от твърдия диск в системната памет, обработват се от процесора и след това се зареждат в буфера на кадри (framebuffer) на графичната карта. За разлика от графичните карти PCI, AGP е в състояние да чете текстурите директно от системната памет, като ги съхранява само веднъж (фиг.3). Това се извършва чрез използване на GART (Graphics Address Remapping Table - таблица за преразпределяне на адресите за графика). GART преадресира частта от системната памет, която AGP заимства за съхраняване на текстурните карти. Новият адрес, осигурен от GART, кара процесора да смята, че текстурата е съхранена в буфера за кадри (frame buffer) на графичната карта. GART може реално да поставя части от текстурата из цялата системна памет, но когато процесорът се обръща към текстурата, той счита че текстурата е на адреса, посочен от GART. Така на графичната карта се позволява да има директен достъп до текстурите. Максималното количество системна памет, достъпно за AGP, се дефинира като AGP апертура (aperture – пролука, процеп). Поради по-ефективното използване на паметта се увеличава не само производителността на 3D графиката, но и на двумерната графика. Освен по-ефективния процес на съхраняване на текстурите, чрез директния достъп до системната памет се решават още два проблема:
фиг. 3 Компютърна система, използваща AGP Използването на DIME позволява на една видеокарта да осъществява директен достъп до системната памет, като се дава възможност паметта на видеокартата да бъде разширена чрез стандартната памет от дънната платка. Това позволява както вграждането на евтини видео решения директно на дънната платка, без да е необходимо да се включва допълнителна видеопамет, така и възможност AGP картата да споделя системната памет. При високопроизводителните карти, от друга страна, се наблюдава тенденцията да включват в себе си все повече и повече собствена видеопамет, което е особено важно при изпълняването на сложни 3D видеоприложения. Инициализацията на AGP графичната карта се извършва изцяло през PCI, преди AGP да влезе в действие. Основните AGP функции се активират не чрез BIOS, а чрез операционната система (Direct Draw). 3. Спецификации и режими на работа на AGP Протоколът AGP има 4 режима на предаване, които се означават с 1х, 2х, 4х и 8х. Спецификацията AGP 1.0 е публикувана от Intel през юли 1996 година. Тя дефинира 66 MHz тактова честота с 1х или 2х предаване на сигнали и използва 3,3V. Режимът 1х съответства функционално на обмена при PCI и при него на всеки такт се извършва по един трансфер. Скоростта на предаване е 66 MHz x 4 байта x 1 трансфер = 266МВ/s, което е два пъти повече от пропускателната способност на PCI. При предаване в режим 2х чрез тригер се използват двата фронта на тактовия импулс, при което на всеки такт се осъществяват по две прехвърляния, като резултатът е 533МВ/s. Въпреки че най-ранните AGP карти поддържат само режима AGP 1х, повечето производители бързо преминават към режима 2х. Версия 2.0 на AGP шината e публикувана през май 1998 година и добавя скорост на предаване на сигналите 4х, както и възможност за по-ниско работно напрежение от 1,5V. В режим 4х се работи с диференциален строб сигнал (AD, /AD), при което данните се прехвърлят четири пъти за един такт, а това се равнява па трансферна скорост 1066 МВ/s. Последната версия AGP 3.0 на AGP спецификацията за РС-та е представена през ноември 2000 г. Тя дефинира режима AGP 8х, който е с 8 трансфера на такт и осигурява трансферна скорост от 21ЗЗ МВ/s, която е два пъти по-голяма от тази на AGP 4х. Дава възможност за по-ниско работно напрежение - 0,8 V. В таблица 1 са показани пропускателните способности на различните режими на AGP. табл. 1 Режими на AGP
Видеокартите, които отговарят на 4х и 8х спецификацията, работят с 1.5 V. Ако някоя от тях се постави в AGP 2х слот, който е за 3.3 V, може да се повреди картата, както и дънната платка. Поради това се предвиждат специални ключове на слотовете и картите, които да предотвратяват подобни злополуки, така че 1.5 V карти да стават само на 1.5 V слотове и 3.3 V карти да стават само на 3.3 V слотове (фиг. 4). Съществуват и универсални слотове, които могат да приемат и двата вида карти. 
фиг. 4 Ключове на AGP слотовете и картите против неправилно инсталиране Изброените версии осигуряват на видеокартите мощност на захранването до 25 W. Освен тях, през август 1998 г. е представена професионална версия на AGP, наречена AGP Pro 1.0, преработена през април 1999 като AGP Pro 1.1a. Тя дефинира малко по-дълъг слот с допълнителни захранващи изводи 12 V и 3.3 V от двата края, предназначени да захранват по-големи и бързи AGP карти, които могат да консумират енергия до 110 W (фиг. 5). AGP Pro картите са предназначени за високопроизводителни графични работни станции. Слотовете AGP Pro притежават обратна съвместимост, т.е. в тях могат да се поставят стандартни AGP карти. За да се избегне неправилното поставяне на обикновени AGP карти в по-дългия слот AGP Pro, първите 20 контакта на слота, които не се използват от обикновените видеокарти, се блокират със специална капачка. 
фиг. 5 Сравнение между слотове за AGP 1x/2x, AGP 4x и AGP Pro 4. Предимства на AGP пред PCI Предимството на AGP е по-високата производителност, дължаща се на:
В заключение, характеристиките на AGP позволяват на видеокартата да се справи с изискванията на високоскоростното рендиране и възпроизвеждане на 3D графика в реално време, както и с възпроизвеждането на видео с кинематографично качество на РС-то. 5. Недостатъци на AGP AGP портът има следните важни недостатъци:
1.1RTC/CMOS-RAM Първоначалният IBM-PC няма вградена схема часовник. За да отпадне ръчната настройка на часовника след всяко включване, при този компютър е необходима разширителна карта със схема часовник, а най-добре и с допълнителна памет. Едва при компютрите AT (c процесор 286) се поставя стандартно часовник (RTC, Real Time Clock) върху дънната платка, който се комбинира с памет NVRAM (NonVolatile [нонволътайл] RAM – непроменлива RAM), в която се съхранява конфигурацията на компютъра, за да могат да се правят индивидуалните настройки софтуерно, чрез BIOS-Setup, a не както преди това - с джъмпери. Тази памет се нарича още CMOS или CMOS-RAM, понеже чипът се изработва по CMOS технология (complementary metal-oxide semiconductor – допълващ се метало-оксиден полупроводник). Характерно за CMOS конструкцията е много ниската консумация на енергия. Специалният RTC/NVRAM чип може да се захранва от батерия в продължение на няколко години. В оригиналните компютри IBM-AT от август 1984 г. за RTC/NVRAM се използва интегралната схема MC146818 на фирмата Motorola, която е включена и в много други компютри. В паметта на интегралната схема са предвидени 50 байта за съхраняване на конфигурацията и 14 байта за функциите на часовника, или общо 64 байта. За да не бъде загубено съдържанието на паметта след изключване на захранването на РС, върху дънната платка е поставен акумулатор за буфериране на захранването. За работата на схемата МС146818 са необходими и някои външни елементи: кварцов резонатор с честота 32.768 KHz за генериране на тактов сигнал за часовника, вече споменатия акумулатор, както и елементи на схемата за зареждане на акумулатора, С течение на времето паметта CMOS-RAM, както и нейната функционалност и капацитет са разширявани от система към система. Днес се използват чипове на различни производители, но всички те са конструирани да бъдат съвместими с оригиналния чип на Motorola. Повечето съвременни дънни платки нямат отделен чип RTC/NVRAM, а той е интегриран в супер I/O чипа или в южния мост на чипсета на дънната платка или в аналога на южния мост, наречен хъб за управление на входно-изходните устройства (I/O Controller Hub - ICH). Функцията на часовника за реално време е очевидна: часовникът позволява да се настрои (свери) датата и времето и отчита времето, дори и когато системата е изключена; при включен компютър дава възможност на софтуера да чете датата и времето. NVRAM порцията на чипа, от своя страна, има функцията да съхранява базовата системна конфигурация, включвайки количеството инсталирана памет, типовете дискови устройства, които са инсталирани, конфигурацията на Plug and Play устройствата и друга информация. Макар че някои чипове съхраняват до 4 КВ и повече NVRAM, повечето чипсети на дънни платки с интегриран RTC/NVRAM включват 256 байта NVRAM (сравни с 64 байта на оригиналния чип на Моторола), от които часовникът използва 14 байта. Системата чете тази информация всеки път, когато се стартира.
Особено важно за запазването на данните в CMOS-RAM e правилното буфериране на тази памет, докато е изключено захранването на PC. Необходимо е допълнително захранване за чипа, за което може да се използва акумулатор или батерия. В по-старите компютърни системи се използва акумулатор, който се различава лесно, тъй като обикновено е в син цвят. В съвременните системи обикновено се използват литиеви батерии. Те са разпространени и сравнително евтини, имат дълъг живот, не протичат при изтощаване и запазват стабилно напрежение до почти пълното си разреждане. В редки случаи се използват алкални батерии, но те не са за предпочитане, тъй като се изтощават по-лесно и трябва да се сменят по-често. Също така, те са предразположени към протичане, което може да повреди дънната платка. Някои системи не използват изобщо батерия. Например Hewlett-Packard включва специален кондензатор в някои свои системи, който се зарежда автоматично през цялото време, докато системата е включена. Системата не е нужно да работи, за да се зарежда кондензатора, тя само трябва да бъде включена в контакта. Ако системата е изключена, кондензаторът захранва RTC/NVRAM чипа в продължение на една седмица и повече. Несъмнено най-често използваната днес батерия за дънни платки е литиевата батерия от тип 2032 с форма на монета, която се монтира в специално легло на дънната платка. В зависимост от химическия процес се използват два основни типа батерии:
Типът CR е по-евтин и по-разпространен (и по-лесен за намиране) и предлага малко по-голям капацитет. Типът BR е полезен когато се работи при високи температури (над 60°C). Обикновено, в една компютърна система PC ще откриете батерия CR. Цифрите след CR в обозначението на батерията показват физическия й размер. Например, най-често използвания тип батерия в PC е CR2032, което означава, че батерията използва катод с манганов диоксид, диаметърът й е 20 мм, а дебелината – 3.2 мм. Такава батерия лесно може да бъде намерена в магазините за електроника, магазините за камери и дори в магазините за дребни стоки. На фиг. 6 е показан разрез на литиева батерия CR2032. 
Фиг. 6 Разрез на литиева батерия CR2032. 2.Процесорът Pentium 4 е представен през ноември 2000 година и представлява ново поколение при процесорите – седмо подред3. Обърнете внимание на особеността в означението – Intel изоставят римските цифри в името на процесора и ги заменят с арабското 4. 2.1Характеристики на процесора Pentium 4 Основните технически подробности относно Pentium 4 включват
2.2 Цокли за процесори Pentium 4 Първоначално Pentium 4 използва Socket 423, който има 423 извода в 39x39 SPGA подредба. По-късните версии използват Socket 478, а последните версии използват Socket T (LGA775 - Land Grid Array), чиито крачета (пинове) са на дънната платка, а не на процесора. Цокълът LGA775 има допълнителни изводи за поддръжка на нови характеристики като EM64T (64-битови разширения), Execute Disable Bit (бит за забрана на изпълнението) - защита срещу атаки, основани на препълване на буфера, виртуализационна технология на Интел и др. подобрения Табл. 1 Спецификация на процесор Pentium 4 Willamette (първо поколение P4)
. 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/енергозависима/. В съвременните цифрови и микропроцесотни ситеми RAM паметта се изгражда от полупроводникови интегрални схеми/модули/ и в зависимост от конкретната реализация бива: -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 Най-важните характеристики са следните:
Дали поддържа някакъв тип корекция за грешки RDRAM Rambus dynamic random access memory е направен по съвсем различна технология от DRAM. Конструирано от Rambus, RDRAM използва Rambus in-line memory module (RIMM), който е подобен на DIMM. Разликата при RDRAM е в това, че използва специална шина наречена Rambus channel. RDRAM чиповете работят в паралел, за да достигнат трансфер от 800 MHz, или 1,600 MBps. След като работят на така висока скорост, те се нагряват доста повече от другите видове памет. За да се охлаждат, чиповете са с вградена топлоизвеждаща мрежа която прилича на дълга и тънка вафла. Така както има умалени версии на DIMM, така има и умалени вариантиа на RDRAM за преносими комютри наречени SO-RIMM.Една от най-бързите памети в момента се явява RDRAM . Това е радикално променен дизайн, който започна да се използва през 2000 година. Тази памет е разработена от американската компания Rambus и сега се произвежда и от NEK, Toshiba и Fujitsu. Микросхемите RDRAM са 9 разредни (1 В съдържа 9 бита) и работят с тактова честота 250 MHz и по-висока и обезпечават трансфер на данните в пиков режим над 500 МВ/s. Засега са все още доста скъпи.Rambus разработиха шина на паметта от чип до чип със специализирани устройства, комуникиращи с висока скорост. Всъщност тази памет беше разработена първоначално за игрови конзоли и за първи път беше използвана в Nintendo 64, а по-късно и в Play Station 2.Докато конвенционалните FMP/EDO и SDRAM са ширококанални (wide channel) системи (64 бита на шината за данни), то Rambus архитектурата се отнася към тесноканалните (narrow channel) памети. Те прехвърлят данните само по 16 линии (2 байта), но с много висока скорост. Това е преход от по-паралелна към по-серийна РС архитектура, както това става и с останалите стандартни шини.Rambus паметта използва специални RIMM модули. RIMM модулите са подобни по размер и физическа форма на DIMM модулите, но те не са взаимозаменяеми. RIMM модулите са налични в капацитет до 1 GB. RIMM модулите са налични в три основни скоростни варианта, във всяка от които съществуват по три версии с различна ширина (разрядност) таблица 5.1. 16-битовите версии обикновено се използват в двуканални конструкции (инсталират се по двойки). 32 и 64-битовите версии са проектирани да се инсталират индивидуално. RIMM модулите са двустранни. Съществуват три различни RIMM-ове: 16 битова версия със 184 извода, 32 битова версия с 232 извода и 64 битова с 326 извода. Конекторите за тези модули са с еднакви размери, но разположението и броя на контактите е различен, което означава, че определени RIMM модули могат да се изнсталират само в съответстващите им конектори. Засега най-често се използва 16 битовата версия. 32-битовата версия все още рядко се използва, а 64 битовата ще се появи по-късно.
Те са предназначени за дълговременно съхраняване на програми и данни и за архивиране на информация. Средата, в която се запомнят данните, се нарича информационен носител. Според принципа си на действие, най-популярните за персоналните компютри ВЗУ се разделят на три класа: а) оптически; б) магнито-оптически; в) магнитни. В тези ВЗУ се използват основно дискови информационни носители-оптически дискове, сменяеми магнитни дискове във флопидисковите устройства и несменяеми магнитни дискови пакети (твърди дискове, hard discs). 1.1. Външни запомнящи устройства на оптичен диск-характеристики - - Информационна плътност, еднаква в напречно и надлъжно направление, -Бърз достъп – четящия лъч е практически безинерционен, времето за преход през 50 пътечки е 1 до 5 ms. -Дълготрайност на информацията – над 10 години. -Сменяемост при голям информационен обем и тиражиране. -По-голямата надеждност на съхраняване на данните ( Оптическите ВЗУ използват лазерна технология за запис и четене на информация върху оптически компакт диск (CD). В тях записът на информация е цифров. Капацитетът на единичен CD е около 650 MB. Компактдисковете се използват за съхраняване на големи обеми от относително "статична" информация, например енциклопедии или. телефонни справочници. Енциклопедиите са мултимедийни- съчетават звук, анимирани изображения, текст и видеоклипове и филми. Съществуват няколко разновидности на тези устройства в зависимост от възможността само да се чете, или да се записва и чете информацията от оптическия диск.
В основата на оптичния носител при конструирането му стои принципът на оптичния запис. Най-общо той се основава на насочването на тясно фокусиран сноп светлина към огледална подложка. Наблюдава се че той се отклонява под същия ъгъл в същата среда. Възниква въпроса дали може да се извършва запис в такива повърхност. Има два начина: Ако се пробие отвор, при което лъчът преминава през него; Ако се отклони ъгъла на отклонение на лъча. Записът формира оптични нееднородности върху повърхността ( така наречените мехурчета). 
Принципи на оптичен запис Оптичния запис е специфичен процес на прекодиране на пренасяната от оптичния записващ сигнал информация. Основава се на целесъобразно организирани физико-химични явления на взаимодействие на светлината със съдържащата се в цветочувствителната регистрираща среда вещество. Схема на информационните страни на оптически запис в ОДУ: 
. Блокова схема на оптичен запис С помощта на светлинния модулатор данните за запис А, преобразуват излъчваната от лазера еднородна не модулирана светлина Б в оптичен сигнал В, който с помощта на фокусираща система взаимодейства с определен микро участък от регистриращата среда. Тази среда трябва да е със свойства, позволяващи да бъдат регистрирани надеждно информационните изменения на параметрите на въздействие в/у регистриращата среда .
Принципна схема на оптично четене При оптично четене върху регистриращата среда се насочва не модулираната светлина А с малък интензитет, с което се избягва нежелани изменения на свойствата на средата под влияние на облъчването. Регистриращата среда променя някой от параметрите на преминаващата или отразявана от нея четяща светлина в достатъчно силна степен за възприемане от ОП. Така прочетения оптичен сигнал Б или В, съответно отразен от регистриращата среда или преминал през нея, може да се разглежда като средство, чрез което се удостоверява характерът и степента на промяна на свойствата на регистриращата среда при оптичен запис.
Обикновения компакт диск е едностранен носител а DVD двустранен (записва се върху двете страни;В технологията на запис: при DVD от двете страни има по два слоя (при СD един). Четенето става от двете страни на носителя без да се обръща. Има два отделни източника на светлина. Има два начина на производство: -горните слоеве са прозрачни -Лазерният лъч който трябва да достигне до долната повърхност, преминава свободно през горната, достига до долната и се отразява; -през отворите на горната повърхност се нанасят долните, като те са от един и същ материал. И CD и DVD спадат към един тип – играят роля на постоянна памет, записаната върху тях информация не може да се променя.
микроскопични неравности в нея, променя се фазовото и състояние (от кристално в аморфно). Тези изменения са необратими и водят до създаването на информационни маркери които модулират отразената светлина при четене; За многократни записи – настъпващите в РС изменения са обратими. Организация на данните – има различни формати за запис върху оптичния носител : музикални, видео формати и др. Има една пътека – спираловидна и началото и е от вътрешната страна на диска. Записът е последователен, по битов – битовете се разполагат един срещу друг на пътечката. Разлика в механиката на HDD и CD: Съхраняването на данни върху магнитните носители се базира на цифровия магнитен запис. За целта трябва да взаимодействат два елемента - информационен носител (диск, лента), върху чиято повърхност е нанесен магнитен материал, и магнитна глава, с която се извършва записа или четенето на информация върху/от носителя.. Траекторията на движението на носителя под главата се нарича писта. Традиционните ВЗУ използват индуктивни глави за четене- движещите се магнитни домени на магнитния носител индуцират много малък ток в главата, електрониката на диска преобразува импулсите от ток в битове. Обикновено една и съща физическа глава извършва и четенето, и записа. 
Състояние на магнитното покритие: а) ненамагнитено; б) до д) – намагнитено Магнитното покритие може да се представи с множество хаотично разположени магнитних домени, чиято ориентация се изменя под действие на външно магнитно поле създавано от МГ при подаване в намотката ток за запис. ФУНКЦИОНАЛНА БЛОК СХЕМА НА ВИДЕО СИСТЕМАТА
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 -> 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 Изтегляне 381.39 Kb. Сподели с приятели:
|
