budowa komputera klasy pc - tomaszordysinski.pltomaszordysinski.pl/pliki/tech_inf_2.pdf ·...
Post on 27-Feb-2019
227 Views
Preview:
TRANSCRIPT
Technologie informacyjne (wyk.2)Budowa komputera klasy PC
(procesory, płyta główna - chipset, interfejsy,
BIOS, pamięć)
dr Tomasz Ordysiński
Podstawy informatyki dr Tomasz Ordysiński
Składniki typowego PC’ta
Procesor
Pamięć operacyjna (RAM)
Płyta główna + interfejsy
Dysk twardy (HDD)
Stacja dyskietek (FDD)
Napęd optyczny (CD-ROM)
Karta graficzna
Klawiatura + mysz
Obudowa
Urządzenia peryferyjne (monitor, drukarka, skaner itp.)
Podstawy informatyki dr Tomasz Ordysiński
Procesor (CPU) – definicja i
parametryProcesor - urządzenie cyfrowe sekwencyjne potrafiące pobierać dane zpamięci, interpretować je i wykonywać jako rozkazy. Wykonuje on bardzoszybko ciąg prostych operacji (rozkazów) wybranych ze zbioru operacjipodstawowych określonych zazwyczaj przez producenta procesora jako listarozkazów procesora.
Procesor składa się z:
zespołu rejestrów do przechowywania danych i wyników,
jednostki arytmetycznej (arytmometr) do wykonywania operacji na danych,
układu sterującego przebiegiem wykonywania programu.
Jednostka centralna (ang. CPU, Central Processing Unit) - to określeniegłównego procesora w danym systemie komputerowym (komputerze)zajmującego się przetwarzaniem i wykonywaniem instrukcji zapisanych woprogramowaniu. CPU dzieli się na część odpowiedzialną za wykonywanieprogramów oraz na część zajmującą się operacjami na danych.
Podstawy informatyki dr Tomasz Ordysiński
Procesor – cechy i typowe rozkazy
Jedną z podstawowych cech procesora jest długość (liczba bitów) słowa, naktórym wykonywane są podstawowe operacje obliczeniowe. Jeśli słowo ma np.32 bity, mówimy że procesor jest 32-bitowy.
Innym ważnym parametrem określającym procesor jest szybkość z jakąwykonuje on program. Szybkość ta w znacznym stopniu zależy czasu trwaniapojedynczego taktu procesora, jest on odwrotnością częstotliwości procesora.
Do typowych rozkazów wykonywanych przez procesor należą:
kopiowanie danych
działania arytmetyczne (dodawanie, odejmowanie, porównywanie dwóchliczb, dodawanie i odejmowanie jedności, zmiana znaku liczby
działania na bitach (iloczyn logiczny – AND, suma logiczna – OR, sumamodulo 2 (różnica symetryczna) – XOR, negacja – NOT, przesunięcie bitóww lewo lub prawo)
skoki (bezwarunkowe, warunkowe)
Podstawy informatyki dr Tomasz Ordysiński
Procesory - architekturaARCHITEKTURY CPU
CISCComplex Instruction Set
Computers
RISCReduced Instruction Set
Computers
CECHY:
1. duża liczba rozkazów (tysiące)
2. mała optymalizacja działania
3. duża ilość trybów adresowania
4. duża częstotliwość taktowania
procesora
CECHY:
1. zredukowana liczba rozkazów (do
kilkudziesięciu)
2. redukcja trybów adresowania
3. zwiększenie liczby rejestrów
4. ograniczenie komunikacji pomiędzy
pamięcią, a procesorem
Podstawy informatyki dr Tomasz Ordysiński
Główni producenci procesorów IBM - International Business Machines Corporation (potocznie Big
Blue) - jedna z pierwszych i obecnie największych firm produkującychnajpierw maszyny liczące i księgujące, potem komputery. IBM niewynalazł komputera osobistego, ale stworzona przez niego w 1981roku architektura stała się przemysłowym standardem (IBM PC).Microsoft i Intel zostali czołowymi dostawcami dwóch głównych częścitej architektury.
INTEL - amerykański producent mikroprocesorów, urządzeńsieciowych i kości graficznych. Sławę przyniósł jej procesor Pentium,na którego promocje wydano miliony dolarów. Obecnie firma jestnajwiększym producentem procesorów dla komputerów biurowych.
AMD - Advanced Micro Devices, Inc. to założona w roku 1969amerykańska firma produkująca procesory (drugi po Intelu dostawcado komputerów PC) i pamięci
Motorola - producent szerokiego zakresu urządzeń, między innymiprocesorów do komputerów osobistych Atari, Commodore Amiga,Apple Macintosh,
Podstawy informatyki dr Tomasz Ordysiński
Rodzina procesorów Intel Pentium: I,PRO, II, III, IV (oparte na
rdzeniach: Willamette, Northwood, ExtremeEdition i Prescott), mobile (zoptymalizowanytak, aby zużywać jak najmniej prądu iwydzielać jak najmniej ciepła –zastosowanie w komputerach przenośnych)
Celeron: (wersja ekonomiczna/okrojonaprocesora PENTIUM), w 2004r. Celeron D
Xeon: wywodzi się z Pentium II i jestprzeznaczona jest na rynek serwerów (pracawieloprocesorowa)
Itanium – 1, 2 (rozwiązanie dla serwerów)
Dual Core
Core 2 - Core 2 Duo, Core 2 Extreme, Core2 Quad (4), Core 2 Extreme Quad (2 * Core2 Duo)
Podstawy informatyki dr Tomasz Ordysiński
AMD - procesory DURON (2000-2004) taktowane zegarem od 600
MHz do 1,8 GHz, (Spitfire, Morgan, Applebred). AMD zaprzestało produkcji procesora Duron w 2004 roku, został on zastąpiony linia procesorów Sempron.
ATHLON Classic
ATHLON Thunderbird
ATHLON XP (Palomino, Thoroughbred, Barton i Thorton, Mobile Athlon XP)
Operton (dedykowany do serwerów)
ATHLON 64 (FX) (okrojony Operton do serwerów)
Sempron (następca Durona – konkurencja dla Celerona D)
Athlon 64 X2
AMD Quad FX (2 * Athlon 64 FX)
Podstawy informatyki dr Tomasz Ordysiński
Mechanizmy zaszyte w procesorachSingle Instruction/Multiple Data (SIMD) to rodzaj instrukcjiprocesora, które wykonują tę samą operację na wielu danych: MMX - zestaw 57 (później dodano dodatkowe) instrukcji SIMD
dla procesorów Pentium i zgodnych związanych z obsługąmultimediów.
SSE - jest nazwą zestawu instrukcji wprowadzonego po razpierwszy w procesorach Pentium III firmy Intel. PoszerzenieMMX.
SSE2 - zestaw instrukcji SSE poszerzony o 144 nowe rozkazy
SSE3 - wprowadza 13 nowych poleceń w stosunku do swojegopoprzednika SSE2
3DNow!™ - udoskonalenie architektury procesorów x86,znacznie zwiększające wydajność potrzebną dla odtwarzaniagrafiki trójwymiarowej i multimediów.
3DNow!™ Professional - w procesorach Athlon XP i Duronach zzegarem 1000 MHz i wyżej wprowadzono instrukcje w 100%zgodne z intelewskim SSE.
3DNow!™ Enhanced - kolejne rozszerzenie technologi3DNow!™ dodające kolejne 24 komendy wspomagające operacjeprzetwarzania.
Podstawy informatyki dr Tomasz Ordysiński
Gniazda procesorówZIF SOCKET- jest to gniazdo które umożliwiabezproblemowe wyjęcie procesora za pomocąspecjalnej dźwigienki.
SLOT 1 - rodzaj gniazda do procesorów z rodziny IntelPentium II i Pentium III
SLOT A - rodzaj gniazda do procesorów z rodziny AMDAthlon
SOCKET 7 - rodzaj gniazda do procesorów z rodzinyIntel Celeron
SOCKET 370 - rodzaj gniazda do procesorów z rodzinyIntel Pentium, Cyrix, Texas Instruments i AMD/AMD K6
Socket A - AMD Athlon, AMD Athlon XP, AMD Duron
Socket 423 - Intel Pentium 4 (1300-2000 MHz)
Socket 478 - Intel Pentium 4 (1300-2000 MHz) IntelPentium 4 (2000-2200 MHz)
Podstawy informatyki dr Tomasz Ordysiński
Radiator i wentylator Radiator - element lub zespół
elementów odprowadzającychnadmiar ciepła z elementu z którymsię styka, do otoczenia (powietrza).Radiator jest specjalnie ukształtowanąbryłą z metalu dobrze przewodzącegociepło oraz o rozwiniętej powierzchniod strony powietrza zazwyczaj wpostaci żeber, prętów by zwiększyćprzekazywanie ciapła (aluminium,miedź).
Wentylator procesora (ang. cooler)jest elementem chłodzącym procesorkomputera. Jest to wentylatorumieszczony na radiatorze. Wymuszaon ruch powietrza w pobliżupowierzchni radiatora zwiększającodprowadzanie ciepła z radiatora.
Podstawy informatyki dr Tomasz Ordysiński
Pamięć CACHE procesora
Pamięć cache przyspiesza dostęp do relatywnie wolnej
pamięci RAM. Charakteryzuje się bardzo krótkim czasem
dostępu. Jest używana do przechowywania danych,
które będą w niedługim czasie przetwarzane. Na
współczesnych procesorach są 2 lub 3 poziomy pamięci
cache: L1 (zintegrowana z procesorem), a także L2 i L3
(umieszczone w jednym chipie razem z procesorem, lub
na płycie głównej).
Podstawy informatyki dr Tomasz Ordysiński
Procesor - co wybrać?
Zależy od kieszeni ;-)
Wersja OEM – sam procesor, co oznacza, że w wentylatormusimy zaopatrzyć się samodzielnie. Można wybraćbardziej wydajny i próbować overclocking’u.
Wersja BOX – cały komplet (CPU, radiator, wentylator).DŁUŻSZA GWARANCJA !!
Miłośnicy gier – ważniejsza od procesora jest dobra kartagraficzna i ilość pamięci RAM.
Nowości są zawsze b. drogie – za miesiąc cena spadnie o30%.
Grunt to dobra podstawa = solidna płyta główna, ale o nichza chwilę.
Podstawy informatyki dr Tomasz Ordysiński
Płyta główna - rola
Płyta główna jest najważniejsza częścią komputera PC. W języku angielskim nazwy takie jak motherboard, main board, system board czy planar są stosowane zamiennie i oznaczają płytę główną.
Składa się ona z wielu chipsetów, czyli układów scalonych, których zadaniem jest integracja oraz zapewnienie współpracy poszczególnych komponentów komputera (procesora, dysków twardych, monitora, klawiatury i innych).
Podstawy informatyki dr Tomasz Ordysiński
Płyta główna – wygląd
Podstawy informatyki dr Tomasz Ordysiński
Płyta główna – dokładniej …
Podstawy informatyki dr Tomasz Ordysiński
Format płyty głównej
Płyty główne mogą występować w kilku różnych formatach. Format płyty głównej oznacza wymiary i decyduje o rodzaju obudowy, do jakiej pasuje płyta. Spotyka się następujące typy płyt głównych:
Plyta AT "pełnowymiarowa"
Baby-AT
Płyty niestandardowe
LPX
ATX
NLX
Podstawy informatyki dr Tomasz Ordysiński
Standard ATX
Obecnie produkowane są płyty typu ATX. Standard ten ta ma wiele zalet. Miedzy innymi należy tu wymienić: gniazda portów umieszczone są na płycie (wyeliminowano
zbędne połączenia kablem);
moduły procesora i pamięci są tak umieszczone, ze nie kolidują z żądną z kart rozszerzających, umieszczone są one również blisko zasilacza który, ma je dodatkowo chłodzić;
występuje bardziej poręczne rozmieszczenie interfejsów na płycie;
obniżenie kosztów produkcji.
Płyty główne wyposażone są w liczne złącza umożliwiające podłączenie dodatkowych kart rozszerzających.
Podstawy informatyki dr Tomasz Ordysiński
Magistrala
Magistrala jest "droga", po której sa przesyłane dane. Łączy ona co najmniej dwa elementy komputera. Istnieje cala hierarchia magistral (wg prędkości). Każde urządzenie w systemie jest przyłączone do jakiejś magistrali, a niektóre (jak układy płyt głównych - chipset) działają jak mosty łączące je ze sobą.
Główne typy magistral: Procesora
AGP
PCI
ISA (rzadko, ale czasami się zdarza)
Podstawy informatyki dr Tomasz Ordysiński
Magistrala procesora i pamięciowa
Magistrala procesora używana przez procesor do przekazywania informacji do i z pamięci cache oraz komunikacji z mostkiem północnym (North Bridge) chipsetu.
Magistrala pamięciowa wykorzystywana do przesyłania informacji pomiędzy procesorem, a pamięcią RAM, podłączona do mostka północnego. Nowe chipsety mogą taktować pamięć z częstotliwością 66, 100, 133 a obecnie 400/800 MHz (DDR).
Podstawy informatyki dr Tomasz Ordysiński
Magistrala PCI
Pozwala na instalowanie kart rozszerzeń w 2 wersjach napięć (3,3 i 5 V). Szerokość 32 lub 64 bity).
Podstawy informatyki dr Tomasz Ordysiński
Magistrala AGP
Dedykowana kartom graficznym. Szybkość x1 (256 MB/s), x2 (512 MB/s), x4 (1GB/s), x8 (2GB/s).
Podstawy informatyki dr Tomasz Ordysiński
Magistrala ISA
Wolna 16-bitowa magistrala, która wyszła z użytku.
Podstawy informatyki dr Tomasz Ordysiński
CHIPSET
Układy zarządzające komunikacją pomiędzy procesorem, pamięcią i magistralami dołączającymi urządzena I/O. W znacznym stopniu decydują o funkcjonalności komputera (możliwości rozbudowy). Zbudowane zwykle z 2 układów scalonych tzw. mostków (północnego i południowego).
NIE MOŻNA ICH WYMIENIĆ !!
Producenci: VIA, SIS, INTEL, AMD itd.
Podstawy informatyki dr Tomasz Ordysiński
CHIPSETY
Podstawy informatyki dr Tomasz Ordysiński
Porty i interfejsy na płycie głównej
Porty PS2
(klawiatura i mysz)
Wyprowadzenia
karty dźwiękowejPort LPT i 2xCOM
Magistrala USBPort gier lub MIDI
Podstawy informatyki dr Tomasz Ordysiński
BIOS
BIOS jest to skrót od "Basic Input OutputSystem"- podstawowy system Wejścia /Wyjścia.Najniższy poziom oprogramowania komputeraumożliwiający działanie innych programów ioperacji wykonywanych przez komputer . BIOSjest łącznikiem miedzy sprzętem auruchamianymi programami. Procedura BIOSuzostała zapisana w pamięci stałej komputera , wodpowiednich układach scalonych , w postacirozkazów języka maszynowego. Procedury temożna odczytać ale nie można ich zmodyfikować.
Procedura POST. Konfiguracja ustawień – program SETUP.
Podstawy informatyki dr Tomasz Ordysiński
Płyty główne – podsumowanie (1) Wiele z obecnych na rynku płyt głównych to tzw. płyty
zintegrowane (tzw. all in one). Oznacza to, że na płycie, oprócz jej własnych układów sterujących, znajdują się także układy innych urządzeń, takich jak np. karty graficznej, kontrolera SCSI, modemu, karty dźwiękowej (PC 97) i innych, których wyprowadzenia (gniazda) znajdują się również obok portów komunikacyjnych (LPT, COM, etc).
Zalety: niższa cena gdyż kupując poszczególne urządzenia osobno
należało by przeznaczyć na zakup komputera znacznie większą kwotę,
Wady: użytkownik przywiązany jest już ostatecznie do konkretnych
modeli urządzeń (rozwiązań technologicznych), które starzeją się bardzo szybko a z uwagi że są na stałe zespolone z płytą główną nie da się ich już wymienić.
Podstawy informatyki dr Tomasz Ordysiński
Płyty główne – podsumowanie (2)
Nowoczesne płyty główne, oprócz łatwej instalacji, oferują także wiele udogodnień ułatwiających pracę oraz zapobiegających awariom czujniki mierzące temperaturę (nawet trzech punktach: wewnątrz obudowy komputera lub na układzie chipsetu, na procesorze oraz w dowolnym, wybranym przez użytkownika miejscu, np. w okolicach twardego dysku)
Bardzo eksponowaną cechą nowoczesnych płyt głównych jest ich energooszczędność, a konkretnie mechanizmy pozwalające zminimalizować niepotrzebne zużycie prądu, a przy okazji i komponentów komputera.
Podstawy informatyki dr Tomasz Ordysiński
Na co zwrócić uwagę przy wyborze?
1. Gniazdo procesora - każde do innego typu procesora2. Liczba slotów na pamięci RAM, maksymalna pamięć do
zainstalowania i rodzaj kości3. Gniazdo AGP4. Monitorowanie funkcji procesora5. Ilość złączy PCI6. Ilość złączy IDE, S-ATA, kontroler SCSI7. Złącze USB (czy jest slot od frontu obudowy)8. Fire Wire9. IRDA/Blue Tooth10. Zgodność z formatem ATX11. Renomę producenta – upgrade BIOS’u
Podstawy informatyki dr Tomasz Ordysiński
Pamięć – parametry i podział
Pojemność
Czas dostępu (odczyt/zapis)
Metoda dostępu:
o dostępie sekwencyjnym
o dostępie swobodnym
Podstawy informatyki dr Tomasz Ordysiński
Rodzaje pamięci w komputerze
CACHE
ROM
RAM (pamięć operacyjna)
ILO
ŚĆ
W S
YS
TE
MIE
SZ
YB
KO
ŚĆ
Podstawy informatyki dr Tomasz Ordysiński
ROM (Read Only Memory)W normalnym cyklu pracy urządzenia pamięć ta może być tylkoodczytywana, zapis do pamięci dokonywany jest w zależności odrodzaju pamięci. Najpopularniejsze rodzaje to:
MROM - programowane przez producenta pamięci w czasieprodukcji, czasami określana jako MROM (Mask programmableROM).
PROM - Programmable ROM - pamięć która może zostaćzaprogramowana. Pierwsze pamięci tego typu były programowaneprzez przepalenie cieniutkich drucików wbudowanych w strukturę
EPROM - Electrically Programmable ROM - pamięć programowalnaelektrycznie, kasowana innymi metodami np. przez naświetlanieultrafioletem
EEPROM - Erasable Electrically Programmable ROM = pamięćkasowalna i programowalna elektrycznie. Wykonywana w różnychpostaciach (np. jako FLASH), różniących się sposobem organizacjikasowania i zapisu.
Zawiera ona stałe dane potrzebne w pracyurządzenia - np. procedury startowe komputera(BIOS).
Podstawy informatyki dr Tomasz Ordysiński
RAM (Random Access Memory)
W pamięci RAM przechowywane są aktualniewykonywane programy i/lub dane początkowe dlatych programów, oraz wyniki ich pracy.
Zawartość pamięci RAM jest zerowana wmomencie zaniku napięcia zasilania, dlategowyniki pracy programów muszą być zapisane najakimś nośniku danych.
RAM jest stosowany między innymi jako pamięćoperacyjna komputera (montowany do gniazd napłycie głównej), jako pamięć niektórychkomponentów komputera (np. kart graficznych,dźwiękowych, itp.)
Wymaga odświeżania (cyklicznego).
Podstawy informatyki dr Tomasz Ordysiński
RAM – typ budowy i rodzaj pamięci
SIMM (EDO) – PC33, PC66
DIMM (SDRAM) – PC100, PC133
RIMM (DDR) – PC200, PC266, PC333, PC400
top related