Historia komputerów (1)

Historia komputerów (1)



1500

1500

rok

rok

Mechaniczny Kalkulator Leonarda da Vinci

Mechaniczny Kalkulator Leonarda da Vinci



Wiele źródeł podaje francuskiego matematyka,

Wiele źródeł podaje francuskiego matematyka,

fizyka i teologa,

fizyka i teologa,

Błażeja Pascala

Błażeja Pascala

jako wynalazcę

jako wynalazcę

pierwszej mechanicznej maszyny liczącej,

pierwszej mechanicznej maszyny liczącej,

zwanej

zwanej

Maszyną Arytmetyczną

Maszyną Arytmetyczną

.

.



Prawdopodobnie jednak

Prawdopodobnie jednak

pierwszy mechaniczny

pierwszy mechaniczny

kalkulator mógł być

kalkulator mógł być

wynaleziony

wynaleziony

przez

przez

Leonarda da Vinci

Leonarda da Vinci

150

150

lat przed maszyną

lat przed maszyną

Pascala.

Pascala.

ze strony: http://www.i-lo.tarnow.pl/edu/inf/hist/historia/

Historia komputerów (2)

Historia komputerów (2)

Jeden z oryginalnych
schematów da Vinci

Działający model

urządzenia da Vinci

ze stron: http://www.i-lo.tarnow.pl/edu/inf/hist/historia/ oraz http://www.webcom.com/calc/

Historia komputerów (3)

Historia komputerów (3)



1640

1640

rok:

rok:

Maszyna Arytmetyczna Błażeja Pascala 

Maszyna Arytmetyczna Błażeja Pascala 



W roku 1640 Pascal rozpoczął projektowanie

W roku 1640 Pascal rozpoczął projektowanie

urządzenia, które miało pomóc jego ojcu

urządzenia, które miało pomóc jego ojcu

w dodawaniu kwot pieniężnych.

w dodawaniu kwot pieniężnych.



U

U

rządzenie Pascala mogło jedynie dodawać

rządzenie Pascala mogło jedynie dodawać

i odejmować, natomiast operacje mnożenia oraz

i odejmować, natomiast operacje mnożenia oraz

dzielenia były realizowane za pomocą serii dodawań

dzielenia były realizowane za pomocą serii dodawań

lub odejmowań

lub odejmowań

(dodawań przez dopełnenie)

(dodawań przez dopełnenie)

.

.



1670: Gottfried Wilhelm Leibnitz, maszyna

1670: Gottfried Wilhelm Leibnitz, maszyna

mnożąca

mnożąca

ze strony: http://www.i-lo.tarnow.pl/edu/inf/hist/historia/

Historia komputerów (4)

Historia komputerów (4)

Maszyna Arytmetyczna Pascala

ze strony: http://www.macs.hw.ac.uk/~greg/calculators/pascal/Pascaline's_Gallery.htm

Historia komputerów (5)

Historia komputerów (5)



1830 rok

1830 rok

Maszyna Analityczna Charlesa Babbage'a 

Maszyna Analityczna Charlesa Babbage'a 



W roku 1822, Babbage zaproponował budowę maszyny

W roku 1822, Babbage zaproponował budowę maszyny

zwanej

zwanej

Maszyną Różnicową,

Maszyną Różnicową,

której zadaniem byłoby

której zadaniem byłoby

automatyczne obliczanie tablic matematycznych.

automatyczne obliczanie tablic matematycznych.

Maszyna Różnicowa była ukończona jedynie częściowo,

Maszyna Różnicowa była ukończona jedynie częściowo,

gdy Babbage wpadł na pomysł innej, bardziej złożonej

gdy Babbage wpadł na pomysł innej, bardziej złożonej

maszyny, którą nazwał

maszyny, którą nazwał

Maszyną Analityczną

Maszyną Analityczną

.

.



Maszyna Analityczna miała używać pętli utworzonych z

Maszyna Analityczna miała używać pętli utworzonych z

serii

serii

kart perforowanych Jacquard’a

kart perforowanych Jacquard’a

w celu sterowania

w celu sterowania

automatycznym kalkulatorem, który mógł podejmować

automatycznym kalkulatorem, który mógł podejmować

decyzje na podstawie wyników poprzednich obliczeń.

decyzje na podstawie wyników poprzednich obliczeń.

Maszyna również miała być wyposażona w kilka cech

Maszyna również miała być wyposażona w kilka cech

spotykanych we współczesnych komputerach,

spotykanych we współczesnych komputerach,

mianowicie takich jak sterowanie sekwencyjne,

mianowicie takich jak sterowanie sekwencyjne,

odgałęzienia oraz zapętlenia programu.

odgałęzienia oraz zapętlenia programu.

ze strony: http://www.i-lo.tarnow.pl/edu/inf/hist/historia/

Historia komputerów (6)

Historia komputerów (6)



Babbage pracował nad swoją

Babbage pracował nad swoją

Maszyną Analityczną od

Maszyną Analityczną od

około 1830 roku aż do swojej

około 1830 roku aż do swojej

śmierci (1871), lecz niestety

śmierci (1871), lecz niestety

nigdy jej nie ukończył.

nigdy jej nie ukończył.

Często się mówi, iż Babbage

Często się mówi, iż Babbage

wyprzedził swoje czasy o sto

wyprzedził swoje czasy o sto

lat i że ówczesna technologia

lat i że ówczesna technologia

nie była odpowiednia do

nie była odpowiednia do

realizacji jego dzieła.

realizacji jego dzieła.

ze strony: http://www.i-lo.tarnow.pl/edu/inf/hist/historia/

Historia komputerów (7)

Historia komputerów (7)



Lata

Lata

1943

1943

do

do

1946

1946

Pierwszy komputer elektroniczny ogólnego

Pierwszy komputer elektroniczny ogólnego

przeznaczenia - ENIAC

przeznaczenia - ENIAC



42 szafy o rozmiarach 3 m * 30 cm * 60 cm każda

42 szafy o rozmiarach 3 m * 30 cm * 60 cm każda



18800 lamp, 6000 przełączników, 1500 przekaźników,

18800 lamp, 6000 przełączników, 1500 przekaźników,

70000 oporników, 10000 kondensatorów

70000 oporników, 10000 kondensatorów



Pobór energii: 140 kW; chłodzenie: 2 * 20 kW

Pobór energii: 140 kW; chłodzenie: 2 * 20 kW



Masa: 30 ton

Masa: 30 ton



Moc obliczeniowa: 5000 dodawań na sekundę,

Moc obliczeniowa: 5000 dodawań na sekundę,

385 mnożeń na sekundę

385 mnożeń na sekundę



od 1941: Konrad Zuse, komputery mechaniczne

od 1941: Konrad Zuse, komputery mechaniczne

i elektromechaniczne, Z3, Z4, język Plankalk

i elektromechaniczne, Z3, Z4, język Plankalk

ül

ül

ze strony: http://www.i-lo.tarnow.pl/edu/inf/hist/historia/

Historia komputerów (8)

Historia komputerów (8)



Komputer ENIAC opracowany został na zlecenie

Komputer ENIAC opracowany został na zlecenie

Armii USA, która potrzebowała go do

Armii USA, która potrzebowała go do

wykonywania żmudnych, tabelarycznych

wykonywania żmudnych, tabelarycznych

obliczeń dla nowo produkowanych dział.

obliczeń dla nowo produkowanych dział.

ze strony: http://www.i-lo.tarnow.pl/edu/inf/hist/historia/

Historia komputerów (9)

Historia komputerów (9)



W Stanach

W Stanach

Zjednoczonych firma

Zjednoczonych firma

Bell Laboratories

Bell Laboratories

rozpoczęła badania

rozpoczęła badania

nad półprzewodnikami

nad półprzewodnikami

w roku 1945, a fizycy

w roku 1945, a fizycy

William Shockley,

William Shockley,

Walter Brattain oraz

Walter Brattain oraz

John Bardeen odnieśli

John Bardeen odnieśli

sukces tworząc

sukces tworząc

pierwszy

pierwszy

germanowy

germanowy

tranzystor ostrzowy

tranzystor ostrzowy

23 grudnia 1947 roku

23 grudnia 1947 roku

ze strony: http://www.i-lo.tarnow.pl/edu/inf/hist/historia/

Historia komputerów (10)

Historia komputerów (10)



W czasie trwania

W czasie trwania

wojny

wojny

odkryto, iż urządzenia

odkryto, iż urządzenia

zbudowane na bazie półprzewodników mogą być

zbudowane na bazie półprzewodników mogą być

potencjalnymi wzmacniaczami i przełącznikami i

potencjalnymi wzmacniaczami i przełącznikami i

dlatego mogą one zastąpić panującą wtedy

dlatego mogą one zastąpić panującą wtedy

powszechnie technologię lamp próżniowych, lecz

powszechnie technologię lamp próżniowych, lecz

byłyby dużo mniejsze, lżejsze i wymagały by mniej

byłyby dużo mniejsze, lżejsze i wymagały by mniej

energii.

energii.



W

W

roku 1950 Shockley wynalazł nowy element

roku 1950 Shockley wynalazł nowy element

półprzewodnikowy, zwany

półprzewodnikowy, zwany

tranzystorem o złączu

tranzystorem o złączu

bipolarnym

bipolarnym

, który był bardziej niezawodny, łatwiejszy

, który był bardziej niezawodny, łatwiejszy

i tańszy w produkcji oraz posiadał bardziej stabilne

i tańszy w produkcji oraz posiadał bardziej stabilne

parametry od elementów ostrzowo-złączowych.

parametry od elementów ostrzowo-złączowych.

ze strony: http://www.i-lo.tarnow.pl/edu/inf/hist/historia/

Historia komputerów (11)

Historia komputerów (11)



Indywidualnie pakowane

Indywidualnie pakowane

tranzystory

tranzystory

były

były

dużo mniejsze od ich poprzedników

dużo mniejsze od ich poprzedników

lamopwych

lamopwych

, lecz inżynierowie wciąż życzyli

, lecz inżynierowie wciąż życzyli

sobie mniejszych przełączników

sobie mniejszych przełączników

elektronicznych. W dużym stopniu żądanie

elektronicznych. W dużym stopniu żądanie

miniaturyzacji napędzane było przez

miniaturyzacji napędzane było przez

wymagania amerykańskiego programu

wymagania amerykańskiego programu

kosmicznego. Już od pewnego czasu ludzie

kosmicznego. Już od pewnego czasu ludzie

sądzili, iż dobrze byłoby móc produkować całe

sądzili, iż dobrze byłoby móc produkować całe

obwody elektroniczne na pojedynczym

obwody elektroniczne na pojedynczym

kawałku półprzewodnika

kawałku półprzewodnika

–

–

układy scalone

układy scalone

.

.

ze strony: http://www.i-lo.tarnow.pl/edu/inf/hist/historia/

Historia komputerów (12)

Historia komputerów (12)

Jeden z pierwszych układów
scalonych
ok. 1958

Jack Kilby (1923-2005)

z pierwszym układem

scalonym

ze strony: http://www.i-lo.tarnow.pl/edu/inf/hist/historia/

Historia komputerów (13)

Historia komputerów (13)



Prawo Moore’a (1965):

Prawo Moore’a (1965):

Złożoność układów cyfrowych

Złożoność układów cyfrowych

stosowanych w komputerach

stosowanych w komputerach

podwaja się co 18 miesięcy. Dotyczy

podwaja się co 18 miesięcy. Dotyczy

do pamięci, mocy obliczeniowej itp.

do pamięci, mocy obliczeniowej itp.

Historia komputerów (14)

Historia komputerów (14)



http://en.wikipedia.org/wiki/Image:Wgsimonmooreslaw001.jpg

Rodzaje komputerów (1)

Rodzaje komputerów (1)



Komputery sterujące

Komputery sterujące



Embedded computers

Embedded computers

,

,

mikroprocesory wbudowane w

mikroprocesory wbudowane w

różne urządzenia, np.

różne urządzenia, np.

samochody, pralki, tostery,

samochody, pralki, tostery,

windy, maszyny do szycia.

windy, maszyny do szycia.



Elektroniczne dodatki w ciele

Elektroniczne dodatki w ciele

człowieka: układy monitorujące

człowieka: układy monitorujące

pracę organizmu, rozruszniki

pracę organizmu, rozruszniki

serca, bioprotezy

serca, bioprotezy

ze strony: http://www.phys.uni.torun.pl/~duch/Wyklady/komput/w04/rodzaje.html

Rodzaje komputerów (2)

Rodzaje komputerów (2)



Komputer

Komputer

y

y

kieszonkowe

kieszonkowe



Komputerki naręczne, w zegarkach.

Komputerki naręczne, w zegarkach.



Notesy menedżerskie.

Notesy menedżerskie.



P/PC, Palmtopy, komputerki trzymane w dłoni.

P/PC, Palmtopy, komputerki trzymane w dłoni.



H/PC, Handheld PC, komputerki trzymane w ręce.

H/PC, Handheld PC, komputerki trzymane w ręce.



PDA - Personal Digital Assistants, osobisty

PDA - Personal Digital Assistants, osobisty

asystent cyfrowy.

asystent cyfrowy.



Tablet PC

Tablet PC



Zintegrowane urządzenia komputerowo-

Zintegrowane urządzenia komputerowo-

komunikacyjne

komunikacyjne

.

.

ze strony: http://www.phys.uni.torun.pl/~duch/Wyklady/komput/w04/rodzaje.html

Rodzaje komputerów (3)

Rodzaje komputerów (3)

Casio GPS Pathfinder -

Casio GPS Pathfinder -

wbudowany GPS (Global

wbudowany GPS (Global

Positioning System).

Positioning System).

Casio Wrist Camera: 1

Casio Wrist Camera: 1

MB RAM, ekranik LCD,

MB RAM, ekranik LCD,

kamera 28K pikseli,

kamera 28K pikseli,

komunikacja przez IrDA.

komunikacja przez IrDA.

ze strony: http://www.phys.uni.torun.pl/~duch/Wyklady/komput/w04/rodzaje.html

Rodzaje komputerów (4)

Rodzaje komputerów (4)



Palmtopy, P/PC

Palmtopy, P/PC



Działają głównie z systemami

Działają głównie z systemami

operacyjnymi PalmOS, Windows

operacyjnymi PalmOS, Windows

CE lub własnymi.

CE lub własnymi.



Mają często rysiki i rozpoznają

Mają często rysiki i rozpoznają

pismo ręczne.

pismo ręczne.



Zapewniają pełną wymianę

Zapewniają pełną wymianę

plików (ale nie programów) z

plików (ale nie programów) z

komputerami osobistymi PC dla

komputerami osobistymi PC dla

wielu typowych programów.

wielu typowych programów.



Mają możliwości wczytywania

Mają możliwości wczytywania

programów dla nich napisanych.

programów dla nich napisanych.



Akumulatory wytrzymują

Akumulatory wytrzymują

tygodnie bez ładowania.

tygodnie bez ładowania.

ze strony: http://www.phys.uni.torun.pl/~duch/Wyklady/komput/w04/rodzaje.html

Rodzaje komputerów (5)

Rodzaje komputerów (5)



H/PC, Handheld PC

H/PC, Handheld PC



Podobne do P/PC, często z systemem

Podobne do P/PC, często z systemem

operacyjnym Windows CE.

operacyjnym Windows CE.



Wykorzystanie rysików i czasem

Wykorzystanie rysików i czasem

dołączane klawiatury.

dołączane klawiatury.



Możliwość dołączenia do Internetu

Możliwość dołączenia do Internetu

przez telefon komórkowy.

przez telefon komórkowy.



Możliwości muzyczne odtwarzania

Możliwości muzyczne odtwarzania

plików MP3/WMA.

plików MP3/WMA.



Liczne akcesoria i możliwości

Liczne akcesoria i możliwości

rozszerzeń za pomocą nietypowych

rozszerzeń za pomocą nietypowych

modułów.

modułów.

ze strony: http://www.phys.uni.torun.pl/~duch/Wyklady/komput/w04/rodzaje.html

Rodzaje komputerów (6)

Rodzaje komputerów (6)



PDA - Personal Digital

PDA - Personal Digital

Assistan

Assistan

t

t



Programy aplikacyjne:

Programy aplikacyjne:

komputer o możliwościach PC.

komputer o możliwościach PC.



Dołączane klawiatury i

Dołączane klawiatury i

możliwość korzystania z rysika.

możliwość korzystania z rysika.



Mozliwości pracy w Internecie.

Mozliwości pracy w Internecie.



Rozszerzenia typu PC-Card jak

Rozszerzenia typu PC-Card jak

dla notebooków.

dla notebooków.

ze strony: http://www.phys.uni.torun.pl/~duch/Wyklady/komput/w04/rodzaje.html

Rodzaje komputerów (7)

Rodzaje komputerów (7)



Notesy menadżerskie

Notesy menadżerskie



wiekszość oprogramowania

wiekszość oprogramowania

w ROMie;

w ROMie;



brak możliwości wczytywania

brak możliwości wczytywania

nowych programów;

nowych programów;



wymiana plików z PC;

wymiana plików z PC;



działają na baterii miesiącami;

działają na baterii miesiącami;



często niewielkie - rozmiarów

często niewielkie - rozmiarów

karty kredytowej, np. Xircom

karty kredytowej, np. Xircom

Rex

Rex

ze strony: http://www.phys.uni.torun.pl/~duch/Wyklady/komput/w04/rodzaje.html

Rodzaje komputerów (8)

Rodzaje komputerów (8)



Notebooki

Notebooki



Notebook, laptop -

Notebook, laptop -

wielkością zbliżone do kartki

wielkością zbliżone do kartki

formatu A4, waga 1-5 kg.

formatu A4, waga 1-5 kg.



Mikro-notebooki

Mikro-notebooki



Mikro-notebooki, np. Toshiba

Mikro-notebooki, np. Toshiba

Libretto - 0.9 kg, z Windows,

Libretto - 0.9 kg, z Windows,

w pełni sprawny PC, ale za

w pełni sprawny PC, ale za

mała klawiatura by

mała klawiatura by

wygodnie pracować.

wygodnie pracować.

ze strony: http://www.phys.uni.torun.pl/~duch/Wyklady/komput/w04/rodzaje.html

Rodzaje komputerów (9)

Rodzaje komputerów (9)



Komputery osobiste

Komputery osobiste



Komputery osobiste IBM-PC

Komputery osobiste IBM-PC



Komputery firmy Apple

Komputery firmy Apple

ze strony: http://www.phys.uni.torun.pl/~duch/Wyklady/komput/w04/rodzaje.html

Rodzaje komputerów (10)

Rodzaje komputerów (10)



Stacje robocze - workstations

Stacje robocze - workstations



moc obliczeniowa, system wielodostępny,

moc obliczeniowa, system wielodostępny,

wbudowane możliwości komunikacji

wbudowane możliwości komunikacji



Mainframes - komputery centralne

Mainframes - komputery centralne



architektura

architektura

SMP

SMP

- symetryczna wieloprocesorowa,

- symetryczna wieloprocesorowa,

wspólna pamięć, < 1000 procesorów, zwykle <64

wspólna pamięć, < 1000 procesorów, zwykle <64

(

(symmetric multiprocessors)



architektura

architektura

MPP

MPP

- niezależna wieloprocesorowa,

- niezależna wieloprocesorowa,

oddzielna pamięć dla każdego procesora, nawet

oddzielna pamięć dla każdego procesora, nawet

ponad 1000 procesorów

ponad 1000 procesorów

(

(Massively Parallel Processing

)

)

ze strony: http://www.phys.uni.torun.pl/~duch/Wyklady/komput/w04/rodzaje.html

Rodzaje komputerów (11)

Rodzaje komputerów (11)



Superkomputery

Superkomputery



IBM Blue Gene, 1 milion procesorów, prędkość

IBM Blue Gene, 1 milion procesorów, prędkość

ok. Petaflopa, czyli 10

ok. Petaflopa, czyli 10

15

15

operacji/sekundę,

operacji/sekundę,

porównywalna z mocą obliczeniową całego

porównywalna z mocą obliczeniową całego

mózgu!

mózgu!

PC z Pentium 4/2.5 G

PC z Pentium 4/2.5 G

H

H

z osiąga około 2.3 Gflopa

z osiąga około 2.3 Gflopa



Superkomputery graficzne: RenderDrive, 100

Superkomputery graficzne: RenderDrive, 100

razy szybszy od PC, sprzętowo realizuje funkcje

razy szybszy od PC, sprzętowo realizuje funkcje

renderingu scen.

renderingu scen.

ze strony: http://www.phys.uni.torun.pl/~duch/Wyklady/komput/w04/rodzaje.html

Porównanie mocy

Porównanie mocy

obliczeniowej

obliczeniowej

Rysunek z ROBOT,

Moravec

,

Oxford

, 1998, rozdział 3: Power and Presence,

page 58

*

*

*

* urządzenie
uniwersalne

h

tt

p

:/

/w

w

w

.t

ra

n

sh

u

m

a

n

is

t.

co

m

/v

o

lu

m

e

1

/m

o

ra

v

e

c.

h

tm

Ekstrapolacja mocy

Ekstrapolacja mocy

obliczeniowej

obliczeniowej

Rysunek z

ROBOT

,

Moravec

,

Oxford

,

1998

h

tt

p

:/

/w

w

w

.t

ra

n

sh

u

m

a

n

is

t.

co

m

/v

o

lu

m

e

1

/m

o

ra

v

e

c.

h

tm

Budowa komputera (1)

Budowa komputera (1)

Koncepcja von

Koncepcja von

Neumanna

Neumanna

Procesor

Pamięć

Urządzenia

we/wy

sterowanie

mag. danych

mag. adresowa

Budowa komputera (2)

Budowa komputera (2)

Pamięć

operacyjn

a

Proceso
r

JEDNOSTKA CENTRALNA

Urządzen

ia wyjścia

Urządzen

ia wejścia

Komputer = Jednostka Centralna + Urządzenia

Komputer = Jednostka Centralna + Urządzenia

Zewnętrzne

Zewnętrzne

Jednostka Centralna = Procesor + Pamięć

Jednostka Centralna = Procesor + Pamięć

Operacyjna

Operacyjna

Budowa komputera (3)

Budowa komputera (3)



Funkcją

Funkcją

urządze

urządze

ń

ń

peryferyjn

peryferyjn

ych

ych

(zewnętrzn

(zewnętrzn

ych

ych

)

)

jest dostarczanie lub

jest dostarczanie lub

odbieranie informacji (dan

odbieranie informacji (dan

ych

ych

lub

lub

rozkaz

rozkaz

ów

ów

) do lub z jednostki centralnej.

) do lub z jednostki centralnej.



Wyróżniamy następujące grupy urządzeń

Wyróżniamy następujące grupy urządzeń

peryferyjnych

peryferyjnych

:

:



urządzenia wejściowe

urządzenia wejściowe



urządzenia wyjściowe

urządzenia wyjściowe



urządzenia wejściowo - wyjściowe

urządzenia wejściowo - wyjściowe

Budowa Komputera (4)

Budowa Komputera (4)



Przykładowe urządzenia wejściowe:

Przykładowe urządzenia wejściowe:



Klawiatura

Klawiatura



Myszka

Myszka



Skaner

Skaner



Karta sieciowa

Karta sieciowa



Joystick

Joystick



Modem

Modem

Budowa Komputera (5)

Budowa Komputera (5)



Przykładowe urządzenia wyjściowe:

Przykładowe urządzenia wyjściowe:



Monitor

Monitor



Ploter

Ploter



Drukarka

Drukarka



Karta sieciowa

Karta sieciowa



Rzutnik

Rzutnik



Modem

Modem

Budowa Komputera (6)

Budowa Komputera (6)



Traktując problem klasyfikacji ogólnie

Traktując problem klasyfikacji ogólnie

możemy powiedzieć, że:

możemy powiedzieć, że:



Urządzenia wejściowe przesyłają

Urządzenia wejściowe przesyłają

informacje do jednostki centralnej

informacje do jednostki centralnej



Urządzenia wyjściowe odbierają

Urządzenia wyjściowe odbierają

informacje z jednostki centralnej

informacje z jednostki centralnej

Płyta główna komputera PC

Płyta główna komputera PC

(1)

(1)



PŁYTA GŁÓWNA

PŁYTA GŁÓWNA

-

-

(ang. mainboard lub motherboard)

(ang. mainboard lub motherboard)

stanowi najważniejszy element całego komputera, jest

stanowi najważniejszy element całego komputera, jest

jego swoistym kręgosłupem stanowiącym bazę do

jego swoistym kręgosłupem stanowiącym bazę do

instalowania pozostałych elementów komputera. To za

instalowania pozostałych elementów komputera. To za

jej pośrednictwem odbywa się wzajemna komunikacja

jej pośrednictwem odbywa się wzajemna komunikacja

między poszczególnymi zainstalowanymi w

między poszczególnymi zainstalowanymi w

komputerze urządzeniami. Od jej rodzaju zależy jakimi

komputerze urządzeniami. Od jej rodzaju zależy jakimi

możliwościami rozbudowy będzie dysponował

możliwościami rozbudowy będzie dysponował

komputer, jakie urządzenia będzie mógł obsługiwać

komputer, jakie urządzenia będzie mógł obsługiwać

oraz decyduje o wyborze komponentów z jakimi

oraz decyduje o wyborze komponentów z jakimi

będzie mógł współpracować - rodzaj procesora,

będzie mógł współpracować - rodzaj procesora,

pamięci, kart rozszerzających czy obudowy.

pamięci, kart rozszerzających czy obudowy.

ze strony: http://student.wsu.kielce.pl/fizzy/jedncentr_plytaglowna.htm

Płyta główna (2)

Płyta główna (2)

Płyta główna (3)

Płyta główna (3)



Obecnie najbardziej popularnym

Obecnie najbardziej popularnym

standardem płyt głównych jest ATX.

standardem płyt głównych jest ATX.



z

z

integrowan

integrowan

e

e

z płytą wszystki

z płytą wszystki

e

e

gniazda

gniazda

wyprowadzeń

wyprowadzeń



Format ATX posiada kilka odmian, są to:

Format ATX posiada kilka odmian, są to:



mini ATX

mini ATX



mikro ATX

mikro ATX

(maks.

(maks.

4 kart

4 kart

y

y

ISA, PCI lub AGP

ISA, PCI lub AGP

i

i

zwykle tylko dwa moduły pamięci DIMM)

zwykle tylko dwa moduły pamięci DIMM)

Płyta główna (4)

Płyta główna (4)



Chipsety

Chipsety

są układami scalonymi

są układami scalonymi

stanowiącymi integralną część płyty głównej.

stanowiącymi integralną część płyty głównej.



Od strony funkcjonalnej chipset składa się z

Od strony funkcjonalnej chipset składa się z

wielu modułów, których zadaniem jest

wielu modułów, których zadaniem jest

integracja oraz zapewnienie współpracy

integracja oraz zapewnienie współpracy

poszczególnych komponentów komputera

poszczególnych komponentów komputera

(procesora, dysków twardych, monitora,

(procesora, dysków twardych, monitora,

klawiatury, magistrali ISA, PCI,

klawiatury, magistrali ISA, PCI,

AGP

AGP

pamięci

pamięci

DRAM, SRAM i innych).

DRAM, SRAM i innych).

ze strony: http://student.wsu.kielce.pl/fizzy/jedncentr_plytaglowna.htm

Płyta główna (5)

Płyta główna (5)



Trzon każdego chipsetu stanowi:

Trzon każdego chipsetu stanowi:



kontroler CPU,

kontroler CPU,



kontroler pamięci operacyjnej RAM,

kontroler pamięci operacyjnej RAM,



kontroler pamięci cache,

kontroler pamięci cache,



kontroler magistral ISA, PCI, PCIExpress i innych.

kontroler magistral ISA, PCI, PCIExpress i innych.



Dodatkowo

Dodatkowo

w

w

chipse

chipse

cie z

cie z

integrowa

integrowa

ne

ne

są

są

najczęsciej

najczęsciej

elementy

elementy

takie jak

takie jak

:

:



kontroler IDE, SCSI, FDD i innych,

kontroler IDE, SCSI, FDD i innych,



kontroler klawiatury (KBC), przerwań IRQ, kanałów DMA,

kontroler klawiatury (KBC), przerwań IRQ, kanałów DMA,



układ zegara rzeczywistego (RTC),

układ zegara rzeczywistego (RTC),



układy zarządzania energią (power management)

układy zarządzania energią (power management)



kontroler układów wejścia / wyjścia

kontroler układów wejścia / wyjścia



kontroler takich interfejsów jak: AGP, UMA, adapterów

kontroler takich interfejsów jak: AGP, UMA, adapterów

graficznych i muzycznych.

graficznych i muzycznych.

ze strony: http://student.wsu.kielce.pl/fizzy/jedncentr_plytaglowna.htm

Płyta główna (6)

Płyta główna (6)



Chipset stanowi "serce" płyty głównej

Chipset stanowi "serce" płyty głównej

i odpowiada za sterowanie przepływem strumienia

i odpowiada za sterowanie przepływem strumienia

danych

danych



Z

Z

wykle jest podzielony logicznie na dwa osobne

wykle jest podzielony logicznie na dwa osobne

układy, tzw. mostki

układy, tzw. mostki

:

:



m

m

ostek południowy (ang.

ostek południowy (ang.

south bridge

south bridge

)

)



współpraca z urządzeniami we/wy, np. dyskiem, kartami

współpraca z urządzeniami we/wy, np. dyskiem, kartami

rozszerzeń

rozszerzeń



m

m

ostek północny (ang.

ostek północny (ang.

north bridge

north bridge

)

)



wymiana danych między pamięcią a procesorem, sterowanie

wymiana danych między pamięcią a procesorem, sterowanie

magistralą AGP

magistralą AGP

ze strony: http://student.wsu.kielce.pl/fizzy/jedncentr_plytaglowna.htm

Płyta

Płyta

główna (7)

główna (7)

Schemat blokowy

Schemat blokowy

chipsetu Intel 845

chipsetu Intel 845

Porty – komunikacja z urządz.

Porty – komunikacja z urządz.

I/O

I/O

PS
2

LP
T

COM

USB

JACK

Porty – komunikacja z urządz.

Porty – komunikacja z urządz.

I/O

I/O

PS
2

LP
T

COM

USB

Audio

Video/FireWir
e

Mainboard i915G Combo

PS/2

PS/2



...klawiatura, myszka...

...klawiatura, myszka...

ze strony:

http://www.tigerdirect.com/static/html/reference-cables-guide.html

VGA

VGA



...monitor z wejściem analogowym...

...monitor z wejściem analogowym...

ze strony:

http://www.tigerdirect.com/static/html/reference-cables-guide.html

DVI

DVI



...monitor z wejściem cyfrowym...

...monitor z wejściem cyfrowym...

ze strony:

http://www.tigerdirect.com/static/html/reference-cables-guide.html

LPT (DB25)

LPT (DB25)



...drukarka...

...drukarka...

ze strony:

http://www.tigerdirect.com/static/html/reference-cables-guide.html

RJ-45

RJ-45



...sieć - Ethernet...

...sieć - Ethernet...

ze strony:

http://www.tigerdirect.com/static/html/reference-cables-guide.html

S-Video

S-Video



...telewizor, kamera itp. -

...telewizor, kamera itp. -

analogowo...

analogowo...

ze strony:

http://www.tigerdirect.com/static/html/reference-cables-guide.html

USB

USB



...drukarka, skaner, pendrive i inne

...drukarka, skaner, pendrive i inne

urządzenia...

urządzenia...

ze strony:

http://www.tigerdirect.com/static/html/reference-cables-guide.html

FireWire (IEEE-1394)

FireWire (IEEE-1394)



...kamera cyfrowa, sieć i inne urządzenia...

...kamera cyfrowa, sieć i inne urządzenia...

ze strony:

http://www.tigerdirect.com/static/html/reference-cables-guide.html

RJ-11

RJ-11



...modem, telefon...

...modem, telefon...

ze strony:

http://www.tigerdirect.com/static/html/reference-cables-guide.html

Mini jack

Mini jack



...głośniczki, mikrofon...

...głośniczki, mikrofon...

ze strony:

http://www.tigerdirect.com/static/html/reference-cables-guide.html

USB

USB



USB

USB

(ang.

(ang.

Universal Serial Bus

Universal Serial Bus

- uniwersalna magistrala

- uniwersalna magistrala

szeregowa) to typ złącza,

szeregowa) to typ złącza,

pozwalającego na podłączanie

pozwalającego na podłączanie

do komputera urządzeń

do komputera urządzeń

cyfrowych (takich jak: kamery

cyfrowych (takich jak: kamery

video, aparaty fotograficzne,

video, aparaty fotograficzne,

skanery, drukarki, itp).

skanery, drukarki, itp).



Urządzenia w tym standardzie można

Urządzenia w tym standardzie można

łączyć ze sobą tworząc sieć. W całej sieci

łączyć ze sobą tworząc sieć. W całej sieci

można podłączyć do 127 urządzeń USB.

można podłączyć do 127 urządzeń USB.

W jednej sieci mogą pracować urządzenia

W jednej sieci mogą pracować urządzenia

o różnych prędkościach transmisji.

o różnych prędkościach transmisji.

ze strony: http://pl.wikipedia.org

FireWire

FireWire

FireWire

FireWire

to popularna nazwa interfejsu

to popularna nazwa interfejsu

IEEE-1394

IEEE-1394

lansowana

lansowana

przez firmę

przez firmę

Apple

Apple

. FireWire jest odpowiedzią firmy na standard

. FireWire jest odpowiedzią firmy na standard

USB

USB

2.0. FireWire jest szeregową magistralą ogólnego

2.0. FireWire jest szeregową magistralą ogólnego

przeznaczenia, jednak ze względu na lansowanie jej przez

przeznaczenia, jednak ze względu na lansowanie jej przez

Apple jako wyjątkowo

Apple jako wyjątkowo

multimedialnej

multimedialnej

jest kojarzona prawie

jest kojarzona prawie

wyłącznie z

wyłącznie z

kamerami

kamerami

cyfrow

cyfrow

ymi

ymi

.

.

Nazwa FireWire obejmuje kilka standardów komunikacji

Nazwa FireWire obejmuje kilka standardów komunikacji

zapewniających transfer rzędu: 100, 200, 400 Mbit/s.

zapewniających transfer rzędu: 100, 200, 400 Mbit/s.

Najnowsza specyfikacja

Najnowsza specyfikacja

IEEE-1394b

IEEE-1394b

dopuszcza również

dopuszcza również

przesył z prędkością 800 Mbit/s.

przesył z prędkością 800 Mbit/s.

FireWire odmiennie niż USB zarządza magistralą. Nie wymaga

FireWire odmiennie niż USB zarządza magistralą. Nie wymaga

przy tym kontrolera magistrali

przy tym kontrolera magistrali

czyli hosta. W standardzie USB

czyli hosta. W standardzie USB

na jednej magistrali może znajdować się tylko jeden host, jest

na jednej magistrali może znajdować się tylko jeden host, jest

nim zawsze komputer. W FireWire urządzenia są

nim zawsze komputer. W FireWire urządzenia są

równouprawnione, co powoduje, że transmisja może odbywać

równouprawnione, co powoduje, że transmisja może odbywać

się między urządzeniami na magistrali nawet bez komputera.

się między urządzeniami na magistrali nawet bez komputera.

ze strony: http://pl.wikipedia.org

Porównanie USB/FireWire

Porównanie USB/FireWire

ze strony: http://pl.wikipedia.org

RS-232 – Port szeregowy

RS-232 – Port szeregowy



RS-232 jest stykiem

RS-232 jest stykiem

przeznaczonym do szeregowej

przeznaczonym do szeregowej

transmisji danych. Specyfikacja

transmisji danych. Specyfikacja

opisuje 25 styków. Najbardziej

opisuje 25 styków. Najbardziej

popularna wersja tego standardu,

popularna wersja tego standardu,

RS-232-C pozwala na transfer na

RS-232-C pozwala na transfer na

odległość nie przekraczającą 15

odległość nie przekraczającą 15

m z szybkością maksymalną 20

m z szybkością maksymalną 20

kbit/s.

kbit/s.

ze strony: http://pl.wikipedia.org

LPT – Port równoległy (1)

LPT – Port równoległy (1)



Port równoległy

Port równoległy

(ang. Parallel Port)

(ang. Parallel Port)

jeden z portów

jeden z portów

komunikacyjnych

komunikacyjnych

komputera. Obok

komputera. Obok

portu szeregowego

portu szeregowego

jeden z najczęściej

jeden z najczęściej

stosowanych. Port

stosowanych. Port

ten umożliwia

ten umożliwia

równoległy przesył n

równoległy przesył n

bitów, co w

bitów, co w

porównaniu z

porównaniu z

transmisją

transmisją

szeregową znacznie

szeregową znacznie

przyśpiesza transfer.

przyśpiesza transfer.

ze strony: http://pl.wikipedia.org

LPT – Port równoległy (2)

LPT – Port równoległy (2)



Port równoległy doczekał się pięciu trybów

Port równoległy doczekał się pięciu trybów

działania:

działania:



SPP - Standard Parallel Ports - to najstarsza

SPP - Standard Parallel Ports - to najstarsza

specyfikacja. Port zapewnia najniższy transfer (150

specyfikacja. Port zapewnia najniższy transfer (150

KB/s). Komunikacja może być dwukierunkowa.

KB/s). Komunikacja może być dwukierunkowa.



Nibble Mode - tryb półbajtowy (cztero bitowy).

Nibble Mode - tryb półbajtowy (cztero bitowy).



Byte Mode - tryb bajtowy (ośmio bitowy).

Byte Mode - tryb bajtowy (ośmio bitowy).



EPP - Enhanced Parallel Port - najczęściej stosowany

EPP - Enhanced Parallel Port - najczęściej stosowany

standard. Prędkość odpowiada prędkości ECP. Port

standard. Prędkość odpowiada prędkości ECP. Port

równoległy nie używa jednak kanału DMA.

równoległy nie używa jednak kanału DMA.



ECP - Enhanced Capabilities Port - port używa DMA i

ECP - Enhanced Capabilities Port - port używa DMA i

oferuje najwyższe prędkości (do 3 MB/s).

oferuje najwyższe prędkości (do 3 MB/s).

ze strony: http://pl.wikipedia.org

Magistrale (1)

Magistrale (1)



Magistrala grupuje wspólne dla kilku urządzeń

Magistrala grupuje wspólne dla kilku urządzeń

połączenia wykorzystywane do przesyłania sygnałów,

połączenia wykorzystywane do przesyłania sygnałów,

nadawanych z jednego z kilku możliwych źródeł do

nadawanych z jednego z kilku możliwych źródeł do

jednego lub kilku miejsc przeznaczenia. Zwykle o

jednego lub kilku miejsc przeznaczenia. Zwykle o

dostęp do magistrali może ubiegać się kilka

dostęp do magistrali może ubiegać się kilka

urządzeń. Jeśli wysyłane sygnały maja być

urządzeń. Jeśli wysyłane sygnały maja być

poprawnie odebrane to, w danej chwili, liniami

poprawnie odebrane to, w danej chwili, liniami

magistrali powinno sterować tylko jedno urządzenie.

magistrali powinno sterować tylko jedno urządzenie.

Natomiast dane transmitowane magistrala mogą być

Natomiast dane transmitowane magistrala mogą być

odbierane przez wszystkie urządzenia do niej

odbierane przez wszystkie urządzenia do niej

dołączone.

dołączone.



W systemach komputerowych występują różne

W systemach komputerowych występują różne

magistrale łączące układy wykorzystywane na

magistrale łączące układy wykorzystywane na

różnych poziomach systemowej hierarchii. Na

różnych poziomach systemowej hierarchii. Na

następnym slajdzie podano niektóre istotne parametry

następnym slajdzie podano niektóre istotne parametry

charakteryzujące magistrale transmisji danych:

charakteryzujące magistrale transmisji danych:

z opracowania Tomasza Jamrógiewicza

Magistrale (2)

Magistrale (2)



Sposób wykorzystania linii magistrali

Sposób wykorzystania linii magistrali



Szerokość ścieżki danych

Szerokość ścieżki danych

- liczba równoległych linii

- liczba równoległych linii

umożliwiających jednoczesną transmisję bitów danych.

umożliwiających jednoczesną transmisję bitów danych.



Sposób potwierdzania przesłania danych

Sposób potwierdzania przesłania danych

-

-

transmisja synchroniczna lub asynchroniczna.

transmisja synchroniczna lub asynchroniczna.



Taktowanie

Taktowanie

- częstotliwość zegara taktującego (o ile

- częstotliwość zegara taktującego (o ile

występuje).

występuje).



Rodzaje operacji transmisji danych

Rodzaje operacji transmisji danych

- zapis,

- zapis,

odczyt, odczyt-modyfikacja-zapis, odczyt kontrolny,

odczyt, odczyt-modyfikacja-zapis, odczyt kontrolny,

blokowe przesyłanie danych.

blokowe przesyłanie danych.



Arbitraż dostępu

Arbitraż dostępu

- centralny lub rozproszony.

- centralny lub rozproszony.

z opracowania Tomasza Jamrógiewicza

Magistrale - ISA

Magistrale - ISA



ISA

ISA

(ang.

(ang.

Industry standard architecture

Industry standard architecture

-

-

standardowa architektura przemysłu) to

standardowa architektura przemysłu) to

standard magistrali i łącza dla komputerów

standard magistrali i łącza dla komputerów

osobistych wprowadzony w roku 1984, jako

osobistych wprowadzony w roku 1984, jako

rozszerzenie architektury XT do postaci

rozszerzenie architektury XT do postaci

szesnastobitowej. Służy do przyłączania kart

szesnastobitowej. Służy do przyłączania kart

rozszerzeń do płyty głównej.

rozszerzeń do płyty głównej.



Pod koniec lat dziewięćdziesiątych

Pod koniec lat dziewięćdziesiątych

dwudziestego wieku znaczenie tej architektury

dwudziestego wieku znaczenie tej architektury

zaczęło maleć, a jej funkcje przejmował

zaczęło maleć, a jej funkcje przejmował

standard PCI.

standard PCI.

ze strony: http://pl.wikipedia.org

Magistrale - PCI

Magistrale - PCI



W normie PCI Local Bus wydanej przez PCI

W normie PCI Local Bus wydanej przez PCI

Special Interest Group, zdefiniowano magistrale

Special Interest Group, zdefiniowano magistrale

32.bitową, ze wspólnymi przełączanymi liniami

32.bitową, ze wspólnymi przełączanymi liniami

adresu i danych, synchronizowaną przebiegiem

adresu i danych, synchronizowaną przebiegiem

zegarowym o częstotliwości do 33 MHz.

zegarowym o częstotliwości do 33 MHz.



Przewidziano możliwość rozszerzenia ścieżki

Przewidziano możliwość rozszerzenia ścieżki

danych do 64 bitów i wprowadzenia dodatkowej

danych do 64 bitów i wprowadzenia dodatkowej

częstotliwości zegara taktującego równej 66 MHz.

częstotliwości zegara taktującego równej 66 MHz.



Przyjęty protokół transmisji danych dostosowany

Przyjęty protokół transmisji danych dostosowany

jest do przesyłania sekwencyjnego.

jest do przesyłania sekwencyjnego.



Przy częstotliwości zegara 33 MHz, magistrala PCI

Przy częstotliwości zegara 33 MHz, magistrala PCI

można transmitować 32-bitowe dane z szybkością

można transmitować 32-bitowe dane z szybkością

do 132 Megabajtów/sekundę.

do 132 Megabajtów/sekundę.



64-bitowe rozszerzenie i zastosowanie zegara 66

64-bitowe rozszerzenie i zastosowanie zegara 66

MHz pozwala tą szybkość zwiększyć czterokrotnie.

MHz pozwala tą szybkość zwiększyć czterokrotnie.

ze strony: http://pl.wikipedia.org

Magistrale – AGP (1)

Magistrale – AGP (1)



Accelerated Graphics Port

Accelerated Graphics Port

(

(

AGP

AGP

czasem

czasem

nazywany

nazywany

Advanced Graphics Port

Advanced Graphics Port

) to rodzaj

) to rodzaj

zmodyfikowanej magistrali PCI opracowanej przez

zmodyfikowanej magistrali PCI opracowanej przez

firmę Intel. Jest to 32-bitowa magistrala PCI

firmę Intel. Jest to 32-bitowa magistrala PCI

zoptymalizowana do szybkiego przesyłania dużych

zoptymalizowana do szybkiego przesyłania dużych

ilości danych pomiędzy pamięci

ilości danych pomiędzy pamięci

ą

ą

operacyjną a kartą

operacyjną a kartą

graficzną. Niektórzy nie uważają jej za magistralą

graficzną. Niektórzy nie uważają jej za magistralą

ponieważ umożliwia połączenie jedynie dwóch

ponieważ umożliwia połączenie jedynie dwóch

elementów: karty graficznej i chipsetu płyt głównej.

elementów: karty graficznej i chipsetu płyt głównej.

Niektóre płyty główne posiadają więcej niż jeden slot

Niektóre płyty główne posiadają więcej niż jeden slot

AGP.

AGP.



Pierwsza wersja AGP, dziś nazywana

Pierwsza wersja AGP, dziś nazywana

AGP 1.0

AGP 1.0

lub

lub

AGP 1x

AGP 1x

, używa 32-bitowej szerokości magistrali

, używa 32-bitowej szerokości magistrali

przy taktowaniu 66 MHz i napięciu 1.5 V lub 3.3 V.

przy taktowaniu 66 MHz i napięciu 1.5 V lub 3.3 V.

Maksymalny transfer jest ograniczony do 266 MB/s.

Maksymalny transfer jest ograniczony do 266 MB/s.

ze strony: http://pl.wikipedia.org

Magistrale – AGP (2)

Magistrale – AGP (2)



AGP 2x

AGP 2x

używa wciąż magistrali o szerokości 32 bitów i

używa wciąż magistrali o szerokości 32 bitów i

taktowania 66 MHz lecz transfer odbywa się tu na obu

taktowania 66 MHz lecz transfer odbywa się tu na obu

zboczach sygnału zegarowego (efektywna

zboczach sygnału zegarowego (efektywna

częstotliwość 133 MHz) co umożliwia transfer na

częstotliwość 133 MHz) co umożliwia transfer na

poziomie 533 MB/s. Napięcie jest identyczne jak w AGP

poziomie 533 MB/s. Napięcie jest identyczne jak w AGP

1x.

1x.



AGP 4x

AGP 4x

posługuje się taktowaniem 133 MHz i

posługuje się taktowaniem 133 MHz i

transferem na obu zboczach i w rezultacie maksymalny

transferem na obu zboczach i w rezultacie maksymalny

transfer 1066 MB/s. Napięcie zredukowano do 1.5 V.

transfer 1066 MB/s. Napięcie zredukowano do 1.5 V.



AGP 8x

AGP 8x

to transfer na obu zboczach ale przy

to transfer na obu zboczach ale przy

częstotliwości 266 MHz; transfer 2133 MB/s. Standard

częstotliwości 266 MHz; transfer 2133 MB/s. Standard

ten obniża napięcie do 0.8 V.

ten obniża napięcie do 0.8 V.

ze strony: http://pl.wikipedia.org

Magistrale (3)

Magistrale (3)

Procesor (1)

Procesor (1)



CPU (Central Processing Unit)

CPU (Central Processing Unit)



Pierwszy mikroprocesor –

Pierwszy mikroprocesor –

Intel 4004 (1971 rok)

Intel 4004 (1971 rok)



Potrafił jedynie dodawać i

Potrafił jedynie dodawać i

odejmować liczby 4-bitowe

odejmować liczby 4-bitowe



Pierwszy „domowy” procesor

Pierwszy „domowy” procesor

– 8080 (1974 rok)

– 8080 (1974 rok)

Procesor

Procesor

(2)

(2)

liczba

liczba

tranzystorów

tranzystorów

szerokość ścieżki

szerokość ścieżki

liczba milionów

liczba milionów

instrukcji na

instrukcji na

sekundę

sekundę

Procesor (3)

Procesor (3)



zależność między MIPS a

zależność między MIPS a

częstotliwością taktowania

częstotliwością taktowania



kompatybilność procesorów wstecz

kompatybilność procesorów wstecz



Instrukcje a cykle zegara

Instrukcje a cykle zegara

Częstotliwość zegara

Częstotliwość zegara

Liczba MIPS

Liczba MIPS

średnia liczba cykli

średnia liczba cykli

zegara na wykonanie

zegara na wykonanie

pojedynczej instrukcji

pojedynczej instrukcji

=

=

Procesor (4)

Procesor (4)



Procesor wykonuje kolekcje instrukcji

Procesor wykonuje kolekcje instrukcji

zapisanych w języku maszynowym. Na

zapisanych w języku maszynowym. Na

podstawie tych instrukcji procesor potrafi

podstawie tych instrukcji procesor potrafi

„wykonać” trzy podstawowe rzeczy:

„wykonać” trzy podstawowe rzeczy:



przy pomocy ALU potrafi wykonać operacje

przy pomocy ALU potrafi wykonać operacje

takie jak np. dodawanie czy mnożenie

takie jak np. dodawanie czy mnożenie



przenosić dane z jednego „miejsca” w drugie

przenosić dane z jednego „miejsca” w drugie



potrafi podjąć decyzję, „skoczyć” i wykonać

potrafi podjąć decyzję, „skoczyć” i wykonać

inny zestaw instrukcji

inny zestaw instrukcji

Procesor

Procesor

(5)

(5)

Procesor (6)

Procesor (6)

Procesor (7)

Procesor (7)



Procesor + pamięć = jednostka

Procesor + pamięć = jednostka

centralna

centralna



Fazy wykonania rozkazu:

Fazy wykonania rozkazu:



pobranie i zdekodowanie rozkazu

pobranie i zdekodowanie rozkazu



wykonanie określonej w rozkazie operacji

wykonanie określonej w rozkazie operacji



ustalenie adresu następnego rozkazu do

ustalenie adresu następnego rozkazu do

wykonania

wykonania



Takty a cykle pracy procesora …

Takty a cykle pracy procesora …

Procesor (8)

Procesor (8)



Chłodzenie

Chłodzenie



pasta

pasta



radiator

radiator



wentylator

wentylator

Pamięć (1)

Pamięć (1)



Pamięci dzielimy na:

Pamięci dzielimy na:



Ulotne - Pami

Ulotne - Pami

ę

ę

ci RAM

ci RAM



Statyczne - SRAM

Statyczne - SRAM



Statyczne VideoRAM

Statyczne VideoRAM



Dynamiczne - DRAM

Dynamiczne - DRAM



Nieulotne - Pami

Nieulotne - Pami

ę

ę

ci ROM

ci ROM



ROM

ROM



PROM

PROM



EPROM

EPROM



EEPROM

EEPROM



Flash-ROM

Flash-ROM

ze strony: http://bszx.iinf.polsl.gliwice.pl/mikroiso/element/pamieci.html

Pamięci (2)

Pamięci (2)



RAM -

RAM -

Random Access Memory - Pamięć o

Random Access Memory - Pamięć o

swobodnym dostępie - posiada możliwość

swobodnym dostępie - posiada możliwość

odczytu i zapisu. Zawartość takiej pamięci

odczytu i zapisu. Zawartość takiej pamięci

jest tracona po zaniku zasilania.

jest tracona po zaniku zasilania.



ROM -

ROM -

Read Only Memory - Pamięć tylko do

Read Only Memory - Pamięć tylko do

odczytu - posiada jedynie możliwość odczytu,

odczytu - posiada jedynie możliwość odczytu,

niektóre rodzaje posiadają możliwość

niektóre rodzaje posiadają możliwość

zaprogramowania nowej zawartości przez

zaprogramowania nowej zawartości przez

użytkownika. Zawartość tej pamięci jest

użytkownika. Zawartość tej pamięci jest

utrzymywana po wyłączeniu zasilania.

utrzymywana po wyłączeniu zasilania.

ze strony: http://bszx.iinf.polsl.gliwice.pl/mikroiso/element/pamieci.html

Pamięci (3)

Pamięci (3)



SRAM - Pamięć statyczna RAM.

SRAM - Pamięć statyczna RAM.

Pami

Pami

ę

ę

ci tego

ci tego

typu są zbudowane z przerzutników

typu są zbudowane z przerzutników

bistabilnych przechowujących bity informacji.

bistabilnych przechowujących bity informacji.

Ze względu na

Ze względu na

wysoki koszt

wysoki koszt

produkcji

produkcji

pamięci te są stosowane jedynie w

pamięci te są stosowane jedynie w

niektórych podzespołach i

niektórych podzespołach i

nie są

nie są

wykorzystywane

wykorzystywane

jako pamięć podstawowa

jako pamięć podstawowa

komputerów.

komputerów.

Ze względu na

Ze względu na

dużą szybkość

dużą szybkość

działania

działania

znalazły one zastosowanie w

znalazły one zastosowanie w

układach buforujących -

układach buforujących -

pamięć cache.

pamięć cache.

ze strony: http://bszx.iinf.polsl.gliwice.pl/mikroiso/element/pamieci.html

Pamięci (4)

Pamięci (4)



DRAM - Pamięć dynamiczna RAM.

DRAM - Pamięć dynamiczna RAM.

Pamięci tego typu

Pamięci tego typu

są zbudowane z macierzy kondensatorów

są zbudowane z macierzy kondensatorów

przechowujących bity informacji w postaci ładunków

przechowujących bity informacji w postaci ładunków

elektrycznych. Pamięci te są

elektrycznych. Pamięci te są

znacznie tańsze od

znacznie tańsze od

pamięci statycznych

pamięci statycznych

- każda komórka pamięci

- każda komórka pamięci

składa się tylko z jednego tranzys

składa się tylko z jednego tranzys

t

t

ora(złącze

ora(złącze

emiterowe i podłoże układu tworzą kondensator).

emiterowe i podłoże układu tworzą kondensator).

Takie rozwiązanie posiada również swoje wady -

Takie rozwiązanie posiada również swoje wady -

konieczność nieustannego odświeżania zawartości

konieczność nieustannego odświeżania zawartości

pamięci.

pamięci.

Również adresowanie tej pamięci jest

Również adresowanie tej pamięci jest

bardziej skomplikowane. Adres komórki pamięci jest

bardziej skomplikowane. Adres komórki pamięci jest

podawany w dwóch etapach - adres wiersza

podawany w dwóch etapach - adres wiersza

(wczytywany przy sygnale RAS), a potem adres

(wczytywany przy sygnale RAS), a potem adres

kolumny (wczytywany przy sygnale CAS). Adresy

kolumny (wczytywany przy sygnale CAS). Adresy

komórek pamięci są multipleksowane, co dodatkowo

komórek pamięci są multipleksowane, co dodatkowo

wydłuża cykl odczytu. Wyżej wymienione cechy

wydłuża cykl odczytu. Wyżej wymienione cechy

powodują, iż pamięć ta jest

powodują, iż pamięć ta jest

zbyt wolna do wielu

zbyt wolna do wielu

zastosowań

zastosowań

. Obecnie najszersze zastosowanie tej

. Obecnie najszersze zastosowanie tej

pamięci to

pamięci to

pamięć podstawowa komputerów.

pamięć podstawowa komputerów.

ze strony: http://bszx.iinf.polsl.gliwice.pl/mikroiso/element/pamieci.html

Pamięci (5)

Pamięci (5)



ROM - p

ROM - p

amięć

amięć

tylko do odczytu

tylko do odczytu

(Read

(Read

Only Memory). Informacja zawarta w

Only Memory). Informacja zawarta w

tej pamięci jest

tej pamięci jest

zapisywana w czasie

zapisywana w czasie

produkcji

produkcji

w formie maski na

w formie maski na

podstawie dostarczonego wzorca.

podstawie dostarczonego wzorca.

Nie

Nie

ma możliwości zmiany

ma możliwości zmiany

zawartości tej

zawartości tej

pamięci. Używana w urządzeniach

pamięci. Używana w urządzeniach

produkowanych seryjnie.

produkowanych seryjnie.

ze strony: http://bszx.iinf.polsl.gliwice.pl/mikroiso/element/pamieci.html

Pamięci (6)

Pamięci (6)



EPROM -

EPROM -

Pamięć stała, programowana elektrycznie

Pamięć stała, programowana elektrycznie

(

(

erasable programmable read-only memory

erasable programmable read-only memory

).

).

Użytkownik może sam zapisywać do niej informacje.

Użytkownik może sam zapisywać do niej informacje.

Gdy układ posiada okienko ze szkła kwarcowego,

Gdy układ posiada okienko ze szkła kwarcowego,

można pamięć kasować i programować ponownie.

można pamięć kasować i programować ponownie.

Kasowanie odbywa się przez naświetlanie

Kasowanie odbywa się przez naświetlanie

ultrafioletem. Układy EPROM mogą być kasowane i

ultrafioletem. Układy EPROM mogą być kasowane i

ponownie programowane około 100 razy. Pamięci te

ponownie programowane około 100 razy. Pamięci te

występują również w odmianie OTP (One Time

występują również w odmianie OTP (One Time

Programable) - mogą być zapisane przez

Programable) - mogą być zapisane przez

użytkownika jeden raz, bez możliwości skasowania.

użytkownika jeden raz, bez możliwości skasowania.

Ta odmiana jest tańsza ze względu na rodzaj

Ta odmiana jest tańsza ze względu na rodzaj

obudowy - pamięci wielokrotnie programowalne

obudowy - pamięci wielokrotnie programowalne

mają obudowę ceramiczną, a pamięci OTP obudowę

mają obudowę ceramiczną, a pamięci OTP obudowę

plastikową.

plastikową.

ze strony: http://bszx.iinf.polsl.gliwice.pl/mikroiso/element/pamieci.html

Pamięci (7)

Pamięci (7)



FlashROM -

FlashROM -

Pamięć stała, obecnie coraz

Pamięć stała, obecnie coraz

częściej używana ze względu na niski koszt

częściej używana ze względu na niski koszt

produkcji i łatwość programowania. Do

produkcji i łatwość programowania. Do

ponownego zaprogramowania tej pamięci

ponownego zaprogramowania tej pamięci

nie są potrzebne specjalistyczne

nie są potrzebne specjalistyczne

urządzenia, wystarczy odpowiednie

urządzenia, wystarczy odpowiednie

oprogramowanie dla sprzętu, w którym

oprogramowanie dla sprzętu, w którym

kość została użyta. Kasowanie tej pamięci

kość została użyta. Kasowanie tej pamięci

trwa kilka sekund.

trwa kilka sekund.

ze strony: http://bszx.iinf.polsl.gliwice.pl/mikroiso/element/pamieci.html

DMA

DMA



DMA (Direct Memory Access -

DMA (Direct Memory Access -

bezpośredni dostęp do

bezpośredni dostęp do

pamięci

pamięci

) jest to

) jest to

technika, w której inne układy (np.

technika, w której inne układy (np.

kontroler dysku twardego, karta dźwiękowa, itd)

kontroler dysku twardego, karta dźwiękowa, itd)

mogą korzystać z pamięci operacyjnej RAM lub

mogą korzystać z pamięci operacyjnej RAM lub

(czasami) portów we-wy pomijając przy tym procesor

(czasami) portów we-wy pomijając przy tym procesor

główny – CPU

główny – CPU

.

.

Wymaga to współpracy ze strony

Wymaga to współpracy ze strony

procesora, który musi zaprogramować kontroler DMA

procesora, który musi zaprogramować kontroler DMA

do wykonania odpowiedniego transferu, a następnie

do wykonania odpowiedniego transferu, a następnie

na czas przesyłania danych zwolnić magistralę

na czas przesyłania danych zwolnić magistralę

systemową (przejść w stan wysokiej impedancji).

systemową (przejść w stan wysokiej impedancji).

Realizacja cykli DMA może przez urządzenie być

Realizacja cykli DMA może przez urządzenie być

zrzucona na specjalny układ (np. w komputerach PC)

zrzucona na specjalny układ (np. w komputerach PC)

lub być realizowana samodzielnie przez urządzenie.

lub być realizowana samodzielnie przez urządzenie.



DMA ma za zadanie odciążyć procesor główny od

DMA ma za zadanie odciążyć procesor główny od

samego przesyłania danych z miejsca na miejsce

samego przesyłania danych z miejsca na miejsce

Przerwania – IRQ (1)

Przerwania – IRQ (1)



Skrót

Skrót

IRQ

IRQ

pochodzi od angielskiego

pochodzi od angielskiego

terminu

terminu

Interrupt Request

Interrupt Request

- co możemy

- co możemy

przetłumaczyć jako żądanie przerwania.

przetłumaczyć jako żądanie przerwania.



Przerwania dzielą się na trzy grupy:

Przerwania dzielą się na trzy grupy:



sprzętowe - generowane przez urządzenia

sprzętowe - generowane przez urządzenia

komputera takie jak klawiatura, czy dysk;

komputera takie jak klawiatura, czy dysk;



wyj

wyj

ą

ą

tkowe - generowane gdy wystąpi błąd w

tkowe - generowane gdy wystąpi błąd w

samym programie;

samym programie;



programowe - generowane gdy wykonywany

programowe - generowane gdy wykonywany

program potrzebuje skorzystać z dodatkowej

program potrzebuje skorzystać z dodatkowej

usług

usług

i

i

Przerwania – IRQ (2)

Przerwania – IRQ (2)



Po

Po

uruchomieniu komputera i wczytaniu systemu

uruchomieniu komputera i wczytaniu systemu

operacyjnego komputer oczekuje na wystąpienie

operacyjnego komputer oczekuje na wystąpienie

jakiegoś zdarzenia. Zdarzenie to jest sygnalizowane

jakiegoś zdarzenia. Zdarzenie to jest sygnalizowane

przez sprzęt lub oprogramowanie za pomocą

przez sprzęt lub oprogramowanie za pomocą

specjalnego sygnału zwanego

specjalnego sygnału zwanego

przerwaniem

przerwaniem

(ang.

(ang.

interrupt

interrupt

). Z chwila pojawienia się przerwania

). Z chwila pojawienia się przerwania

procesor zaczyna zajmować się żądaniem

procesor zaczyna zajmować się żądaniem

zgłoszonym przez sprzęt lub oprogramowanie, które

zgłoszonym przez sprzęt lub oprogramowanie, które

to żądanie zgłosiło. Każde przerwanie ma swój

to żądanie zgłosiło. Każde przerwanie ma swój

numer oraz procedurę, która zajmuje się obsługą

numer oraz procedurę, która zajmuje się obsługą

tego przerwania. Dzięki przerwaniom komputer

tego przerwania. Dzięki przerwaniom komputer

może zajmować się kilkoma rzeczami na raz, a

może zajmować się kilkoma rzeczami na raz, a

procesor może dzielić swój cenny czas między różne

procesor może dzielić swój cenny czas między różne

zdarzenia (na przykład obliczenia, obsługę

zdarzenia (na przykład obliczenia, obsługę

klawiatury, myszki

klawiatury, myszki

,

,

itp.).

itp.).

Przerwania pozwalają odłożyć wykonywanie jednego

Przerwania pozwalają odłożyć wykonywanie jednego

zadania i zając się innym.

zadania i zając się innym.