Микросхема bios

BIOS – базовая система ввода-вывода. Является ключевым элементом системной платы, без которого все её компоненты представляют собой лишь набор железок. BIOS, пользуясь средствами предоставляемыми чипсетом, управляет всеми компонентами и ресурсами системной платы. Из этого следует, что используемая версия BIOS в значительной степени привязана к чипсету. Кроме этого микросхема должна содержать данные и особенности применяемых компонентов. Код BIOS хранится в микросхеме энергонезависимой постоянной памяти (ROMBIOS) или флэш-памяти. На современных материнских платах в основном используется второй тип памяти. Микросхемы BIOS маркируются с помощью буквенно-цифрового кода: 28F… - флэш-память на 12В; 29С… - флэш-память на 5В; 29LV… - флэш-память 3В; 28Cxxx – EEPROM; 27Сxxx – память EPROM, записывается с помощью специального устройства – программатора, стирается ультрафиолетом. Современные микросхемы BIOS построены на флэш-памяти, можно перезаписывать с помощью специальных утилит.

Память cmos

Память CMOS, совмещённая с часами таймера, является энергонезависимой памятью конфигурации компьютера. Помимо ячеек стандартного назначения в CMOS памяти имеются ячейки, которые используются для хранения текущих параметров чипсета, задаваемых встроенной утилитой CMOSSetup. Для питания этой памяти на системной плате устанавливается литиевая батарейка. Она рассчитана на срок службы в несколько лет. Первым признаком необходимости её замены может быть остановка внутренних часов календаря при выключении компьютера. Память CMOS является важным узлом компьютера, и правильность её питания может существенно влиять на работоспособность компьютера в целом.

Параметры CMOSSetup

Микросхема CMOS должна содержать информацию об установленных дисках системы и выбранных пользовательских параметрахперед использование компьютера. Программа Setup позволяет выбрать необходимые параметры. Запуск данной программы осуществляется нажатием определённой клавиши или комбинации клавиш в начале процедуры POST. В различных версиях BIOS загрузка осуществляется различными клавишами (Delete, F2, ). Обычно информацию о сочетании клавиш можно найти на документации материнской платы, а также она пишется на экране (обычно в нижней строке). После запуска программы на экране появляется экран с меню. В большинстве современных программ BIOSSetup основное меню состоит из следующих пунктов:1)Maitenance – определение рабочей частоты процессора и удаление паролей; 2) Main(основные параметры) – распределение ресурсов аппаратного обеспечения;

3)Advanced(дополнительный параметры) – установка дополнительных свойств;

4)Security(безопасность) – установка паролей и активизация других средств безопасности;

5)Power(питание) – установка параметров управления питания;

6)Boot(загрузка) – определение параметров загрузки и блока питания;

7)Exit(выход) – обычно с сохранением или с отменой установленных параметров.

Процессор персонального компьютера

В устройстве ПК за вычисления и обработку всей информации отвечает ЦПУ (центральное процессорное устройство). Процессором является сложное высокотехнологичное изделие, в котором количество различных элементов (в основном транзисторов) рассчитывает уже больше миллиарда.

Общую архитектуру процессора можно представить в виде следующих основных блоков: 1) устройство управления – предназначено для дешифрации и исполнения команд;

2) рабочие регистры – элементы необходимые для адресации памяти и выполнения вычислительных операций;

3) арифметико-логическое устройство – выполняет логические и арифметические операции;

4) управление вводом-выводом –организация ввода-вывода данных в процессор или из процессора.

Процессор работает с командами. В каждой команде предписывается, какое действие должен выполнить процессор и с какими данными. Любая программа, которая выполняется процессором, состоит из множества различных команд, выполняя которые процессор выполняет программу. В общем случае команда для процессора имеет вид:

Код операции – Оперенд1 - … - Операнд2.

Код операции

Операнд1

…

Операнд2

Таким образом, каждая команда на самом низком уровне представляет собойгруппу битов ( нулей и единиц), которая в свою очередь образует выше указанные поля (рисунок). Код операции показывает, что процессор должен делать, а поля операндов, предоставляют необходимые данные для осуществления операции процессора.

Процессор работает с оперативной памятью, так как в ней хранятся данные, необходимые процессору для работы и в оперативную память процессор помещает результаты своих вычислений перед окончательным сохранением в долговременную память ( на жёсткий диск и т.д.). Взаимодействие процессора с памятью происходит посредством шины адреса, данных и управления.

На шину адреса помещается адрес ячейки памяти с данными, необходимыми процессору.

На шину данных помещаются данные из процессора, которые необходимо записать в память или данные из памяти, которые необходимы процессору для вычислений.

На шину управления поступает сигналы из процессора, которые указывают памяти или другим устройствам, с чем процессор будет работать, и какую операцию он будет производить. Работа процессора происходит по следующему алгоритму. Программный счётчик выдаёт адрес команды на шину адреса. Память помещает команду, находящуюся по этому адресу на шину данных. Процессор вводит команду в свой регистр команды. Там команда дешифруется, определяется код операции, определяется длина команды в байтах. Программный счётчик адресует следующую команду, находящуюся по адресу на длину команды от предыдущей. Сама команда после её обработки регистром команд, выполняется остальными устройствами процессора. Когда выполнение команды завершается, содержимое программного счётчика помещается на шину адреса и цикл повторяется.

Все команды процессор выполняет последовательно, команда за командой. Иногда выполнение какой-то команды необходимо остановить, так как необходимо выполнить более приоритетную. Для этого вырабатываются специальные команды переходов (прерываний). При появлении таких команд текущие операции останавливаются, запоминается последнее состояние процессора, затем выполняется необходимая команда. После её выполнения загружается последнее состояние процессора и очередь команд продолжает выполняться.

Сколько бит обрабатывается процессором за один раз (за один такт) показывает такая характеристика как разрядность процессора. На данный момент большинство процессоров за один такт способны обработать от 32 до 64 битов. В основе работы процессора лежит тактовый принцип. Исполнение каждой команды занимает определённое количество тактов. В ПК тактовые импульсы задаёт одна из микросхем, входящая в чипсет, расположенный на материнской плате. Чем выше частота тактов поступающих на процессор, тем больше команд он может исполнить в единицу времени, и тем выше его производительность.

На производительность ЦП также влияет размер Кэш-памяти, количество ядер, а также чипсет, расположенный на материнской плате.

Многоядерными процессорами являются, процессоры у которых 2 и более ядер, находятся в одном корпусе, в результате чего обработка информации ведётся в несколько потоков, что в конечном итоге влияет на производительность.

Процессор работает значительно быстрее, чем оперативная память, и при обращении к ней ему приходится некоторое время ожидать результата. Что бы уменьшить время ожидания, непосредственно на кристалле процессора устанавливается небольшой объём очень быстрой памяти, называемой кэш-памятью. Она содержит данные, наиболее часто используемые процессором, и обычно работает на его тактовой частоте. Специальные алгоритмы для кэш-памяти позволяет своевременно подгружать нужные процессору данные из оперативной памяти, что увеличивает производительность системы.

Современные процессоры имеют двух- или трёх-уровневую организацию кэш-памяти. У кэш-памяти 1 уровня наивысшая скорость и небольшой объём (не больше 100 кбайт), кэш-память 2 уровня обладает несколько меньшим быстродействием, но её объём может составлять от нескольких сотен Кбайтов до нескольких Мб. Кэш-память 3 уровня также более медленная, чем 1 уровня и её объём обычно более Мб.

Ядро ЦП работает на тактовой частоте, являющейся произведением частоты FSB на коэффициент умножения (множитель процессора). FSB – частота внешней шины процессора.