|
Организация ЭВМ и систем
Организация ЭВМ и систем
СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ
ПРИНЦИП ОРГАНИЗАЦИИ ЭВМ
АРХИТЕКТУРА АППАРАТНЫХ СРЕДСТВ ЭВМ
УСТРОЙСТВА ВВОДА ДАННЫХ
УСТРОЙСТВА ВЫВОДА ДАННЫХ
ПРОИЗВОДИТЕЛЬНОСТЬ КОМПЬЮТЕРА
НАЗНАЧЕНИЕ И ФУНКЦИИ ОПЕРАЦИОННОЙ СИСТЕМЫ
СЕТИ ЭВМ И СРЕДСТВА ТЕЛЕКОММУНИКАЦИОННОГО ДОСТУПА
ВВЕДЕНИЕ
Все множество вычислительных машин (ВМ) делится на 2 класса: аналоговые (АВМ) и цифровые (ЦВМ). АВМ обеспечивают решение различных задач по принципу аналогии протекающих в них (в АВМ) процессов с процессами в объектах, для которых поставлена и решается задача. Пример: существует много различных по своей природе объектов, процессы в которых описываются одинаковыми математическими моделями (формулами, зависимостями), например, дифференциальными уравнениями или системой уравнений. В АВМ для решения такого рода уравнений обычно используются электрические процессы, которые описываются (моделируются) такого же рода математическими зависимостями. В них решение задач сводится к измерению электрических параметров процессов, протекающих в АВМ, через определенные промежутки времени:
Например:
u-напряжение (в вольтах);
t-время (в секундах, долях секунды)
ЦВМ обеспечивают решение различных задач путем выполнения элементарных математических (арифметических и логических) операций над информацией, представленной исключительно в дискретной форме, – над числами, символами текста, точками графических изображений и т. п.
Теперь несколько слов о терминологии. Сначала расшифровка аббревиатуры ЭВМ – Э лектронная В ычислительная М ашина. Как и всякая другая машина ЭВМ обеспечивает преобразование сырья, поступающего на вход машины, в конечный продукт. Особенность ЭВМ в том, что в качестве сырья на вход машины поступает информация (исходные данные), а на выход выдаются результаты решения задачи. Термин вычислительная означает, что обработка информации осуществляется путем выполнения сравнительно простых математических (арифметических, логических и т. п.) операций, т. е. путем вычислений. Термин электронная означает, что машина построена на основе электронных элементов, электронной элементной базы. В настоящее время под термином ЭВМ (компьютер) имеют в виду ЦВМ, т. е. ЭМ для обработки дискретной информации. Области применения ЭВМ самые разнообразные – от «физиков» до «лириков». В настоящее время трудно назвать область человеческой деятельности, где бы не применялись ЭВМ.
Таким образом, предметом курса «Организация ЭВМ и систем» являются различного рода ВК и принципы их организации (построения). Простейшим из ВК является однопроцессорный ВК. Большинство ЭВМ относятся к классу однопроцессорных, наиболее простых. Более сложные ВК встречаются (используются) реже. К ним относятся многомашинные и многопроцессорные (мультипроцессорные) ВК. Многомашинные ВК – это прежде всего локальные сети ЭВМ.
ГЛАВА 1. Принципы организации ЭВМ
Какие основные факторы предопределяют принципы построения ЭВМ? Их достаточно много. Но если следовать схеме сверху - вниз, то это два основных фактора - назначение ЭВМ и элементная база.
Влияние элементной базы . Известно, что в ЭВМ используется исключительно двоично-кодированная форма представления информации. Почему? Во-первых, потому, что при этом предельно упрощается конструкция элементов и машины в целом. Вторая причина - при использовании двоично-кодированной формы существенно возрастает надёжность элементов и ЭВМ в целом.
Второй фактор назначение ЭВМ. Из определения ЭВМ (автоматизация обработки информации на основе алгоритмов) следует, что принципы организации ЭВМ неизбежно должны зависеть от свойств алгоритмов. Каких? Наиболее существенное влияние на организацию ЭВМ оказывают следующие три свойства алгоритмов.
Детерминированность (однозначность) вычислительных процессов, порождаемых алгоритмами. При описании алгоритмов используется конечный набор элементарных операций. Дискретное представление информации, с которой оперируют алгоритмыКак они влияют на организацию ЭВМ?
Детерминированность процессов – это основное свойство алгоритмов, которое позволило Джону фон Нейману использовать алгоритм как основу, источник управления процессом вычислений, процессом обработки информации в ЭВМ. А именно: алгоритм представляется в форме программы, вводится в память машины и используется для управления вычислительным процессом (отсюда, кстати, потребность в “армии” программистов).
Конечный набор элементарных операций – отсюда вытекает, что и аппаратура ЭBM (т. е. ВК) должна выполнять конечный набор сравнительно простых операций: сложение, вычитание, умножение, деление и др. Следовательно, F={+, - , ? ,/,...} - список машинных операций конечен и сравнительно прост.
Дискретное представление информации , с которой оперируют алгоритмы. Из этого свойства следует, что информация в ЭВМ представляется исключительно в дискретной форме — числовой, символьной, в форме логических значений. Причём, с учётом фактора элементной базы – не просто числовой, символьной и т. д., а ещё и в двоично-кодированной форме.
Анализируя сказанное, можно сформулировать принципы построения и функционирования современных ЭВМ в виде нескольких основных тезисов. Впервые их сформулировал Джон фон Нейман в 1945 году под названием “Принципы программного управления ЭВМ”. В популярном изложении их можно сформулировать следующим образом.
• Информация, подлежащая обработке с помощью ЭВМ, кодируется в двоичной форме и разделяется на единицы информации - слова . Слово - это совокупность двоичных элементов a 1 , a 2, ..., a k, где a i I {0,1}, k=8,16,32,64, k=const.
• Перед обработкой слова информации (исходные данные) размещаются в ячейках памяти ЭВМ. Ячейка памяти - это место хранения одного слова информации. Ячейки памяти нумеруются. Номер ячейки памяти называют адресом .
• Алгоритм обработки информации представляется в виде последовательности управляющих слов - т. н. команд . Каждая команда задаёт, предписывает аппаратуре ЭВМ тип выполняемой операции (указывает одну операцию из списка F), т. е. указывает аппаратуре что делать. Кроме того, команда, в случае необходимости, указывает и местоположение операндов в памяти машины путём указания номера ячейки, т. е. указывает аппаратуре, где взять данные для обработки. Алгоритм, представленный в терминах команд, называют программой .
• Команды, как и данные, кодируются в двоичной форме и располагаются в ячейках памяти ЭВМ.
• Выполнение операций, предписанных программой, сводится к поочерёдному выбору команд из памяти и их выполнению (интерпретации) аппаратурой ЭВМ. Порядок, в котором команды извлекаются из памяти, задаётся алгоритмом решения задачи и зависит от исходных данных.
Состав устройств ЭВМ известен: это устройства типа процессор, запоминающее устройство (ЗУ), устройство ввода (УВв), устройство вывода (УВыв).
Структура простейшей ЭВМ представлена на рисунке 1.1. Чего в ней нет по сравнению с современной машиной? Нет внешней памяти (ВП).
Порядок функционирования ЭВМ. Современные ЭВМ работают под управлением операционных систем (ОС). Программы ОС обычно хранятся во ВП (на дисках). В момент включения питания в основной оперативной памяти (ОП) пусто. Для нормальной работы в ОП необходимо сначала ввести основную часть ОС (т. н. резидентную часть) из ВП. Обычно это делается под управлением программы начальной загрузки, которая в современных ЭВМ хранится в части ОП, реализованной на основе БИС ПЗУ. По объему это малая часть ОП.
Основная часть ОП строится на основе БИС ОЗУ.
После загрузки в ОП ЭВМ операционная система превращается в инструмент, помогающий человеку в автоматическом режиме быстро и без ошибок выполнять машинные программы.
ГЛАВА 2. Архитектура аппаратных средств ЭВМ
2.1. ОБЩЕЕ УСТРОЙСТВО
2.2. КОРПУС РС
2.3. МАТЕРИНСКАЯ ПЛАТА
2.4. ПРОЦЕССОР
2.5. ОПЕРАТИВНАЯ ПАМЯТЬ
2.6. КОНТРОЛЛЕРЫ
2.7. ШИНЫ
2.8. УСТРОЙСТВА ХРАНЕНИЯ ДАННЫХ
2.9. ДИСКОВОДЫ
2.10. ВИНЧЕСТЕРЫ
2.11. ПРИВОДЫ CD-ROM
2.1. Общее устройство
Персональный компьютер (ПК, PC – Personal Computer ) - устройство для программируемой обработки данных. ПЭВМ – универсальные микроЭВМ индивидуального применения.
PC позволяет проводить без участия человека сложные последовательности вычислительных операций.
Обычно персональные компьютеры состоят из устройств:
- системный блок (для размещения основных элементов компьютера)
- клавиатура (для ввода символов в компьютер)
- монитор (для отображения текстовой и графической информации)
ПЭВМ – универсальные микроЭВМ индивидуального применения.
Особенности:
• компактность и экономичность;
• несложная ОС;
• диалоговый язык программирования высокого уровня;
• телекоммуникационные средства, обеспечение подключения к сетям.
Обобщенная структура ПЭВМ:
ПЭВМ = аппаратные средства ( hardware ) + программное обеспечение ( software ).
Аппаратно ПЭВМ строится на основе модульных конструкций:
• системный модуль – одна плата с ЦП, ОП и разъемами для подключения функциональных модулей;
• функциональные модули – конструктивно размещаемые на одной плате контроллер, дополнительная память, адаптер подключаемые к разъемам системного модуля.
Системный модуль + функциональные модули + блок питания = системный блок.
2.2. Корпус PC
Описание составных частей PC мы начинаем с конструктивного элемента, не являющегося необходимым для функционирования вычислительной системы, т. е. корпуса (системный блок), однако это первое, что бросается в глаза. Корпус PC является не только "упаковочным ящиком", но и функциональным элементом, защищающим комплектующие PC от внешнего воздействия, и служит основой для последующего расширения системы.
Известно, что можно совершенствовать PC путем добавления в него новых или замены старых комплектующих.
Поэтому при выборе корпуса рекомендуется руководствоваться не только эстетическими критериями, но и принимать во внимание его функциональные возможности.
Хотя из частей компьютера корпус выглядит наименее эффектно, в нем располагаются все основные узлы компьютера
- Электронные схемы, управляющие работой компьютера (микропроцессор, оперативная память, контроллеры устройств и т. д.)
- Блок питания, преобразующий электропитание сети в постоянный ток низкого напряжения, подаваемый на электронные схемы компьютера
- Накопители (или дисководы) для гибких магнитных дисков, используемых для чтения и записи на гибкие магнитные диски (дискеты)
- Накопитель на жестком магнитном диске, предназначенный для чтения и записи на несъемный жесткий магнитный диск (винчестер)
- Через специальные гнезда (разъемы), находящиеся обычно на задней стенке корпуса к компьютеру можно подключить различные устройства.
Подключение этих устройств выполняется с помощью специальных проводов (кабелей). Для защиты от ошибок разъемы для вставки этих кабелей сделаны разными, так что кабель просто не воткнется в неподходящее гнездо.
Корпус состоит из двух изогнутых в форме буквы П жестяных или стальных листов, вставленных в друг друга. На одном из листов крепится материнская плата а другой лист является крышкой.
Обычно на передней панели корпуса размещаются несколько кнопок (кнопка включения питания и кнопка Reset - сброс для перезапуска PC) и светодиодных индикаторов (LED - Light Emiting Diod) для индикации включения питания и работы винчестера. Иногда встречаются цифровые индикаторы частоты процессора.
Внутри на фронтальной панели корпуса расположен динамик (PC Speaker), который является стандартным средством подачи акустических сигналов.
Вместе с корпусом вы приобретаете блок питания. Размер блока питания определяется конструкцией корпуса. Существует множество модификаций блоков питания разного типа. Все они различаются выходными мощностями.
Типы корпусов:
Slimline
| Другим недостатком Slimline является то, что в нем использовано фактически все внутреннее пространство, хотя при такой конструкции системного блока экономится место, если нужно заменить плату или другой компонент РС, приходится разбирать практически весь системный блок РС. Кроме того, мощности вентилятора порой не хватает для поддержания нормальной температуры внутри корпуса, в результате чего температура может возрасти до экстремальных значений. |
Но самый большой недостаток Slimline состоит в ограничении места для установки компонентов, расширяющих возможности РС. Типичный Slimline имеет высоту 7 см, ширину 35 см и длину 45 см. Такие размеры ограничивают возможности модернизации РС. Это означает, что можно подсоединить только дисковод 5,25", дисковод 3,5" и один винчестер. Причем подсоединение двух дисководов 5,25" и 3,5" возможно не для всех Slimline. хотя, в принципе, можно подсоединить внешний дисковод и установить его рядом с корпусом РС. Практически все корпуса типа Slimline поставляются вместе с материнской платой. При покупке необходимо обращать на это особое внимание. Почти все материнские платы, предназначенные для установки в корпус типа Slimline, не имеют слотов расширения. Для подключения дополнительных карт (видеоадаптера, контроллеров, звуковой карты и т. п.) используется специальная карта расширения системой шины - так называемая карта адаптера. Использование этой карты обусловлено необходимостью горизонтального размещения дополнительных компонентов РС, из-за ограниченной высоты корпуса данного типа. С помощью платы адаптера можно установить от трех до пяти дополнительных карт расширения.
Корпус типа Slimline, как правило, оборудован блоком питания мощностью не более 150 Вт.
Для снятия крышки корпуса необходимо открутить два винта; расположенных по бокам корпуса. Иногда в середине задней стенки корпуса находится еще один винт (немного выше нижнего канта крышки). Не нужно откручивать другие винты, так как в этом случае высвобождается блок питания и другие внутренние элементы конструкции корпуса, что может привести к нарушениям работы компьютера. Крышка приподнимается с обратной стороны корпуса и сдвигается назад. Не бойтесь, крышка не связана с какими-либо электронными конструктивными элементами.
Desktop
| Корпус Desktop (desktop - Письменный стол) был наиболее распространен до середины 90-х годов (рис. 1.4). Самый большой недостаток этих корпусов - они занимают много места на письменном столе. Конечно, корпус Desktop можно поставить на бок и расположить под столом, но только в том случае, если компьютер не имеет таких компонентов, как, например, привод CD-ROM, работа которого возможна только в горизонтальном положении. |
Корпуса типа Desktop, как правило, имеют следующие размеры: ширина и длина около 45 см, высота около 20 см; Корпус Desktop предназначен для размещения в нем блока питания мощностью Вт (такой мощности хватает для питания всех элементов РС) и всех компонентов, которые обычно требуются пользователю. При покупке корпуса типа Desktop необходимо обратить особое внимание на то, чтобы корпус был оснащен тремя сменными блоками высотой 5,25", предназначенными для расширения функциональных возможностей РС, например, для установки привода CD-ROM или стримера. В последнее время в связи с широким распространением мультимедиа была разработана специальная модификация корпуса типа Desktop, включающая встроенную акустическую систему. Данная конструкция уже давно используется в компьютерах типа Macintosh. На переднюю панель выведены регуляторы громкости и баланса звука. Преимущество таких корпусов очевидно: освобождается от лишних проводов стол и не требуется место для акустической системы. В некоторых конструкциях на переднюю панель также выведены регуляторы тембра и гнезда для подключения микрофона и наушников. Вскрытие корпуса Desktop аналогично вскрытию корпуса Slimline. Если корпус не имеет захлопывающейся крышки, то он крепится винтами, расположенными по бокам корпуса.
Tower
| Корпус типа Desktop занимал на рабочем столе много места. Поэтому был разработан корпус типа Tower, который можно, размещать под столом. Корпус типа Tower можно легко открыть. Этот корпус состоит из двух изогнутых в форме буквы U стальных листов, вставленных друг в друга. Встречаются два варианта: • В дешевых корпусах часть кожуха находится под фронтальной обшивкой. На обратной стороне по периметру (справа и слева) расположены три для Big Tower и четыре для Super - Big - Tower винта, которые фиксируют крышку на тыльной стороне корпуса. После удаления винтов крышку слегка приподнимают. Крышка выходит из нижней части корпуса. После этого легким рывком ее извлекают из фронтальной части корпуса. |
• Альтернативу этой конструкции представляют корпуса, в которых боковая стенка может откидываться подобно крышке шкафа; однако для этого необходимо удалить два винта, обычно находящихся непосредственно на фронтальной обшивке или на тыльной части корпуса РС Многие корпуса типа Tower производятся с откидывающейся крышкой. Это грамотное решение: с одной стороны, крышка защищает элементы конструкции от попадания пыли, с другой стороны, - от шаловливых ручек знакомых, друзей и подрастающего поколения.
Существует несколько модификаций таких корпусов отличающихся друг от друга по высоте: Mini - Tower (около 40 см. в высоту), Midi - Tower (около 50 см.), Big - Tower (около 60 см.).
Корпус типа АТХ
| В июле 1995 г. корпорацией Intel была предложена новая спецификация на конструкцию корпуса PC (и материнской платы). В настоящее время эта спецификация принята всеми ведущими производителями PC. Появление спецификации АТХ обусловлено, с одной стороны, повышением требований к скорости работы процессора и, соответственно, теплорежиму внутри корпуса, а также увеличению количества микросхем на материнской плате (появление систем all-in-one, то есть когда на материнской карте интегрированы видео и звуковые карты, контроллеры приводов и др.). |
С другой стороны, появились требования более удобного и простого доступа к внутренним элементам PC. Если вы открывали крышку корпуса PC и устанавливали новые компоненты (карты расширения, винчестер и др.), то наверняка столкнулись с массой неудобств: кабели периферийных устройств перекрывают доступ к модулям памяти, CPU блокирует возможность установки полноразмерных карт в слоты расширения и пр.
Согласно стандарту АТХ материнская плата развернута на 90°, вследствие чего все слоты расширения становятся пригодными для использования полноразмерных плат, a CPU оказывается под блоком питания, и вентилятор блока питания дополнительно обдувает процессор.
Внешне корпус АТХ похож на корпус типа Desktop и Tower, однако:
- Корпус АТХ оборудован новым блоком питания, отличающимся от своих предшественников размерами, конструкцией и наличием нового разъема для подключения к материнской плате
- Все слоты расширения поддерживают полноразмерные платы
- Наличие интегрированных портов уменьшает количество кабелей и проводов внутри корпуса, что облегчает доступ к компонентам материнской платы
- Все порты ввода/вывода располагаются на одной стороне материнской платы в один ряд и выходят на заднюю стенку корпуса (здесь же могут размещаться видео, аудио и игровой порт)
- Разъемы интерфейсов дисководов и винчестеров расположены рядом с посадочными местами для 3,5" приводов, следовательно, можно использовать более короткие кабели
В настоящее время появилось большое количество ATX-корпусов типа Desktop, Mini-Tower, Tower.
2.3. Материнская плата
Материнская плата является основной составной частью каждого PC. Это самостоятельный элемент, который управляет внутренними связями и взаимодействует через прерывания с другими внешними устройствами. В этом отношении материнская плата является элементом внутри PC, влияющим на общую производительность компьютера. Супербыстрый винчестер или высокопроизводительная графическая карта нисколько не смогут увеличить его производительность, если тормозится поток данных к материнской плате и от нее. Материнскую плату (Motherboard) также называют главной (Mainboard) или системной платой.
Размеры материнской платы нормированы. Также стандартизованы и отверстия внутри платы, которые соединяют ее с дном корпуса. Поэтому говорят не о размерах, а о типоразмерах материнских плат.
Существует восемь основных типоразмеров материнских плат:
- FullSize (устаревший)
- Baby-AT (стандартный)
- HalfSize (миниплата для Slimline корпуса)
- LPX (для корпусов с уменьшенной высотой и Slimline)
- Mini-LPX (для корпусов с уменьшенной высотой и Slimline)
- АТХ (для корпусов ATX)
- Mini-ATX (для корпусов ATX с уменьшенной высотой)
- NLX (дальнейшее развитие стандарта ATX )
| Материнская плата EP-5EPAJ построена на базе нового поколения системной логики Intel - чипсета i915, обеспечивающего поддержку процессоров Intel Pentium 4 с частотой FSB 800 MHz для сокетов LGA775. Плата обеспечивает двуканальный режим работы памяти DDR-400/333, также поддерживает 8 портов USB 2.0 и 4 порта S-ATA, на плату интегрирован гигабитный сетевой адаптер с поддержкой Virtual Cable Net-Diagnostic. |
| Высокопроизводительная материнская плата EPoX EP-8HDA5I для процессоров AMD Athlon 64. Плата EPoX EP-8HDA5I основана на наборе микросхем VIA K8T800 (северный мост) и VT8237 (южный мост) с поддержкой частоты HT 800 МГц. Платой обесечивается поддержка 6-канального звука, интерфейса USB 2.0, двухканального Serial ATA контроллера. |
| Материнская плата EPoX EP-8KRAI-X основана на чипсете VIA KT600 (северный мост) и VT8237 (южный мост) с поддержкой частоты системной шины 266/333/400 МГц. Северный мост KT600 работает с памятью DDR 266/333/400. Южный мост VT8237 обеспечивает поддержку протокола ULTRA ATA 133, вывод звука на 6-канальный аудиокодек Realtek ALC655 AC'97 CODEC, сетевой контроллер VIAVT6103 и контроллер USB 2.0. |
| Материнская плата Epox EP-8KMM3I-X с разъемом Socket A для процессоров Athlon XP. Северный мост VIA KM400 поддерживает FSB 200/266/333 MГц и работу с DDR 266/333 SDRAM. Южный мост VT8237 обеспечивает поддержку протокола Ultra DMA 133, 6-канальный аудиокодек Realtek ALC655 и интерфейс USB 2.0. На плату интегрирован сетевой контроллер VIA VT6103. |
| Материнская плата Epox EP-4PDA3I-3 поддерживает процессор Intel Pentium 4 и Celeron. На плате присутствует 478-контактный сокет. Северный мост Intel 865PE поддерживает частоту системной шины 800/533/400 MГц FSB. |
| Материнская плата EPoX EP-8HDA5I основана на наборе микросхем VIA K8T800 (северный мост) и VT8237 (южный мост) с поддержкой частоты HT 800 МГц. Северный мост K8T800 соединяется с южным мостом VT8237 через Ultra Y-Link связь, обеспечивающей передачу данных со скоростью 1.06GB/c. Южный мост VT8237 обеспечивает поддержку протокола ULTRA ATA 133, вывод звука на 6-канальный аудиокодек Realtek ALC65x AC'97 CODEC и контроллера USB 2.0. На плате встроен двухканальный Serial ATA контроллер (полоса пропускания - 150MB/s). На плату также интегрирован сетевой контроллер VIA VT6103, обеспечивающий скорость передачи данных до 100 Мбит/с. |
2.4. Процессор
| Стержень материнской платы — процессор, точнее главный процессор (Central Processing Unit, CPU) . Подобные процессоры находятся не только в РС - в принципе процессором оборудована каждая современная стиральная машина |
Конечно же, процессоры отличаются друг от друга. В области PC имеется признанный лидер на рынке - фирма Intel, которая является (и была) "домашним" поставщиком CPU в IBM - совместимых PC. Известны еще две фирмы: это AMD и Cyrix. Процессоры, как и все электрические схемы, получили обозначение типов. Для PC обозначение CPU начинается с 80, затем следуют две или три цифры, которые при необходимости дополняются буквами или цифрами, указывающими тактовую частоту процессора. Перед типом процессора чаще всего имеется сокращение, идентифицирующее изготовителя. i80486DX-50 обозначает, например, процессор типа 80486, изготовленный фирмой Intel и работающий с тактовой скоростью 50 МГц. Микросхемы фирмы Advanced Micro Devices обозначаются префиксом AMD, а процессоры Cyrix маркируются как CX. При запуске PC эти буквы появляются на экране монитора перед номером типа процессора. Процессоры других изготовителей, установленные не как CPU , уже трудно идентифицировать. Обозначение "80" перед именем процессора часто опускают. При этом под контекстом "386" понимают не только процессор 80386, но и все периферийные микросхемы, расположенные на материнской плате.
Производительность CPU характеризуется следующими основными параметрами:
- Степень интеграции (показывает количество транзисторов на единицу площади)
- Внутренняя и внешняя разрядность обрабатываемых данных (количество одновременно обрабатываемых бит)
- Тактовая частота (частота, с которой процессор выполняет определенные операции) ( периодический сигнал, используемый для временного согласования всех синхронных операций в устройствах вычислительной машины )
Типы процессоров
Исходный вариант компьютера IBM PC и модель IBM PC XT использовали микропроцессор Intel-8088. В начале 80-х годов эти микропроцессоры выпускались с тактовой частотой 4,77 МГц, затем были созданы модели с тактовой частотой 8, 10 и 12 МГц. Модели с увеличенной производительностью (тактовой частотой) иногда называются TURB O - X T. Сейчас микропроцессоры типа Intel-8088 производятся в небольших количествах, и для использования не в компьютере, а в различных специализированных устройствах.
Модель IBM PC AT использует более мощный микропроцессор Intel-80286, и ее производительность приблизительно в 4-5 раз больше, чем у IBM PC XT. Исходные варианты IBM PC AT работали на микропроцессорах с тактовой частотой от 12 до 25 МГц, т. е. работающие в 2-3 раза быстрее. Микропроцессор Intel-80286 имеет несколько больше возможностей по сравнению с Intel-8088, но эти дополнительные возможности используются очень редко, так что большинство программ, работающих на AT, будет работать и на XT. Сейчас микропроцессоры типа Intel-80286 также считаются устаревшими и для применения в компьютерах не производятся.
В гг. большая часть выпускаемых компьютеров была основана на достаточно мощном микропроцессоре Intel-80386, разработанным фирмой Intel в 1985 г. Этот микропроцессор (называемый также 80386DX) работает в 2 раза быстрее, чем работал бы 80286 с той же тактовой частотой. Обычный диапазон тактовой частоты 80386DX - от 25 до 40 МГц. Кроме того, фирмой Intel был разработан также микропроцессор Intel-80386SX, он ненамного до роже Intel-80286, но обладает теми же возможностями, что и Intel-80386, только при более низком быстро действии (приблизительно в 1, 5-2 раза).
Микропроцессор Intel-80386 не только работает быстрее Intel-80286, но и имеет значительно больше возможностей, в частности, он содержит мощные средства для 32-разрядных операций (в отличие от 16-разрядных 80286 и 8088).
Эти средства активно используются производителями программного обеспечения, поэтому многие выпускаемые сейчас программы предназначены для использования только на компьютерах с микропроцессорами модели Intel-80386 или более старшей.
При создании микропроцессора Intel-80386 фирма Intel рассматривала его как самый передовой микропроцессор, обеспечивающий достаточную производительность для большинства решаемых задач. Однако получившая широчайшее распространение начиная с гг. операционная оболочка W indows фирмы Microsoft резко увеличила требования к вычислительным ресурсам компьютера, и во многих случаях работа W indows - программ на компьютере с микропроцессором Intel-80386 оказалась слишком медленной. Поэтому в течение гг. большинство производителей компьютеров переориентировались на использование более мощного микро процессора Intel-80486 (или 80486DX). Этот микропроцессор мало отличается от Intel-80386, но его производительность в 2-3 раза выше. Среди его особенностей следует отметить встроенную кэш-память и встроенный математический сопроцессор. Фирмой Intel также разработаны более дешевый, но менее производительный вариант -80486SX и более дорогие и более быстрые варианты -80486DX2 и DX4. Тактовая частота 80486 обычно находится в диапазоне 25-50 МГц, 80486DX2- 50-60 МГц, а DX4- до 100 МГц.
В 1993 г. фирмой Intel был выпущен новый микропроцессор P entium (ранее анонсировавшийся под названием 80586). Этот микропроцессор еще более мощен, особенно при вычислениях над вещественными числами. Как и Intel-80486, он содержит встроенный математический сопроцессор, причем значительно более эффективный, чем у Intel-80486. Для увеличения производительности в P entium применены и другие усовершенствования: более быстрая и более широкая магистраль передачи данных (шина данных), большой размер встроенной кэш-памяти, возможность выполнения двух инструкций одно временно и т. д. Тактовая частота выпускаемых микропроцессоров P entium - от 60 до 233 МГц. При этом микропроцессоры P entium работают в 1, 5-2 раза быстрее микропроцессоров типа 80486 с той же тактовой частотой, а для задач, требующих интенсивных вычислений над вещественными числами - в 3-4 раза быстрее.
|
Из за большого объема этот материал размещен на нескольких страницах:
1 2 3 4 |
