19. Функции чипсета системной платы.

Отдельный и самый важный компонент МП – это чипсет.

Для того, чтобы процессор в персональном компьютере мог работать в полную силу, ему требуется помощь специализированных микросхем, которые берут на себя рутинную работу с оперативной памятью и периферийными устройствами. Набор таких микросхем называется чипсетом. В комплект чипсета может входить различное количество микросхем, но в последнее время наиболее популярно решение из 2 – 3 микросхем.

чипсет определяет, какой процессор поддерживается, какая память может быть использована и набор других характеристик. Обычно это 2-3 микросхемы.

чипсет — набор микросхем, которые выполняют служебные функции по распределению сигналов между всеми блоками. При подаче напряжения питания чипсет вырабатывает определенную последовательность команд, которая активизирует процессор. Процессор, в свою очередь, по программе BIOS тестирует и активизирует остальные устройства, установленные и подключенные к, системной плате.

Если старт компьютера прошел успешно, то микросхемы чипсета свя-

зывают процессор, память и периферийные устройства в единое целое — вычислительное устройство, готовое выполнить команды пользователя или определенным образом реагировать на появление сигналов в интерфейсных линиях.

Чипсеты на Юге и Севере

чипсет материнской платы состоит из двух компонентов (которые, как правило,представляют собой независимые чипсеты, связанные друг с другом).

Называются эти компоненты Северный и Южный мост. Названия Северный и Южный – исторические. Они означают расположение чипсета моста относительно шины PCI: Северный находится выше, а Южный – ниже. Это название дали чипсетам по выполняемыми ими функциями, они служат для связи различных шин и интерфейсов. Для проектировщика особой сложностью является Северный мост, т.к. он работает с самыми скоростными устройствами, поэтому сам должен работать очень быстро, обеспечивая быструю и надежную связь процессора, памяти, шины AGP и Южного моста. Южный мост работает с медленными устройствами, такими как жесткие

диски, шина USB, PCI, ISA и т. п.

20. Определение пропускной способности шин. Привести пример.

3.1. Пропускная способность

По сути, пропускная способность — это способность передавать данные, другими словами, это понятие определяет, как много данных может быть перенесено из одной точку в другую за определённый период времени. Обмен данными между двумя точками подразумевает две вещи:

Чтобы обмен данными был возможен на низком уровне, используется набор электрических проводников

Чтобы обмен данными проходил эффективно и надёжно, используется некоторый протокол.

В компьютере есть два вида компонентов, удовлетворяющие этим требованиям:

Шины

Магистрали данных

Шины

Как было сказано ранее, шины дают возможность осуществлять обмен данными, и используют некоторый протокол, благодаря которому весь обмен происходит контролируемым образом. Однако шины имеют и другие выделяющиеся черты:

Стандартизированные электрические характеристики (например, количество проводников, уровни напряжения, скорости сигналов и т.д.)

Стандартизированные механические характеристики (например, тип соединения, размер платы, физическая конструкция и т.д.)

Стандартизированный протокол

Слово «стандартизированный» важно, потому что шины представляют собой основной способ соединения различных компонентов компьютера вместе.

Во многих случаях шины позволяют соединять оборудование, выпущенное разными производителями; без стандартизации это было бы невозможно. Однако, даже в ситуациях, когда права на шину принадлежат одному производителю, стандартизация важна, так как она позволяет этому производителю гораздо легче реализовывать разные компоненты, используя общий интерфейс — саму эту шину.

Примеры шин

Куда бы внутрь компьютера вы не заглянули, вы увидите шины. Вот лишь некоторые примеры самых распространённых из них:

Шины устройств хранения (ATA и SCSI)

Сети (Ethernet и Token Ring)

Шины памяти (PC133 и Rambus®)

Шины расширения (PCI, ISA, USB)

21. Классификация процессоров (CISC и RISC).

Микропроцессор, иначе, центральный процессор (ЦП) — Central

Processing Unit (CPU) — функционально законченное программно-

управляемое устройство обработки информации, выполненное в виде

одной или нескольких больших (БИС) или сверхбольших (СБИС) ин-

тегральных схем (БИС или СБИС).

Микроархитектура микропроцессора — это аппаратная организация и логическая структура микропроцессора, регистры, управляющие схемы, арифметико-логические устройства, запоминающие устройства и связывающие их информационные магистрали. Макроархитектура микропроцессора – это система команд, типы обрабатываемых данных, режимы адресации и принципы работы микропроцессора. В общем случае под архитектурой ЭВМ понимается абстрактное представление машины в терминах основных функциональных модулей, языка ЭВМ, структуры данных. В соответствии с архитектурными особенностями, определяющими свойства системы команд, различают:

– микропроцессоры с CISC – архитектурой.

CISC (Complex Instruction Set Computer) — компьютер со сложной системой команд. Исторически они первые и включают большое количество команд. Все микропроцессоры корпораций Intel и AMD относятся к категории CISC;

– микропроцессоры с RISC – архитектурой.

RISC (Reduced Instruction Set Computer) — компьютер с сокращенной системой команд. Упрощена система команд и сокращена до такой степени, что каждая инструкция выполняется за единственный такт. Вследствие этого упростилась структура микропроцессора, и увеличилось его быстродействие.

– Микропроцессоры с MISC – архитектурой.

MISC (Minimum Instruction Set Computer) — компьютер с ми-

нимальной системой команд. Последовательность простых инструк-

ций объединяется в пакет, таким образом программа преобразуется в

небольшое количество длинных команд.

22. Принципы организации процессоров. Одноядерные и многоядерные процессоры.

Центральный процессор (CPU) – важнейшая часть аппаратного обеспечения любого компьютера, отвечающая за выполнение необходимых арифметических операций, заданных программами, координирующая работу всех, без исключения, устройств компьютера.

Безусловно, процессор – сердце каждого компьютера. Именно процессор выполняет инструкции программного обеспечения, использующегося на персональном компьютере, обрабатывает набор данных и производит сложные вычислительные операции. Главными характеристиками процессора являются:

производительность — характеризует количество операций, выполненных процессором в единицу времени. ,

тактовая частота —  частота синхронизирующих импульсов синхронной электронной схемы, то есть количество синхронизирующих тактов, поступающих извне на вход схемы за одну секунду. ,

энергопотребление

разрядность — число бит, одновременно хранимых, обрабатываемых или передаваемых в другое устройство.

архитектура — количественная составляющая компонентов микроархитектуры вычислительной машины (процессора компьютера) (например, регистр флагов или регистры процессора), рассматриваемая IT-специалистами в аспекте прикладной деятельности.

кэш —  кэш (сверхоперативная память), используемый микропроцессором компьютера для уменьшения среднего времени доступа ккомпьютерной памяти. 

Известно, что процессоры бывают одноядерные и многоядерные. Многоядерным процессором называется центральный процессор, содержащий два (и больше) вычислительных ядра, размещенных на одном небольшом процессорном кристалле или в одном общем корпусе. Обычный процессор имеет только одно ядро. Эпоха одноядерных процессоров понемногу уходит в прошлое. По своим характеристикам они, в целом, проигрывают многоядерным процессорам.

Например, тактовая частота средненького двухъядерного процессора нередко может быть намного ниже частоты неплохого одноядерного процессора, но из-за разделения задач на «обе головы», разница в результатах становится несущественной. Двухъядерный процессор Core 2 Duo с тактовой частотой 1,7ГГц легко сможет обскакать одноядерный Celeron с тактовой частотой 2,8ГГц, ведь производительность зависит не от одной лишь частоты, но и от количества ядер, кэша и других факторов.

На сегодняшний момент на мировом компьютерном рынке лидируют два крупнейших производителя процессоров — корпорация Intel (ее доля на сегодня порядка 84%) и компания AMD (около 10%).