UTK - skrypt dla ucznia kl 1 Dział 4 - 03-2018.pdf

(6738 KB) Pobierz
URZADZENIA TECHNIKI KOMPUTEROWEJ – klasa I
technik informatyk 351203
IV Dział programowy:
Elementy jednostki centralnej komputera
L – 66
Schemat blokowy systemu mikroprocesorowego.
1. Sposoby przetwarzania informacji.
2. Układy systemu mikroprocesorowego.
Ad. 1. Sposoby przetwarzania informacji
Przetwarzanie informacji za pomocą układów cyfrowych polega na dostarczeniu do układu lub
systemu danych, które podlegają działaniom określonym za pomocą algorytmów, po przeprowadzeniu
których otrzymujemy wynik. Przetwarzanie to możemy realizować dwoma sposobami:
a) przy pomocy specjalizowanego układu cyfrowego
HARDWARE
Wejścia
Specjalizowany
układ
cyfrowy
Wyjścia
DANE
WYNIKI
Jest to zespół połączonych układów cyfrowych, zdolnych do realizacji ściśle określonych działań, przez
ich odpowiednie połączenie. Takie rozwiązania nazywamy sprzętowymi (ang.
hardware).
b) przy pomocy systemu mikroprocesorowego
HARDWARE
Wejścia
Wyjścia
System
mikroprocesorowy
DANE
WYNIKI
Program
SOFTWARE
Jest to uniwersalny system, wykonujący działania opisane rozkazami (instrukcjami). Rozkazy tworzą
logiczny ciąg zwany programem. Uniwersalność systemu polega na tym, że możliwa jest wielokrotna
zmiana programów, a co za tym idzie, zmiana sposobu działania systemu. Takie rozwiązania nazywamy
programowymi (ang.
software).
Tylko do użytku wewnętrznego TZN!
strona 128
URZADZENIA TECHNIKI KOMPUTEROWEJ – klasa I
technik informatyk 351203
Ad. 2. Układy systemu mikroprocesorowego.
Komputer jest zespołem układów cyfrowych tworzących system mikroprocesorowy. Typowy
system mikroprocesorowy składa się z następujących elementów: procesora, pamięci operacyjnej RAM,
pamięci stałej ROM, układów wejścia/wyjścia oraz układów sterujących przepływem informacji pomię-
dzy w/w elementami.
Mikroprocesor
(procesor) przetwarza dane, wykonując na nich operacje arytmetyczne i logicz-
ne, na podstawie instrukcji (rozkazów) odczytanych z pamięci operacyjnej. Zbiór tych instrukcji, okre-
ślających sposób wykonania konkretnego zadania, nazywamy programem. Mikroprocesor oznaczany
jest również: µP lub CPU (ang.
Central Processing Unit
– centralna jednostka obliczeniowa).
Pamięć RAM
(ang.
Random Access Memory)
– pamięć o dostępie swobodnym, umożliwia zapis
i odczyt informacji. Jest ulotna, co oznacza, że, po wyłączeniu zasilania, informacja w niej przechowy-
wana jest bezpowrotnie tracona. Tego typu układy tworzą pamięć operacyjną komputera, w której prze-
chowywane są kody instrukcji tworzących program, dane oraz wyniki działania programu.
IOW
IOR
MEMW
MEMR
MIKROPROCESOR - CPU
Pamięć
stała
ROM
POST
BIOS
Pamięć
operacyjna
RAM
Dane
Program
Układy
wejścia
i wyjścia
I/O
Szyna adresowa
Szyna danych
Pamięć ROM
(ang.
Read Only Memory)
– pamięć stała, służąca tylko do odczytu; zachowuje
swoją zawartość po wyłączeniu zasilania. W pamięci ROM zapisywane jest podstawowe oprogramowa-
nie płyty głównej już w czasie jej produkcji. Znajdują się w niej, między innymi, następujące programy:
POST
(ang.
Power On Self Test)
– podstawowe testy diagnostyczne komputera,
BIOS
(ang.
Basic Input Output System)
– oprogramowanie obsługujące urządzenia wej-
ścia/wyjścia. BIOS zawiera również procedury inicjalizujące pracę systemu operacyjnego oraz
umożliwiające wprowadzenie do pamięci operacyjnej dalszego oprogramowania.
Tylko do użytku wewnętrznego TZN!
strona 129
URZADZENIA TECHNIKI KOMPUTEROWEJ – klasa I
technik informatyk 351203
We współczesnych komputerach stosuje się pamięć stałą tupu
EEPROM
(ang.
Electrically Era-
sable Programmable Read Only Memory),
którą użytkownik może sam skasować i ponownie zaprogra-
mować, bez wymontowywania jej z systemu. Pozwala to na aktualizację wersji BIOS-u. Najnowsza
technologia nazywa się
Flash EEPROM,
w skrócie
Flash,
czyli „błysk”. Pozwala na zapisywanie i ka-
sowanie pamięci całymi blokami, a nie komórka po komórce, co znacznie przyspiesza jej działanie. Pa-
mięci Flash są stosowane obecnie powszechnie: pamięci USB (pendrive), karty pamięci, dyski SSD.
Wcześniej wykorzystywano pamięć EPROM (ang.
Erasable Programmable Read Only Memory),
zapi-
sywaną elektrycznie w programatorze, a kasowaną ultrafioletem w kasowniku.
Wszelkie bieżące zmiany parametrów konfiguracyjnych komputera, dokonywane przez użyt-
kownika w programie BIOS-Setup, zapisywane są w pamięci CMOS (ang.
Complementary Metal Oxide
Semiconductor)
zasilanej bateryjnie.
Układy wejścia/wyjścia
(ang.
I/O
–
Input/Output)
pośredniczą w wymianie informacji pomiędzy
mikroprocesorem i pamięcią systemu, a urządzeniami zewnętrznymi w stosunku do systemu, zwanymi
urządzeniami peryferyjnymi. Potrzeba pośredniczenia może wynikać z:
–
konieczności translacji poziomów sygnałów elektrycznych,
–
różnych szybkości działania urządzeń,
–
konieczności przygotowania odpowiedniego formatu informacji.
Tylko do użytku wewnętrznego TZN!
strona 130
URZADZENIA TECHNIKI KOMPUTEROWEJ – klasa I
technik informatyk 351203
L – 67
rowego.
Wymiana informacji pomiędzy układami systemu mikroproceso-
1. Magistrale systemowe.
2. Przykładowe sygnały magistrali sterującej.
Ad.1. Magistrale systemowe.
Magistrale
stanowią wspólne dla wszystkich układów drogi
przesyłania informacji.
a) Magistrala DMI łączy mostek północny z południowym o
przepustowości 2GB/s
b) Magistrala FSB łączy procesor z kontrolerem
pamięci (zazwyczaj w mostku północnym). Jej
częstotliwość zależy od zastosowania procesora.
Składa się z linii:
DB
(ang.
Data Bus)
– magistrali (szyny) danych,
AB
(ang.
Address Bus)
– magistrali (szyny) ad-
resowej,
CB
(ang.
Control Bus)
– magistrali (szyny) ste-
rującej.
Zadaniem magistrali danych jest przesyłanie da-
nych, wyników oraz kodów instrukcji. Jest to
magistrala dwukierunkowa. Magistralą adresową przesyłane są adresy komórek pamięci lub rejestrów
układów wejścia/wyjścia, z którymi chce się komunikować mikroprocesor. Jest to magistrala jednokie-
runkowa, adresy są generowane przez mikroprocesor. Szerokość magistrali adresowej (n linii) określa
przestrzeń adresową komputera (2
n
B). W tabeli przedstawiono wielkość adresowanej pamięci w odnie-
sieniu do typu procesora:
Typ procesora
8086/8088
286
486
Pentium 4, Athlon
Core 2 Duo, Core 2 Quad,
Magistrala adre-
sowa
20-bitowa
24-bitowa
32-bitowa
36-bitowa
36-bitowa
Kilobajty
(KB)
1 024
16 384
4 194 304
67 108 864
67 108 864
Megabajty
(MB)
1
16
4 096
65 536
65 536
Gigabajty
(GB)
—
—
4
64
64
Terabajty
(TB)
—
—
—
—
—
Magistrala
danych
16-bitowa
16-bitowa
32-bitowa
64-bitowa
64-bitowa
Tylko do użytku wewnętrznego TZN!
strona 131
URZADZENIA TECHNIKI KOMPUTEROWEJ – klasa I
technik informatyk 351203
Trzecia magistrala nie jest w istocie magistralą, a raczej zestawem linii sterujących. Linie te służą do
sterowania pracą układów współpracujących z mikroprocesorem oraz do sygnalizowania pewnych ich
określonych stanów (np. określa czy
sygnał ma zostać zapisany czy odczyta-
ny).
c) W 2009 roku Intel w procesorach
rodziny Core i5 (pierwszy i5-750) zre-
zygnowano całkowicie z mostka pół-
nocnego, likwidując wąskie gardło w
postaci FSB i
przenosząc
kontrole-
ry PCI Express i pamięci RAM DDR3
oraz interfejs DMI do procesora. Zada-
niem DMI jest komunikacja z urządze-
niami interfejsu SATA lub portami PCI.
d) Wraz z wprowadzeniem Intel Core
i7 magistralę FSB zastąpiono szeregową magistrala QPI. Jest to magistrala dwukierunkowa pełnoduple-
kową typu point to point (bez-
pośrednie
połączenie
dwóch
komponentów bez współdziele-
nia przepustowości), 20- bitowa
może osiągać prędkość do 25,6
GB/s.
e) Magistrala Hyper Transport,
zastosowana w rozwiązaniach
firmy AMD, w których wystę-
pują procesory ze zintegrowa-
nym kontrolerem pamięci, jest
magistralą typu point to point,
dwukierunkową jednocześnie
wysyłając i odbierając dane co
niweluje opóźnienia w transmi-
sji. Hyper Transport występuje
w wersjach: 1.0, 2.0, 3.0 i 3.1, które mogą pracować z częstotliwościami od 200 MHz do 3.2 GHz (dla
wersji HT 3.1) co pozwala na przesyłanie danych z maksymalną prędkością 51.6 GB/s (po 25.8 GB/s w
każdym kierunku)
.
Tylko do użytku wewnętrznego TZN!
strona 132

Plik z chomika:

Inne pliki z tego folderu:

Inne foldery tego chomika:

Zgłoś jeśli naruszono regulamin