Учебная работа. Реферат: Перспективы развития ПК

Учебная работа. Реферат: Перспективы развития ПК

1. Многофункциональная и структурная организация ПК

1.1. Главные блоки ПК и их предназначение

В истинное время мировой парк компов составляет наиболее полумиллиарда штук, из их около 95% — это индивидуальные компы (компов типа IBM PC наиболее 80% всех ПК ).

Индивидуальные компы (ПК ) относятся к классу микрокомпьютеров, для удовлетворе­ния требованиям общедоступности и универсальности внедрения должны владеть последующими свойствами:

малая стоимость ПК , находящаяся в границах доступности для личного покупателя;

автономность эксплуатации без особых требований к условиям окружающей среды;

упругость архитектуры, обеспечивающая ее адаптируемость к различным при­менениям в сфере управления, науки, образования, в быту;

дружественность операционной системы и остального программного обеспечения, обусловливающая возможность работы с ней юзера без специальной про­фессиональной подготовки;

высочайшая надежность работы (наиболее 5000 часов выработки на отказ).

Большей популярностью в истинное время пользуются индивидуальные компы конторы IBM, 1-ые модели которых возникли в 1981 году, и их аналоги остальных компаний; значительно уступают по популярности ПК конторы Apple (Macintosh), занимающие по распространенности 2-е пространство[12, c.94].

Самыми всераспространенными моделями компов в истинное время являются IBM PC с процессорами Pentium 4 и Core 2.

Обобщенные свойства современных индивидуальных компов IBM PC приведены в табл. 1.1 [6, c.73].

Таблица 1.1. Главные усредненные свойства ПК IBM PC

Параметр

Тип процессора

80486 DX

Pentium

Pentium Celeron

Pentium II

Pentium III

Pentium 4

Core 2 Duo

Тактовая

частота,МГц

50-100 75-200 330-800 220-500 500-900 1000-3600 1000-3000 Разряд­ность, бит 32 64 64 64 64 64 64

Размер ОЗУ,

Мбайт

4,8,16 8,16,32 32,64,128 32,64,128 64,128,256 256,512, 1024 512,1024, 2048 Размер кэш L2, Кбайт 256 256,512 128,256 512,1024 256,512, 1024 256, 512, 1024 512,1024, 2048 2048,4096 Емкость НМД,Гбайт 0,8-2,0 1,0-6,4 4,3-20,0 6,4-20,0 10,0-50,0 100,0-250,0 100,0-1000,0

Индивидуальные компы можно систематизировать по ряду признаков.

По поколениям индивидуальные компы делятся последующим образом:

1-го поколения — употребляют 8-битовые процессоры;

2-го поколения — употребляют 16-битовые процессоры;

3-го поколения — употребляют 32-битовые процессоры;

4-го поколения — употребляют 64-битовые процессоры.

систематизация ПК по конструктивным особенностям показана на рис. 1.1.

ПЕРСОНАЛЬНЫЕ ЭВМ

Стационарные (настольные)

Переносные

Портативные ПК
ПК — блокноты
Карманные ПК
электрические секретари
Электрические записные книги

Рис. 1.1. систематизация ПК по конструктивным особенностям

Структурная схема индивидуального компа представлена на рис.1.(см. приложение А).

Более необходимыми компонентами хоть какого компа, обусловливающими его главные свойства, являются процессоры, системные чипсеты и интерфейсы.

инфы выпол­ненное в виде одной либо нескольких огромных (БИС) либо сверхбольших (СБИС) интегральных схем.

компьютер — компьютер, предназначенный для эксплуатации одним пользователем);
переход к последующей команде.

Главными параметрами процессоров являются:

разрядность;

рабочая тактовая частота;

виды и размер кэш-памяти;

состав инструкций;

конструктив;

энергопотребление;

рабочее напряжение и т. д. [8, c.173].

Разрядность шины данных МП описывает количество разрядов, над которыми сразу могут производиться операции; разрядность шины адреса МП описывает его адресное место.

Адресное место — это наибольшее количество ячеек главный памяти, которое быть может конкретно адресовано процессором.

Рабочая тактовая частотаМП почти во всем описывает его внутреннее быстродействие, так как любая команда производится за определенное количество тактов. Быстродействие (производительность) ПК зависит также и от тактовой частоты шины системной платы, с которой работает (может работать) МП

Кэш-память, устанавливаемая на плате МП, имеет два уровня:

L1 — память 1-го уровня, находящаяся снутри главный микросхемы (ядра) МП и работающая постоянно на полной частоте МП (в первый раз кэш L1 был введен в МП i486 и у МП i386SLC).

L2 — память 2-го уровня, кристалл, размещаемый на плате МП и связанный с ядром внутренней микропроцессорной шиной (в первый раз введен в МП Pentium Pro). память L2 может работать на полной либо половинной частоте МП. Эффективность данной для нас кэш-памяти зависит и от пропускной возможности микропроцессорной шины.

Состав аннотации — список, вид и тип установок, автоматом исполняемых МП. От типа установок зависит классификационная группа МП (CISC, RISC, VLIW). Список и вид установок определяют конкретно те процедуры, которые могут производиться над данными в МП, и те группы данных, над которыми могут быть использованы эти процедуры. Доп аннотации в маленьких количествах вводились в почти всех МП (386,486, Pentium Pro и др.), но существенное изменение состава ин­струкций вышло в МП i386, Pentium ММХ, Pentium III, Pentium 4, Pentium D, Core Duo.

Конструктив — описывает те физические разъемные соединения, которые употребляются для установки МП, и которые определяют пригодность материнской платы для установки МП. Разъемы имеют разную систему (Slot — щелевой разъем, Socket — разъем-гнездо), различное количество контактов, на которые подаются разные сигналы.

Рабочее(ие) напряжение(ия) также является фактором пригодности материнской платы для установки МП.

Все процессоры можно поделить на группы:

CISC (Complex Instruction Set Command) с набором системы полных установок;

RISC (Reduced Instruction Set Command) с набором системы усеченных установок;

VLIW (Very Length Instruction Word) со сверхдлинным командным словом;

MISC (Minimum Instruction Set Command) с наименьшим набором системы ко­манд и очень высочайшим быстродействием.

Системные платы и чипсеты

Системная (systemboard, SB), либо объединительная, также нередко именуемая мате­ринской (motherboard, MB), плата — это важная часть компа, содержащая его главные электрические составляющие. При помощи системной платы (СП) осущест­вляется взаимодействие меж большинством устройств машинки [23, c.189].

Принципиальным параметром системной платы является тактовая частота, на которой она ра­ботает, точнее, частота ее системной шины (FSB). Современные СП имеют рабочие частоты 266,400,533,800 и 1066 МГц. Этот параметр в особенности очень влияет на про­изводительность ПК , выполняющего задания, не содержащие огромного количества математических операций, а связанные с процедурами пересылки инфы (на­пример, большая часть преобразований экономической инфы).

Конструктивно СП настольного компа представляет собой интегральную схему пло­щадью 600-1000 см2, на которой располагается огромное число разных микросхем, разъемов и остальных частей. Есть разновидности конструкции СП:

на плате агрессивно закреплены все нужные для работы микросхемы — на данный момент такие платы употребляются только в простых домашних компах, называе­мых одноплатными;

конкретно на системной плате располагается только малое количе­ство микросхем, а все другие составляющие соединяются воединыжды с помощью систем­ной шины и конструктивно инсталлируются на доп платах (платах расширения), устанавливаемых в особые разъемы (слоты), имеющиеся на материнской плате; компы, использующие такую технологию, относятся к вычислительным системам с шинной архитектурой.

Современные проф индивидуальные компы имеют конкретно шинную архитектуру [4. с.25].

В качестве примера на рис. 1.2 показано размещение главных компонент на муль­тимедийной СП ТС430НХ [6. с.155].

Рис. 1.2. Системная плата ТС430НХ

На рисунке показаны:

Интегральная схема звукового адаптера Yamaha OPL4-ML — звуковая карта с под­держкой табличного синтеза звука Wave Table.

Интегральная схема звукового адаптера Yamaha OPL3-SA — звуковая карта с под­держкой цифрового частотно-модулированного синтеза звука.

Вход CD-ROM audio.

Разъем для подключения наружного звукового адаптера.

Разъем для подключения телефонной полосы.

Интегральная схема стереоадаптера аудио.

Разъемы ввода-вывода на задней панели ПК .

Поочередный порт COM2.

Разъем типа Socket 7 для процессора.

Микросхемы кэш-памяти 2-го уровня.

Разъем питания материнской платы (два раздельных напряжения питания, 2,8 и 3,3 В).

Регулятор напряжения.

Разъемы (слоты) для микросхем оперативной памяти.

Разъем для подключения вентилятора процессора.

Разъем для подключения дисководов гибких дисков.

Набор системных микросхем — чипсет i430HX.

Разъемы фронтальной панели.

Разъем первичного канала дискового интерфейса IDE.

Разъем вторичного канала дискового интерфейса IDE.

Аккумулятор для системы CMOS (в том числе и для внутреннего таймера).

Интегральная схема контроллера шин PCI/ISA/IDE.

Блок конфигурационных перемычек («джамперов»).

Пьезоэлектрический системный динамик.

Интегральная схема контроллера ввода-вывода (для всепригодной шины USB), поддерживающего интерфейсы гибких дисков, поочередных и параллельного порта, часов настоящего времени (таймера), контроллера клавиатуры и т. д.

Видеопамять — память графики типа EDO.

Видеоплата — графический контроллер S3 VIRGE, поддерживающий растровую и трехмерную графику.

Разъемы шины расширения ISA.

Разъем для наружных адаптеров работы с видео.

Разъемы расширения локальной шины PCI [6. с.155].

В истинное время 10-ки компаний выпускают огромное число разных СП, отли­чающихся и конструктивно, и по типу поддерживаемых ими процессоров, и по тактовой частоте их работы, и по величине рабочих напряжений и т. д.

От типа применяемого на СП набора системных микросхем — чипсета зависят почти все принципиальные свойства ПК . Чипсеты почти во всем определяют тактовую частоту шин СП, обеспечивают соответствующую работу процессора, системной шины, интерфей­сов взаимодействия с оперативной памятью и иными компонентами ПК . А именно, они содержат внутри себя контроллеры прерываний, прямого доступа к памяти, микросхемы управления памятью и шиной — все те составляющие, которые в уникальной IBM PC были собраны на отдельных микросхемах. Обычно в одну из микросхем набора входят также часы настоящего времени с CMOS-памятью и время от времени — контроллер клавиатуры, но эти блоки могут находиться и в виде отдельных микросхем. В крайних разработках в состав наборов микросхем для встроенных плат стали врубаться и контроллеры наружных устройств [28, c.673].

Более известные наборы микросхем для СП выпускает компания Intel. Известны такие ее чипсеты: 440ВХ, 440GX, 440ZX, чипсеты серий 700,800,900. Всераспространены также очень удачные микросхемы конторы VIA Technologies — VIA Apollo, компаний Acer Laboratories, Silicon Integrated System (SIS).

В 2005 году для МП Pentium 4 выпускались такие пользующиеся популярностью чипсеты: i850, i845, i875, i865, SIS 645, VIA 266.

Основная память

Основная память (ОП) создана для хранения и оперативного обмена информа­цией с иными блоками машинки. ОП содержит два вида запоминающих устройств: неизменное запоминающее устройство (ПЗУ) и оперативное запоминающее устрой­ство (ОЗУ).

ПЗУ (ROM Read Only Memory) предназначено для хранения неизменяемой (неизменной) программной и справочной инфы; дозволяет оперативно лишь считывать информацию, лежащую в нем (поменять информацию в ПЗУ недозволено);

ОЗУ (RAM Random Access Memory) предназначено для оперативной записи, хранения и считывания инфы (программ и данных), конкретно уча­ствующей в информационно — вычислительном процессе, выполняемом ПК в текущий период времени [22, c.50].

Оперативное запоминающее устройство (ОЗУ) создано для хранения инфы (программ и данных), конкретно участвующей в вычислительном процессе в текущий интервал времени.

ОЗУ — энергозависимая память: при выключении напряжения питания информация хранящаяся в ней, пропадает. Как уже говорилось ранее, при выполнении сложных за­дач, для которых не хватает емкости оперативки для размещения сходу всей инфы, нужной для их решения, повышение размера ОЗУ приводит и к уве­личению производительности ПК . Происходит это поэтому, что конкретно в про­цессе решения приходится добавочно обращаться к ВЗУ, и на это тратится много времени (быстродействие ВЗУ в миллионы раз меньше быстродействия ОЗУ).

Базу ОЗУ составляют микросхемы динамической памяти DRAM. Это огромные интегральные схемы, содержащие матрицы МОП — транзисторов, использующих для хранения инфы или собственные паразитные емкости меж затвором и ис­током, или доп конденсаторы. наличие заряда в конденсаторе обычно значит «1», отсутствие заряда — «О».

Конструктивно элементы оперативки производятся в виде отдельных моду­лей памяти — маленьких плат с напаянными на их одной либо, почаще, несколькими микросхемами. Эти модули вставляются в разъемы — слоты на системной плате. На СП быть может несколько групп разъемов — банков для установки модулей памяти; в один банк можно ставить только блоки схожей емкости, к примеру, лишь по 128 Мбайт либо лишь по 256 Мбайт; блоки разной емкости можно устанавливать лишь в различных банках [2. с.99].

Модули памяти характеризуются конструктивом, емкостью, временем воззвания и надежностью работы. Принципиальным параметром модуля памяти является его надежность и устойчивость к вероятным сбоям. Надежность работы современных модулей памяти очень высочайшая — среднее время выработки на отказ составляет сотки тыщ часов, но тем не наименее предпринимаются и доп меры увеличения надежности. тут только укажу, что одним из направлений, повышающих надежность функционирования подсистемы памяти, является внедрение специ­альных схем контроля и лишнего кодировки инфы.

Модули памяти бывают с контролем четности (parity) и без контроля четности (non parity) хранимых битов данных. Контроль по четности дозволяет только найти ошибку и оборвать выполнение выполняемой программки. Есть и наиболее дорогие модули памяти с автоматической корректировкой ошибок — ЕСС- память, использующие особые корректирующие коды с исправлением ошибок.

Есть последующие виды модулей оперативки: DIP; SIP; SIPP; SIMM; DIMM; RIMM.

Различают последующие типы оперативки: FPM DRAM; RAM EDO; BEDO DRAM; SDRAM; DDR SDRAM; DRDRAM.

Наружная память

Наружная память относится к наружным устройствам ПК и употребляется для долговре­менного хранения хоть какой инфы, которая может когда-либо потребоваться для решения задач. А именно, во наружной памяти хранится все программное обеспечение компа. Наружная память представлена различными видами запоминающих устройств, но более всераспространенными из их, имеющимися фактически на лю­бом компе, являются показанные на структурной схеме (см. приложение А) накопители на твердых (НЖМД) и гибких (НГМД) магнитных дисках.

Предназначение этих накопителей — хранение огромных размеров инфы, запись и вы­дача инфы по запросу в оперативное запоминающее устройство. Различаются НЖМД и НГМД конструктивно, размерами хранимой инфы и временем ее поиска, записи и считывания. В качестве устройств наружной памяти обширно исполь­зуются также накопители на оптических дисках (CD — Compact Disk, DVD — Digital Versatile Disk), накопители на системы автономного и сетевого энергопита­ния ПК .

Таймер

Таймер — внутримашинные электрические часы настоящего времени, обеспечивающие, по мере необходимости, автоматический съем текущего момента времени (год, месяц, часы, минутки, секунды и толики секунд). Таймер подключается к автономному источнику питания — аккуму и при выключении машинки от электросети продолжает ра­ботать.

Наружные устройства

Наружные устройства (ВУ) ПК — важная составная часть хоть какого вычислительного комплекса, довольно сказать, что стоимость ВУ составляет до 80-85% цены всего ПК [13].

ВУ ПК обеспечивают взаимодействие машинки с окружающей средой: юзерами, объектами управления и иными компами. К наружным устройствам относятся:

наружные запоминающие устройства (ВЗУ) либо наружная память ПК ;

диалоговые средства юзера;

устройства ввода инфы;

устройства вывода инфы;

средства связи и телекоммуникаций.

Диалоговые средства юзера включают в собственный состав:

видеомонитор (видеотерминал, экран) — устройство для отображения вводимой и выводимой из ПК инфы;

устройства речевого ввода-вывода — стремительно развивающиеся средства мультимедиа. Это разные микрофонные акустические системы, «звуковые мыши» со слож­ным программным обеспечением, позволяющим распознавать произносимые че­ловеком буковкы и слова, идентифицировать их и кодировать; синтезаторы звука, выполняющие преобразование цифровых кодов в буковкы и слова, воспроизводи­мые через громкоговорители (динамики) либо звуковые колонки, подсоединенные к компу.

К устройствам ввода инфы относятся:

клавиатура — устройство для ручного ввода числовой, текстовой и управляющей инфы в ПК ;

графические планшеты (дигитайзеры) устройства для ручного ввода графиче­ской инфы, изображений методом перемещения по планшету специального указателя (пера); при перемещении пера автоматом производится считывание координат его местоположения и ввод этих координат в ПК ;

сканеры (читающие, автоматы) — оборудование для автоматического считывания с картонных и пленочных носителей и ввода в ПК машинописных текстов, графиков, рисунков, чертежей;

устройства целеуказания (графические манипуляторы), предназначенные для ввода графической инфы на экран монитора методом управления движением курсора по экрану с следующим кодировкой координат курсора и вводом их в ПК (джойстик — рычаг, мышь, трекбол — шар в оправе, световое перо и т. д.):

сенсорные экраны — для ввода отдельных частей изображения, программ либо установок с экрана монитора в ПК .

К устройствам вывода инфы относятся:

принтеры — печатающие устройства для регистрации инфы на картонный либо пленочный носитель;

графопостроители (плоттеры) — устройства для вывода графической инфы (графиков, чертежей, рисунков) из ПК на картонный носитель.

Устройства связи и телекоммуникации употребляются для связи с устройствами и иными средствами автоматизации (согласователи интерфейсов, адаптеры, цифро-аналоговые и аналого-цифровые преобразователи и т. п.) и для подключения ПК к каналам связи, к остальным компам и вычислительным сетям (сетевые интерфейсные платы и карты — сетевые адаптеры, «соединения», мультиплексоры передачи данных, модемы — модуляторы (демодуляторы)).

Мультимедиа (multimedia, «многосредовость») — это комплекс аппаратных и про­граммных средств, позволяющих человеку разговаривать с компом, используя самые различные, естественные себе среды: звук, видео, графику, тексты, анимацию и т. д. [14. с.276.] К средствам мультимедиа относятся устройства речевого ввода и устройства речевого вывода инфы; микрофоны и камеры, акустические и видеовоспроизводящие системы с усилителями, звуковыми колонками, большенными видеоэкранами; звуковые и видеоплаты, платы видеозахвата снимающие изображение с видео­магнитофона либо камеры и вводящие его в ПК ; обширно всераспространенные уже на данный момент сканеры, дозволяющие автоматом вводить в комп печатные тексты и картинки; в конце концов, наружные запоминающие устройства большенный емкости на оптиче­ских дисках, нередко применяемые для записи звуковой и видеоинформации.

Накопители на твердых магнитных дисках

Накопители на твердых магнитных дисках (НЖМД, твердые диски, Hard Disk Drive — HDD) представляют собой устройства, созданные для долгого хранения инфы. В качестве накопителей на твердых магнитных дисках обширное рас­пространение в ПК получили накопители типа винчестер. Термин «винчестер» явля­ется арготическим заглавием первой модели твердого диска емкостью 16 Кбайт (IBM, 1973 год), имевшего 30 дорожек по 30 секторов, что случаем совпало с калибром 30/30 известного охотничьего ружья «винчестер». В этих накопителях один либо несколько твердых дисков, сделанных из сплавов алюминия либо из керамики и покрытых ферролаком, совместно с блоком магнитных головок считывания (записи) помещены в герметически закрытый корпус. Под дисками размещен движок, обеспечиваю­щий вращение дисков, а слева и справа — поворотный позиционер с коромыслом, управляющим движением магнитных головок по спиральной дуге для их установки на подходящий цилиндр. Емкость винчестеров благодаря очень плотной записи, вы­полняемой магниторезистивными головками в таковых герметических системах, до­стигает нескольких 10-ов гб; быстродействие их также очень высочайшее: время доступа от 5 мс, трансфер до 6 Гбайт/с. Магниторезистивные технологии обеспечивают очень высшую плотность записи, позволяющую располагать 2-3 Гбайт, данных на одну пластинку (диск). Возникновение же головок с огромным магниторезистивным эффектом (GMR-Giant Magnetic Resistance) прирастило плотность записи — вероятная емкость одной пластинки возросла до 6,4 Гбайт. При технологии перпендикулярной записи (магнитные домены формируются перпендикулярно к поверхности диска) эта емкость возросла до 300 и наиболее гб[25. с.329].

НЖМД очень многообразны. Поперечник дисков почаще всего 3,5 дюйма (89 мм). Наибо­лее всераспространенная высота корпуса дисковода: 25 мм — у настольных ПК , 41 мм, у машин-серверов, 12 мм — у портативных ПК , есть и остальные. Наружные дорожки диска длиннее внутренних. Потому в современных твердых дисках употребляется способ зонной записи. В этом случае все место диска делится на несколько зон, при этом во наружных зонах располагается больше секторов данных, чем во внутренних. Это, а именно, позволило прирастить емкость твердых дисков приблизительно на 30%.

Есть два главных режима обмена данными меж HDD и ОП:

Programmed Input/Output (PIO — программируемый ввод-вывод);

Direct Memory Access (DMA-прямой доступ к памяти).

РIO — это режим, при котором перемещение данных меж периферийным устрой­ством (твердым диском) и оперативной памятью происходит с ролью централь­ного микропроцессора. Есть последующие режимы передачи: PIO0, PIO1, РIO2, РIOЗ, РIO4. При этом PIO0 самый «неспешный», а РIO4 — самый «резвый» (16,6 Мбайт/с). Режимы РIO в современных ПК употребляются изредка, так как очень загружают микропроцессор.

DMA — это режим, в каком винчестер впрямую разговаривает с оперативной памятью безучастия центрального микропроцессора, перехватывая управление шиной. Режимы DMA при интерфейсах IDE поддерживают протоколы SW (SingleWord — однословный) и MW (MultiWord — «многоречивый»), обеспечивающие трансфер до 66 Мбайт/с (при протоколе MW3 DMA). При интерфейсах SCSI быть может достигнута наиболее высочайшая скорость передачи. Так, (Ultra2 Wide — SCASI работает на тактовой частоте 40 МГц; имеет Widе (ширину шины) 16 битов) и обеспечивает пропускную способность 80 Мбайт/с, при всем этом дозволяет подключать до 15 накопителей к одному контрол­леру интерфейса. А разработка FC-AL (Fibre Channel-Arbitrated Loop), использующая оптоволоконные каналы связи для твердых дисков SCSI, обеспечивает трансфер 200 Мбайт/с и возможность подключения до 256 устройств (употребляется, естественно, не в ПК , а в огромных системах и в дисковых массивах — RAID).

время доступа к инфы на диске впрямую соединено со скоростью вращения дисков. Обычные скорости вращения для интерфейса IDE — 3600, 4500, 5400 и 7200 оборотов/мин; при интерфейсе SCSI употребляются скорости до 10 000 и даже до 15 000 оборотов/мин. При скорости 10 000 оборотов/мин среднее время доступа составляет 5,5 мс. Для увеличения скорости обмена данными микропроцессора с дисками НЖМД следует кешировать. кэш-память для дисков имеет то же функциональное предназначение, что и кэш для главный памяти, другими словами служит быстродействующим буфером для краткосрочного хранения инфы, считываемой либо записы­ваемой на диск. кэш-память быть может на дисковод, а может создаваться программным методом (к примеру, драйвером Microsoft Smartdrive) в оперативки. Емкость кэш-памяти диска обычно составляет 2-4 Мбайт, пореже — 8 Мбайт, а скорость обмена данными микропроцессора с кэш-памятью добивается 100 Мбайт/с. Для того чтоб получить на магнитном носителе структуру диска, включающую в себя дорожки и секторы, над ним обязана быть выполнена процедура, именуемая физи­ческим, либо низкоуровневым, форматированием (physical либо low-level formatting). В процессе выполнения данной для нас процедуры контроллер записывает на носитель служебную информацию, которая описывает разметку цилиндров диска на секторы и нумерует их. Форматирование низкого уровня предугадывает и маркировку дефектных секторов для исключения воззвания к ним в процессе использования диска[30].

Существует и разработка SMART (Self-Monitoring Analysis and Reporting Techno­logy) — разработка самотестирования и анализа, осуществляющая автоматическую проверку целостности данных, состояния поверхности дисков, перенос инфы с критичных участков на обычные и остальные операции без роли юзера. Не считая того, при возникновении и нарастании суровых ошибок, SMART вовремя выдает сообщение о необходимости принятия мер по спасению данных.

В ПК имеется обычно один, пореже несколько, накопителей на твердых магнитных дис­ках. Но в MS-DOS программными средствами один физический диск быть может разбит на несколько «логических» дисков; тем имитируется несколько НМД на одном накопителе [5. с.413].

1.2. анализ современных аппаратных средств ПК

Большая часть современных ПК типа IBM PC употребляют МП типа CISC, выпускаемые почти всеми фирмами: Intel, AMD, Cyrix, IBM и др. «Законодателем мод» тут выступает Intel, но ей «на пятки» наступает AMD, в крайние годы создавшая МП, по неким характеристикам превосходящие «интеловские». Все таки пока МП конторы Intel имеют боль ­шейке распространение[12. с.94].

Следует знать последующее:

у процессоров 80386 (386), 80486 (486) есть модификации с знаками SX, DX, SL и т. д., отличающиеся от базисной модели разрядностью шины, тактовой нередко­той, надежностью, габаритами, потреблением энергии, амплитудой напряжения и иными параметрами;

процессоры Pentium — Pentium 4 имеют много разных модификаций, некие из их будут названы ниже;

число частей — это количество простых полупроводниковых переходов, размещенных в интегральной схеме МП. разработка обычно характеризуется раз­мером элемента в микронах (микронная разработка);

процессоры 486DX и выше имеют интегрированный математический сопроцессор, могут работать с умножением внутренней частоты. С увеличенной частотой работают лишь внутренние схемы МП, все наружные по отношению к МП схемы, в том числе расположенные на системной плате, работают с обыкновенной частотой;

у МП 80286 и выше конвейерное выполнение установок. В МП 286 предусмотрены регистры для очереди установок общим размером 6 б, в МП 486 — 16 б и т. д. Конвейерное выполнение установок — это одновременное выполнение различных тактов поочередных установок в различных частях МП при конкретной передаче результатов из одной части МП в другую. Конвейерное выполнение установок уве­личивает действенное быстродействие ПК в 2-5 раз;

у МП 80286 и выше есть возможность работы в вычислительной сети;

у МП 80286 и выше имеется возможность многозадачной работы (многопрограммность) и сопутствующая ей защита памяти;

современные процессоры имеют два режима работы:

настоящий (однозадачный, Real Address Mode), в каком может быть выполне­ние лишь одной программки и конкретно адресоваться могут лишь (1024 = 64) Кбайт главный памяти компа, а остальная память (расши­ренная) доступна только при подключении особых драйверов;

защищенный (многозадачный, Protected Virtual Address Mode), обеспечива­ющий выполнение сразу нескольких программ, конкретную адресацию и прямой доступ (без доп драйверов) к расширенной главный памяти. Предоставляется доступ к памяти емкостью 16 Мбайт для МП 286; 4 Гбайт для микропроцессоров 386, 486, Celeron; 128 Гбайт для МП Pen­tium Хеоп и 64 Гбайт для других микропроцессоров Pentium, а при страничной организации памяти — к 16 Тбайт виртуальной памяти каждой задачке. В этом режиме осуществляется автоматическое распределение памяти меж выпол­няемыми программками и соответственная ее защита от воззваний со стороны чужих программ. Защищенный режим поддерживается операционными систе­мами Windows, OS/2, unix и т. д.

в МП 80386 и выше встроена поддержка системы виртуальных машин. Система виртуальных машин является предстоящим развитием режима многозадачной работы, при котором любая задачка может производиться под управлением собственной операционной системы, то есть фактически в одном МП моделируется вроде бы несколько компов, работающих параллельно и имеющих различные операци­онные системы;

у МП 80486 и выше имеется поддержка кэш-памяти;

у МП 80486 и выше имеются RISC-элементы, дозволяющие делать усеченные команды за 1 такт.

Разглядим главные индивидуальности процессоров Pentium 4.

По сопоставлению с Pentium в него добавлены новейшие потоковые аннотации, расширяющие набор SIMD-инструкций, нацеленных на форматы данных с плавающей запятой — SSE2. Модуль вычисле­ний с плавающей запятой и потоковый модуль оптимизированы для работы с аудио и видеопотоками, также с 3D-технологиями.

Имеется кэш 2-го уровня размером не наименее 256 Кбайт; он работает на полной частоте МП, употребляет встроенную программку корректировки ошибок и обслуживается быстродействующей шиной с разрядностью 256 бит (32 б), работающей на частоте МП. Это для Pentium 4 с частотой 1500 МГц, к примеру, обеспечивает скорость обмена с кэшем 48 Гбайт/с [17. с.100].

Есть возможность работы с системной шиной с эквивалентной частотой 400 МГц (QuardPumped Bus пo 100 МГц), что обеспечивает скорость обмена 3,2 Гбайт/с.

Вновь усовершенствована система «динамического выполнения» (dynamic execution), что, в пер­вую очередь, соединено с наличием 20 — ступенной (у МП Pentium III сборочный поток имел 10 ступеней) суперконвейерной структуры (superpipelining), наилучшего пророчества ветвлений программки при условных передачах управления (branch prediction) и парал­лельного «по предположению» (опережающего, спекулятивного) выполнения установок по нескольким предполагаемым путям ветвления (speculative execution). Объясню это. Динамическое выполнение дозволяет микропроцессору предвещать порядок выполнения инструкций с помощью технологии множественного пророчества ветвлений, кото­рая предсказывает прохождение программки по нескольким веткам. Это оказывается вероятным, так как в процессе выполнения аннотации машина — комплекс технических средств, предназначенных для автоматической обработки информации в процессе решения вычислительных и информационных задач) (либо вычислительной системы) которое делает арифметические и логические операции данные программкой преобразования инфы управляет вычислительным действием и коор просматривает программку на пару шажков вперед. разработка анализа потока данных дозволяет проанализировать программку и составить ожидаемую последовательность исполне­ния инструкций. И в конце концов, опережающее выполнение увеличивает скорость работы программки ввиду выполнения нескольких инструкций сразу, по мере их поступления в ожидаемой последовательности — другими словами по предположению (интеллек­туально) Так как выполнение инструкций происходит на базе пророчества вет­влений, результаты сохраняются как «умственные» с следующим удалением тех, которые вызваны промахами в пророчестве. Употребляется новенькая микроархитек­тура, базирующаяся на 2-ух параллельных 32-битовых конвейерах и поддерживающая технологию поточной обработки Hyper Pipelined. Это позволило создать эффектив­ным длиннющий сборочный поток. Сущность в том, что при длинноватом конвейере в задачках с частыми условными переходами его эффективность понижается. Два параллельных сборочного потока понижение эффективности уменьшают. сейчас реальна ситуация, когда в любой мо­мент времени одна {инструкция} загружается, иная декодируется, для третьей (либо нескольких) формируется пакет данных, 4-ая {инструкция} (либо несколько) ис­полняется, для пятой записывается итог. И если при строго поочередном выполнении инструкций даже самые недлинные операции исполнялись за 5 тактов, то при таковой поточной обработке почти все аннотации могут быть выполнены за такт[11. с.125].

Новенькая разработка ускоренных вычислений (Rapid Execution Engine) употребляет два стремительных, работающих на двойной частоте микропроцессора АЛУ, выполняющие недлинные арифметические и логические операции за 0,5 такта, и третье, неспешное АЛУ, испол­няющее длинноватые операции (умножение, деление и т. д.).

машина — комплекс технических средств, предназначенных для автоматической обработки информации в процессе решения вычислительных и информационных задач) (либо вычислительной системы) которое делает арифметические и логические операции данные программкой преобразования инфы управляет вычислительным действием и коор имеет площадь кристалла 217 мм2, потребляет 52 Вт при частоте 1500 МГц, содержит 42 млн транзисторов. На базе Pentium 4 можно сделать высокоэффективную ММХ-систему, но для этого нужно наличие:

программного обеспечения, нацеленного на внедрение доп установок этого микропроцессора;

системной платы с чипсетами, поддерживающими данные процессоры.

Особо следует сказать о поддерживаемой некими МП Pentium 4 технологии Hyper Threading.

разработка Hyper Treading (tread — тред, поток), реализует многопоточное исполне­ние программ: на одном физическом микропроцессоре можно сразу исполнять два задания либо два потока установок одной программки (операционная система «лицезреет» два виртуальных микропроцессора заместо 1-го). По другому говоря, эта разработка на базе 1-го МП сформировывает два виртуальных микропроцессора, работающих параллельно и, в известной степени, независимо. Hyper Treading (HT) обеспечивает увеличение производительно­сти (до 30%) в многозадачных средах и при выполнении программ, которые допускают многопоточное выполнение.

разработка НТ была сотворена компанией Intel вначале для серверных микропроцессоров Хеоn с целью увеличения производительности серверных систем: в их она дополняет классическую многопроцессорность, обеспечивая доп параллели в работе.

Архитектурно процессоры, поддерживающие НТ, имеют добавочно группу дублирующих регистров и логические схемы, назначающие ресурсы потокам и сред­ства APIC (Advanced Programmable Interrupt Controller), организующие прерыва­ния для обработки потоков установок различными логическими микропроцессорами. Не считая этого для поддержки Hyper Treading нужны материнские платы с подходящим ==BIOS, и с чипсетами Intel 845 РЕ и GE, Intel 865,875,915,925 и т. п., также многоза­дачные операционные системы Windows XP, Linux (Windows 9х и ME не подходящи, Window 2000 может употребляться с доборной настройкой) [29. с.268].

В 2000-2006 годах компания Intel представила МП 4 видов: для портативных (Pentium M), и настольных (Pentium 4E, Pentium D, Celeron D) компов.

Процессоры Pentium 4E

Семейство микропроцессоров 7-го поколения, выполненных по технологии 0,09 мкм МП Pentium 4E — ядро Prescott под процессорный разъем Socket LGA 7751: Pentium 4E 2,8; 3; 3,2; 3,4, и 3,6 ГГц. Все МП имеют 1024 Кбайт кэш-память 2-го уровня. Были выпущены две модели МП Pentium 4EE — Extreme Edition (их также обозначают Pentium 4XE — eXtreme Edition — 3,2 и 3,4 ГГц, имеющие кэш-память 2 уровня 2048 Кбайт.

Для всех процессоров, выполненных по технологии 0,09 мкм, необходимы системные чипсеты из семейств i900, iP либо iX. Некие МП, выполненные по тех­нологии 0,09 мкм, поддерживают FSB до 1066 МГгц.

У всех ПМ Pentium 4E сборочный поток установок расширен до 32 ступеней (у других МП Pentium – 20 стадий).

Pentium D

Двухъядерный технологии 0,09 мкм. Pentium D является двухъядерным и от­личается от одноядерных Pentium 4E некординально — он также употребляет разъем LGA 775, но для его работы нужен системный чипсет i945 либо с огромным номером из i900, iP либо iX.

Процессоры типа VLIW

Это очень многообещающий тип МП. Процессоры типа VLIW выпускают конторы:

Transmeta — это разработка EPIC (Explicitly Parallel Instruction Computing — вычисления с очевидной параллельностью инструкций), которой придерживаются конторы Intel и HP, некординально различается от технологии VLIW, принятой за базу компанией Transmeta. Но эти отличия несущественны, потому микро­микропроцессоры VLIW и EPIC можно отнести к одной группе.

МП Merced — 1-ый микропроцессор, использующий полный набор 64-битовых инструк­ций (Intel Architecture-64, IA-64; конкретно эта разработка именуется EPIC).

К VLIW-типу можно отнести и МП Elbrus 2000 — E2k, разработанный русской компанией «Эльбрус».

Intel представила МП Itanium 2: в 2004 году Madison, в 2006 Montecito, а в 2007 двухъядерный Montvale,

Программеры доступа к внутренним VLIW-командам не имеют: все программки (даже операционная система) работают поверх специального низкоуровневого программного обеспечения (Code Morphing), которое трепетно за трансляцию установок CISC-микропроцессоров в команды VLIW. МП типа VLIW заместо сложной схемной логики, обеспечивающей в современных суперскалярных процессорах параллельное выполнение установок, опираются на программное обеспечение. Упрощение аппаратуры позволило уменьшить габариты МП и потребление энергии (эти МП время от времени именуют «прохладными»).

Некие животрепещущие системные платы

Обширно всераспространенными СП являются платы компании ASUS. Познакомимся с некими из их.

Системная плата asus P4T

Вот спецификация данной для нас платы с маленькими сокращениями:

машина — комплекс технических средств, предназначенных для автоматической обработки информации в процессе решения вычислительных и информационных задач) (либо вычислительной системы) которое делает арифметические и логические операции данные программкой преобразования инфы управляет вычислительным действием и коор Intel Pentium 4 (однопроцессорная конфигурация) на разъеме Socket 423 с тактовой частотой 1,4-1,5 ГГц и выше.

Системная шина с возможностью передачи данных на частоте 400 МГц.

Чипсет i850.

Оперативная память:

4 слота RIMM;

поддержка 2-ух каналов РС800/РС600 DRDRAM памяти общей емкостью до 2 Гбайт;

поддержка ЕСС (Error Checking and Correction) — режима автоматического обнаружения и исправления одиночных битов в хранимых числах.

Слоты интерфейсов расширения:

AGP Pro разъем для 66 МГц AGP-интерфейса с поддержкой режима 4­кратного умножения (4 х);

5 слотов PCI.

Порты ввода-вывода:

1 порт для дисковода, 2 поочередных и 1 параллельный порт, порты для мыши и клавиатуры;

2 интегрированных и 2 доп порта USВ.

Встроенный IDE-контроллер — 2 канала IDE, поддерживающие протоколы АТАЗЗ/66/100 (до 4 AT API-устройств).

==BIOS — 4 Мбит Flash ROM , содержащая Award =BIOS с поддержкой РnР и режима энергосбережения.

Форм-фактор Standard ATX 24,4 х 30,5 см (9,6 х 12,0 дюйма).

Значимость этих данных в плане пропускной возможности каждой подсистемы от­ражена в табл. 1.2. [6. с.161]

Таблица1.2. Пропускная способность интерфейсов СП Р4Т

интерфейс

Тактовая частота, МГц

Количество блоков данных за такт

Разрядность, бит/б

Пропускная спо­собность, Мбайт/с

Системная шина 100 4 64/8 3200 AGP 66 4 32/4 1066 Двухканальная RDRAM 400 2 32/4 3200 Hub Interface 66 4 8/1 266 PCI 33 1 32/4 133

Современные СП не считая основного набора системных микросхем имеют еще ми­кросхемы, реализующие много многофункциональных и даже умственных техно­логий.

Системные платы Al: asus P4P800 и ASUS P4C800

В 2003 году компания asus представила серию системных плат AI (Artificial Intelligence — «искусственный разум»), имеющих вместе с прилагаемым к ним программным обе­спечением фирменных функций очень удачный пользовательский интерфейс.

СП ASUS P4P800 и ASUS P4C800 реализуют, к примеру, такие умственные технологии:

AI Net — диагностика состояния локальных компьютерных сетей (при помощи специальной прилагаемой утилиты Virtual Cable Nester) и поддержание высочайшей (1 Гбит/с) пропускной возможности сети при помощи встроенного контроллера;

AI =BIOS — обнаружение сбоев в программках =BIOS: при обновлении программ и при атаках вирусов функция CrashFree ==BIOS обнаруживает сбои и делает ввод новейшего программного кода с системной дискеты;

AI Overclocking — подстройка частоты процессора — автоматический раз­гон микропроцессора (повышение его частоты на 33%) в допустимых вариантах с одно­временной подстройкой напряжения питания модулей оперативной памяти и ви­деоадаптера; производится также регулировка скорости вращения процессорного вентилятора (кулера);

AI Audio — обнаружение подключения аудиоустройств и др.;

функции автоматической диагностики каналов связи локальных компьютерных сетей;

функции управления стереозвуком.

Системная плата asus P5WD2 Premium

ASUS P5WD2 Premium имеет формат ATX и поддерживает CPU Pentium c LGA 775. ОС Windows XP Media Centre Edition обеспечивает на данной для нас плате выполнение всех функций аудио и видеомагнитофонов и даже дает возможность просмотра передачи с задержкой до 30 мин (можно оборвать просмотр для разговора по телефону, к примеру, а потом продолжить просмотр с задержкой, не утратив сюжета). В системной плате asus P5WD2 Premium на чипсете i955x:

поддерживается TV и FM-радио;

имеются: чип WLAN для IEEE 802 11b/g (54 Мбит/с), TV-тюнер, поддерживаю­щий эталон цифрового вещания DBV-T, инфракрасный приемник для пульта дистанционного управления.

Системная плата asus X48 R.O.G.Rampage Formula

1-ая плата с чипсетом iX48 поддерживает все Чипсеты с разъемами LGA 775, FSB l600 МГц, оперативную память DDR2 емкостью до 8 Гбайт.

Интерфейсы: 2 PCI Express X16,3 PCI Express X1, 2 PCI 2.2, 2 Fire Wire, 12 USB 2.0, SATA 2 и др.

При выбирании СП следует учесть:

работу ПК ;

тип и размер поддерживаемой оперативной памяти;

тип микросхемы ПЗУ и версию ==BIOS, в нем содержащуюся;

типоразмер системной платы (должен быть согласован с способностями систем­ного блока);

тактовую частоту, на которой работает системная шина платы;

интерфейсы, с которыми плата может работать, и количество слотов для их;

наличие либо возможность установки кэш-памяти;

наличие разъемов для подсоединения микросхем (разъем для второго микропроцессора, слоты для микросхем памяти и т. д.).

Чипсеты системных плат

Чипсеты Intel серии 900

В 2004-2006 годах возникли чипсеты 900-й серии: i915, i925, i945, i955, i965, i975. Эти чипсеты поддерживают микропроцессоры новейшего поколения — процессорный разъем Socket LGA 775, оперативную память DDR2 SDRAM, системный интерфейс PCI Ex­press, интегрированный графический ускоритель iGMA 900 и Х3000 (лишь для чипсетов i9*5 G/GV/GL), встроенную аудиосистему класса High Definition Audio, техноло­гию дисковых RAID-массивов iMatrics Storage, технологию поддержки беспроводных WiFI-сетей для настольных ПК — i Wireless Connect.

Для чипсетов i915/925HE заместо i Hub Link разработана наиболее высокоскоростная шина DMI (Direct Media Interface), поддерживающая полудуплексный режим обмена данными со скоростью 2 Гбайт/с. При процессорной шине Quad Pumped Bus пропускная метод­ность меж микропроцессором и северным мостом возросла до 8,5 Гбайт/с.

Семейство чипсетов Intel Xxx

На замену чипсетам серии i900 (они не поддерживают 45-нм микропроцессоры Penryn) в 2006 году был объявлен чипсет Р35, который обеспечил микропроцессоры Core 2 стабиль­ной платформой с поддержкой памяти DDR3.

В 2007 году Intel официально представила чипсет Х38, ставший базисной моделью линейки чипсетов iXxx, чуток позднее чипсет Х48.

Чипсет Intel X38

Более принципиальной чертой чипсета Х38 явлется поддержка всех 0,065 и 0,045-мкм микропроцессоров (в том числе и Penryn).

Чипсет поддерживает два интерфейса PCI Express x 16 2.0, которые обеспечивают полную пропускную способность для конфигурации с одной либо 2-мя видеоплатами.

Главные многофункциональные свойства северного моста х38МСН этого чипсета:

поддержка микропроцессоров семейства Pentium и микропроцессоров Core 2 Duo/Quad/ Penryn с частотой системной шины 800/1066/1333 МГц;

двухканальный контроллер памяти DDR2 либо DDR3 с поддержкой до 4 модулей DIMM суммарным объемом до 8 Гбайт (без ЕСС) и технологиями Fast Memory Access и Flex Memory;

графический интерфейс PCI Express x 16;

Шина DMI (с пропускной способностью порядка 2 Гбайт/с) до новейшего южного
моста ICH9R.

Главные многофункциональные свойства южного моста ICH9R:

до 6 портов PCI Express x1;

до 4 слотов PCI;

6 портов Serial ATA-II;

Matrix RAID — возможность организации RAID-массивов;

12устройств USB 2.0 на 2-ух хост-контроллерах EHCI (Enhanced Host Controller Interface, Улучшенный интерфейс хост-контроллера);

GbE Phy — МАС-контроллер Gigabit Ethernet и особый интерфейс для под­ключения PHY-контроллера (i82566 для реализации Gigabit Ethernet, i82562 для реализации Fast Ethernet).

Многофункциональная схема чипсета iX38 показана на рис. 1.3. [23. с.291]

Рис. 1.3. Многофункциональная схема чипсета iX38

Сравнительные свойства неких фаворитных чипсетов представлены в табл. 1.(см. приложение Б)

2. Многообещающие технологии развития ПК

Действенные технологии в МП Intel

Разработка Intel Centrino для портативных компов с компонентами:

МП Pentium M,

системный чипсет i855

средства беспроводного доступа по протоколам ШЕЕ 802.11 (Wi Fi) и IEEE 802.16 (WiMax).

Следующие версии технологии Centrino: Centrino Duo для МП Core; Somona под­держивает TV-тюнеры; Napa употребляет двухъядерный машина — комплекс технических средств, предназначенных для автоматической обработки информации в процессе решения вычислительных и информационных задач) (либо вычислительной системы) которое делает арифметические и логические операции данные программкой преобразования инфы управляет вычислительным действием и коор Yonah, с общей для ядер кэш L2, чипсет Intel 945 Express Mobile, и беспроводной адаптер Intel PRO/ Wireless IEEE 802.11е [6. с.134].

Архитектура Intel Net Burst

Практически все сделанные по технологии 0,09 мкм микропроцессоры Pentium 4 имеют микро-архитектуру Intel Net Burst, поддерживающую ряд инноваторских способностей:

технологию НТ;

технологию гиперконвейерной обработки данных;

частоту системной шины 400,533,800,1066 МГц;

кэш-память первого уровня с отслеживанием выполнения установок;

расширенные функции выполнения установок;

расширенные функции выполнения операций с плавающей запятой и мультиме­дийных операций;

набор потоковых SIMD-расширений SSE2 либо SSE3.

разработка гиперконвейерной обработки

Разработка гиперконвейерной обработки увеличивает пропускную способность кон­вейера, обеспечивая повышение производительности и тактовой частоты. Так, один из главных конвейеров МП — сборочный поток пророчества ветвлений/возвратов ветвления имеет глубину конвейерной обработки в 31 такт

Поддержка системной шины с частотой до 800 МГц

Поддерживается очень производительная шина с частотой 800 МГц, обеспечивающая обмен данными меж микропроцессором и иными компонентами со скоростью 6,4 Гбайт/с. Это обеспечивается методом организации схемы передачи данных, позволяющей пере­давать четырехкратно увеличенный пакет по 200 МГц шине. В 2005 году введена поддержка 1066 МГц шины.

кэш-память уровня L1 с отслеживанием выполнения установок

Поддерживается увеличенный до 16 Кбайт размер кэш-памяти данных(L1) и кэш-память установок (L1) с отслеживанием их выполнения, крайняя хранит до 12000 микроопераций в порядке их выполнения. Это увеличивает производительность МП а именно, из-за резвого доступа к командам ветвления и ускоренного возврата из ветвлений, которые были ошибочно спрогнозированы.

Расширенные функции выполнения установок

Имеется микроблок усовершенствованного динамического выполнения установок, имеющий в том числе и улучшенный метод пророчества ветвлений.

Имеется микроблок с расширенными до 128 бит регистрами операций с плавающей запятой и доп регистр для передачи данных, что наращивает произво­дительность МП при работе с плавающей запятой и выполнении мультимедийных приложений.

Потоковые SIMD-расширения SSE3

В SIMD-расширения SSE2 были добавлены 144 аннотации, а в SIMD-расширения SSE3 добавлены еще 13 инструкций, улучшающих синхронизацию мультимедиа по­токов и повышающих производительность при работе с видео— и аудиоинформацией, в том числе с речью и графикой.

разработка RAlD

Большая часть новейших процессоров поддерживают технологию Intel RAID (Redundant Array Intensive Disk — массив дешевых дисков с избыточностью). Досто­инством данной для нас технологии является простота организации RAID-массивов, поддержка функционирования нескольких параллельно работающих и дублирующих друг друга винчестеров: два диска содержат зеркальную копию инфы друг дружку — таковым образом уменьшают возможность утраты данных и обеспечивают сохранность принципиальной инфы. Переключение меж дисками производится весьма стремительно, неприметно для юзера: все заботы по синхронизации и верификации данных система берет на себя.

Многоядерные процессоры

По воззрению почти всех профессионалов, увеличение быстродействия МП методом роста тактовой частоты их работы исчерпало себя. Уже МП Pentium 4E с тактовой частотой 3,8 ГГц потребляет мощность около 160 Вт (сила тока наиболее 100 А) и это при пло­щади кристалла 1,2 см2. Потому компания Intel отказалась от собственных планов поднять в наиблежайшие годы тактовую частоту МП до 20 ГГц, а производительность МП принято решение наращивать методом параллельного выполнения вычислений. Подобные идеи уже реали­зованы в высокопараллельных многопроцессорных системах и в серверных МП Хеоп (Intel) и Opteron (AMD). В МП для индивидуальных компов на середину 2005 года дело ограничивалось только созданием в одном физическом МП 2-ух параллель работающих виртуальных микропроцессоров (разработка НТ, к примеру). Но виртуальная многопроцессорность обеспечивает настоящий рост производительности 10-30% ну и то лишь для программ, допускающих распараллеливание вычислении и, что в особенности принципиально — в каких команды параллельных потоков не употребляют сразу одни и те же аппаратные ресурсы микропроцессора, к примеру, МПП, кэш-память L1, АЛУ и остальные. А это бывает очень изредка.

Значительно больший эффект обеспечивают двухъядерные МП Хеоп и Opteron. Пер­выми двухъядерный машина — комплекс технических средств, предназначенных для автоматической обработки информации в процессе решения вычислительных и информационных задач) (либо вычислительной системы) которое делает арифметические и логические операции данные программкой преобразования инфы управляет вычислительным действием и коор представила в августе 2004 года и выпустила в апреле 2005 года компания AMD (64-разрядный Opteron, созданный для высокопроиз­водительных серверов). Компания Intel незначительно опоздала с выпуском собственного двухъя-дерного 64-разрядного МП Хеоп (сентябрь 2005 года). Двухъядерный процессор Хеоn (кодовое заглавие Paxville) с тактовой частотой 2,8 ГГц, имеет кэш-память L2 емкостью 2 Мбайт и работает с оперативной памятью DDR 2. Два ядра этого МП делят одну шину. Paxville позиционируется как серверный машина — комплекс технических средств, предназначенных для автоматической обработки информации в процессе решения вычислительных и информационных задач) (либо вычислительной системы) которое делает арифметические и логические операции данные программкой преобразования инфы управляет вычислительным действием и коор, которому для работы требуется и новейший чипсет — Intel E8500. Ядро Smithfield процессора представ­ляет собой микросхему, объединяющую на одном монокристалле два ядра Prescott, не имеющих общих схемных компонент (двухъядерные МП Athlon 64 Х2 компании AMD имеют общие для ядер составляющие: судья шины и контроллер памяти DDR).

Двухъядерные МП, по сопоставлению с параллельными виртуальными микропроцессорами, обе­спечивают значительно огромную производительность, так как у их практически нет со­вместно применяемых процессорных ресурсов (АЛУ, МПП, кэш-память L1 у всякого свои). Потребляемая мощность у их существенно меньше, чем у наиболее высокочастот­ных одноядерных МП той же производительности. Беря во внимание нареченные плюсы, двухъядерные, а в последствии и многоядерные МП будут интенсивно употребляться и в индивидуальных компах. В 2007 году наиболее 70% новейших настольных ПК имеют двухъядерные процессоры. Для двухъядерных МП нужны системные платы со особыми разъемами и чипсетами. А именно Intel представила чипсеты i945, 955, 965,975, iP35, iX38, iX48 и др., поддерживающие многоядерную конфигурацию и работающие с памятью DDR.

Особо следует сказать о представленных компаниями Sony, Toshiba и IBM в феврале 2005 года девятиядерных процессорах Cell (cell -ячейка). Эти МП употребляют все новые заслуги микроэлектроники: разработка 0,09 мкм, «кремний на изо­ляторе» (SOI), «напряженный кремний» (strained Si), медные соединения (Си). Пло­щадь объединившего девять ядер кристалла — 2,2 см2, число транзисторов — 234 млн, тактовая частота — 4 ГГц и весьма низкое энергопотребление — 80 Вт. [10. с.124]

Посреди включенных в кристалл 9 ядер выделено одно ядро — Power Processor Ele­ment (РРЕ), построенный на базе RISC МП PowerPC. PPE содержит еще два 64-раз­рядных ядра, поддерживающих выполнение 2-ух потоков вычислений.

Восемь других ядер представляют собой векторные микропроцессоры, любой со собственной локальной памятью. Они могут работать как независимо друг от друга, так и согласо­ванно, распределяя меж собой вычислительную работу.

Процессоры Cell позиционируются как очень всепригодные микропроцессоры для использования и в серверах, и в индивидуальных настольных и портативных компью­терах, и даже в домашней технике (телеках, к примеру). один из управляющих компании IBM произнес, что архитектура Cell может найти развитие МП на период ближайших 10-20 лет.

Прервым представителем двухъядерных микропроцессоров для индивидуальных компов в 2005 году стал Pentium D, узнаваемый под кодовым именованием «Smithfield».

Процессоры линейки Core

Компания Intel разработала новейшую процессорную микроархитектуру, объединяющую некие составляющие технологий Net Burst и Centrino.

В рамках данной для нас микроархитектуры разрабатываются МП с кодовыми именами Мегоn (для мобильных ПК ), Соnгое (для настольных ПК ), Woodcrest и Tigerton (для сер­веров). В 2006 году компания Intel уже представила использующие эту микроархи­тектуру процессоры 8-го поколения — линейку МП Core (Core Solo, Core Duo, Core 2 Duo, Core 2 Extreme, Core 2 Quad, Core Penryn).

В 2004 году компания Intel ввела маркировку МП типа Pentium. Единый трехзначный номер МП учитывает сходу несколько черт: базисную архитектуру, тактовую частоту МП и частоту системной шины, размер кэш-памяти и остальные. Базисная архитек­тура отображается старшим разрядом, было предложено три серии:

ЗХХ — МП Celeron, Celeron M, Celeron M со сверхнизким энергопотреблением;

5ХХ — Pentium 4 для настольных и мобильных ПК , в том числе с технологией НТ;

7XX — Pentium с низким и сверхнизким энергопотреблением.

Для МП семейства Core компания Intel ввела 5-значную маркировку: однобуквенный префикс и 4-значный цифровой код. Буквенный префикс систематизирует МП по энергопотреблению: U — 14 Вт и наименее; L — 15-24 Вт; Т — 25-49 Вт; Е — 50-74 Вт; X -75 Вт и наиболее. Для четырехъядерных МП Core 2 Quad указывается буковка Q. Старшая цифра индекса указывает принадлежность МП к определенной группе (микропроцессоры на ядре Соnгое имеют серии 4000 и 6000, а на ядре Мегоn — серии 5000 и 7000.

Индивидуальности микроархитектуры Core

Все МП данной для нас линейки строятся по 65-нанометровой технологии (0,065 мкм), что при использовании ряда новейших действенных энергосберегающих технологий дозволяет значительно понизить их энергопотребление. Напряжение питания 0,85-1,35 В.

Все МП употребляют разъем LGA 775. Некие свойства МП линейки Core представлены в табл. 1.3.

Благодаря низкому энергопотреблению микропроцессоры данной для нас линейки позиционируются как для настольных, так и для мобильных компов.

Одноядерные МП Core Solo имеют сверхнизкое энергопотребление и предусмотрены в главном для мобильных ПК . Они обеспечивают высшую производительность в мультимедийных приложениях, системах автоматического проектирования, компьютерных играх.

Двухъядерные микропроцессоры Core 2 Duo имеют площадь ядра 1,44 см2 и содержат от 200 до 400 млн транзисторов. Они способны делать 4 аннотации за такт (разработка Intel Wide Dynamic Execution) и совершать 128-битные SIMD операции из набора SSE3 без утраты темпа работы (разработка Intel Advanced Media Boost). [16. с.203]

МП Core 2 Duo разрешают передавать данные на частоте, в 4 раза превосходящей ча­стоту шины данных (разработка quad-pumped), и адреса на частоте, превосходящей в раза частоту адресной шины (разработка double-clocked).

Таблица 1.3. Свойства МП линейки Core

Модель МП

количество ядер

Разработка, мкм

Тактовая частота, ГГц

Частота

системной шины (FSB), МГЦ

Энерго­потребление, Вт

Размер кэш-­памяти L2,Мбайт

Core Solo U1300 1 0,065 1,06 533 5,5 2 Core Solo U1400 1 0,065 1,2 667 6 2 Core Duo L2300 2 0,065 1,5 667 15 2 Core Duo T2250 2 0,065 1,7 533 30 2 Core Duo T2500 2 0,065 2,0 667 31 2 Core Duo T2700 2 0,065 2,3 667 31 2 Core2DuoE6300 2 0,065 1,3 1066 65 2 Core2DuoE6600 2 0,065 2,1 1066 70 4 Core 2 Extreme X6800 2 0,065 2,9 1066 80 4 Core 2 Extreme X7800 2 0,065 2,6 800 80 4 Core2DueT7700 2 0,065 2,4 800 35 4 Core 2 Quad QX6700 4 0,065 2,66 1066 85 8 Core 2 Extreme QuadQX6800 4 0,065 2,93 1066 90 8 Core Penryn E8300 2 0,045 2,83 1333 65 6 Core Penryn E8500 2 0,045 3,16 1333 65 6 Core Penryn QX9300 4 0,045 2,5 1333 95 6 Core Penryn QX9550 4 0,045

2,83

1333 95 12

Процессоры имеют кэш L1 64 Кбайт (32 для данных, 32 для установок) в любом ядре и общий на два ядра кэш L2, что значительно уменьшает задержки при работе обоих ядер с одним и этим же набором данных. разработка Intel Advanced Smart кэш L2 меж ядрами в согласовании с их загрузкой.

Не считая технологий Intel Net Burst и Centrino необходимо отметить также последующие техно­логии, поддерживаемые процессорами линейки Core:

Intel Smart Memory Access — действенный механизм подготовительной подборки
данных, позволяющий убыстрить работу МП;

Intel Virtualization Technology (VT) — технологию виртуализации. VT представ­ляет собой набор аппаратных ресурсов микропроцессора, которые вместе с соот­ветствующим программным обеспечением поддерживают виртуализацию (ор­ганизацию виртуальных машин). Виртуализация дозволяет: понизить стоимость ИТ-ресурсов, повысить производительность системы, прирастить адаптивность ресурсов к меняющимся запросам;

Intel Execute Disable Bit — технологию защиты программ от неких вирусов;

Intel Enhanced Memory 64 Technology (EM64) — технологию, поддерживающую

с внедрением 64-битных регистров МПП адресацию наиболее 4 Гбайт оператив­ной памяти.

Процессоры Penryn

В 2007 году компания Intel представила семейство процессоров 9-го поколения Core, сделанных по технологии 0,045 мкм. Эти микропроцессоры, имеющие кодовое заглавие Penryn, имеют высшую производительность и низкое энергопотребление. В состав семейства Penryn входят двух- и четырехъядерные процессоры для настольных ПК и серверов [30]. Двухъядерные микропроцессоры содержат наиболее 820 млн тран­зисторов, имеют площадь 107 мм2. Для их маркировки в качестве 4-й числа индекса употребляется 8 и 9 (серии 8000 и 9000).

У МП Penryn употребляются новейшие технологии:

Deep Power Down, снижающая энергопотребление методом уменьшения токов утечки транзисторов в моменты их простоя,

улучшенная Dynamic Acceleration Technology, повышающая произво­дительность однопоточных приложений методом отключения простаивающих ядер и увеличения тактовой частоты работающего ядра

улучшенная Intel Virtualization Technology, уменьшающая время пере­ключения виртуальных машин.

МП семейства Penryn поддерживают расширенный набор установок intel Streaming SIMD развития оперативки

FeRAM и MRAM

В конце 2002 года возникло сообщение о разработке компаниями Toshiba и Infineon Technologies AG новейшей ферроэлектрической микросхемы энергонезависимой памяти FeRAM (Ferroelectric Random Access non-volatile Memory) емкостью 32 Мбит, по про­пускной возможности сопоставимой с SDRAM. Микросхемы FeRAM потребляют меньше энергии, резвее, чем жизни, но они приблизительно в 20-50 раз дороже, чем DRAM, также имеют наиболее низкую плотность размещения электрических частей. компании IBM и Infineon Tehnologies разработали технологию магнитной оперативки с случайной подборкой (MRAM). MRAM также является энергонезависимой. IBM сказала, что MRAM в дальнейшем сумеет поменять имеющиеся разновидности DRAM. комп с MRAM будет загружаться фактически одномоментно[14. с.371].

Развитие технологии хранения инфы наглядно свидетельствует о движении техниче­ского прогресса по спирали: на последующем витке спирали употребляются старенькые принципы реализованные на наиболее прогрессивной технологии. Вправду, 1-ые ОЗУ строились на базе электромагнитных линий задержки (динамические ОЗУ), потом на базе магнитных то­роидальных сердечников и пленок (МОЗУ), дальше опять на динамических элементах (CMOS-транзисторах, DIMM), и грядет MRAM (снова МОЗУ).

память РСМ

Низкая стоимость и высочайшая емкость — главные характеристики памяти для настольных компов и серверов. Для мобильных устройств, работающих от батарей, важны также низкое энергопотребление и энергонезависимость памяти, сохранение дан­ных опосля отключения энергии. В связи со значимым ростом рынка мобильных устройств эти требования к памяти стают весьма необходимыми.

Существует несколько проектов всепригодной памяти. Так, по воззрению разработчи­ков IBM и Intel, стремительная энергонезависимая память с конфигурацией фаз (Phase Change Memory, PCM) может стать всепригодной. Транзистор в отдельной РСМ-ячейке употребляет энергию для нагревания либо остывания материала, меняя его состояние меж бесформенным (с высочайшим сопротивлением) и кристаллическим (с низким сопро­тивлением) и приписывает ячейке 0 либо 1. РСМ-память работает еще резвее, чем флэш-память, но медлительнее, чем SRAM. Чтоб соперничать с DRAM, она обязана поддерживать неограниченное количество циклов записи. Исследования памяти РСМ демонстрируют, что ее способности могут соответствовать ограничению флэш-памяти в 100 тыс. циклов записи1.

память РМС

Память на базе программируемых металлизированных ячеек (Program Metal Cels РМС) компании Axon Technologies представляет собой энергонезависимую альтер­нативу DRAM, использующую меньше энергии и обеспечивающую огромную емкость. Маленькое количество сплава самоорганизуется в волокна по мере прибавления элек­тронов к ионам сплава. Изменение сопротивления отражает состояние ячейки памяти. Жесткий электролит заполняется ионами серебра в виде ионопроводящих кристаллов. При подаче малого напряжения электроны, перетекая от отрицательного полюса к по­ложительному, превращают ионы в электропроводящую серебряную нанопроволоку. В итоге сопротивление всего устройства миниатюризируется на несколько порядков. Битовое состояние (0 либо 1) определяется методом измерения уровня сопротивления[18. с.302].

Молекулярная память

Разработка производства молекулярной памяти разработана компанией ZettaCorе. база технологии — хим процесс сотворения ячеек памяти DRAM с моле­кулярным конденсатором. Ячейки работают за счет прибавления либо удале­ния электронов, что соединено с конфигурацией электронного напряжения, по которому определяется состояние ячейки (0 либо 1). Молекулярная разработка дозволяет сфор­мировать ячейки памяти, любая из которых поддерживает четыре состояния и может хранить 2 бита. Она просит на 70% меньше энергии, чем рядовая ячейка памяти DRAM, потому что конденсатор может сохранять 100-кратный припас энергии и просит наименьшей частоты обновления памяти, возрастает емкость в два либо четыре раза без роста себестоимости. Обещано, что разработка будет запущена в общее создание в 2008 году.

Нанопамять NRAM

Компания Nantero сказала о разработке новейшего экспериментального эталона элек­тронной памяти на базе углеродных нанотрубок в качестве механической памяти, ра­ботающей на принципах конфигурации положения углеродных волокон, замыкающих либо размыкающих соединения меж 2-мя электродами. На кремниевой пластинке обычного размера удалось расположить 10 миллиардов ячеек памяти NRAM, любая из которых состоит из нескольких нанотрубок.

Эта память соединяет внутри себя наилучшие свойства запоминающих устройств — дешевизну (DRAM) и энергонезависимость (температуры и магнитных полей. Само запоминающее устрой­ство состоит из 2-ух кремниевых подложек, на которых особенным образом расположены массивы нанотрубок. Напомним, что толщина углеродной нанотрубки составляет при­мерно 1/10 000 поперечника людского волоса, а толщина ее стены сравнима с раз­мерами атома.

разработка компании Nantero употребляет два таковых характеристики: упругость (упругость) нанотрубок и притягивание атомов углерода друг к другу под действием сил Ван-дер-Ваальса.

Нанотрубки закрепляются на кремниевой подложке, а под ними на расстоянии при­мерно 120 нм размещается углеродный субстрат. Маленькое расстояние меж примыкающими подложками совместно с жалкими размерами нанотрубок разрешают достигнуть скоро­стей записи (чтения) порядка наносекунды.

электронный заряд маленькой величины, поступающий на подложку, притягивает к крайней группу нанотрубок, расположенных над ней. Дальше притянутые нано-трубки удерживаются в таком состоянии под действием сил Ван-дер-Ваальса, которые действуют независимо от наличия электропитания до возникновения последующего элек­трического заряда. Благодаря такому устройству свисающие нанотрубки могут играться роль битов памяти: «поднятое» состояние — «0», «опущенное (притянутое)» — «1». Потому что в каждом отдельно взятом переходе меж обозначенными состояниями участвует не­сколько 10-ов нанотрубок, создается избыточность, предохраняющая систему от случайных утрат инфы. В «замкнутом» и «разомкнутом» состояниях система из нанотрубок имеет различное электронное сопротивление, за счет что может быть считывание инфы. Плотность записи инфы в ячейки NRAM сравнима с плотностью записи инфы в микросхемах оперативки. В перспективе, плотность записи данных может достигнуть триллиона бит на квадратный сантиметр, что в 1000 раз больше, чем у современной оперативки.

NRAM может оказаться решением, нужным компьютерным рынком.

Многообещающие технологии записи инфы на HDD

Разглядим более многообещающие технологии записи инфы.

Туннельная магниторезистивная запись

В 2005 году компания Самсунг анонсировала две новейшие линейки твердых дисков Spin-инфы — до 100 Гбайт на квадратный дюйм и больше.

Разработка перпендикулярной записи

Maxtor Corporation представила технологию производства пластинок твердых дисков с перпендикулярной записью инфы (perpendicular medium recording — PMR).

В отличие от LRM (продольной) она дозволяет записывать на одну пластинку до 250 Гбайт. Компания Самсунг представила винчестер на 3 пластинках емкостью 1 Тбайт с интерфейсом SATA и трансфером 3,0 Гбайт/с[12].

Внедрение нанометровых магнитных головок

В 2007 году компания Hitachi разработала технологию сотворения маленьких нано­метровых 0,03 мкм (в 2000 раз тоньше людского волоса) магнитных головок, что дозволит прирастить емкость винчестеров до 4 Тбайт.

Многообещающие технологии хранения инфы на CD и DVD

Более многообещающими технологиями, уже представленными в истинное время являются технологии Blu-ray Disks (BD) и High Definition (HD) disks.

Blu-ray-диск — BD

Разработка Blu-ray употребляет голубой лазер с длиной волны наиболее недлинной (405 нм), чем у обычного красноватого лазера (780 нм), что дозволяет наиболее плотно записывать информацию.

Формат BD разработан ассоциацией BDA (Blu-ray Disk Association), в которую входят компании Sony, Самсунг, Philips, Pioneer и др.

Компания Ricoh разработала технологию, позволяющую располагать на 8-слойном Blu-ray-Disc (BD) до 200 Гбайт (вмещает 18 часов High Definition видео).

Имеющийся двухслойный BD имеет емкость 50 Гбайт.

Компания Imation — член ассоциации производителей дисков по технологии Blu-ray и организации по разработке эталонов DVD (DVD Forum) в 2006 году запустила в Создание диски форматов BD, BD-R (записываемые) и BD-Re-R (перезаписы­ваемые) обозначенной емкости[6. с.244].

HDDVD

Диски с высочайшей плотностью (HD) записи употребляют также голубой лазер и являются соперниками BD, так как разрешают хранить тоже очень огромные объемы данных: 15 Гбайт — однослойные и 30 Гбайт — двухслойные (в 2007 году представлены диски емкостью 25 и 50 Гбайт).

формат HD-DVD разработали компании NEC и Toshiba; компания Imation в 2006 за­пустила в Создание диски HD-DVD-R и HD-DVD-ReR нареченной выше емкости.

BD и HD-DVD имеют обычный поперечник 120 мм и толщину 1,2 мм (HD-DVD чуток толще из-за наиболее толстого защитного слоя, что обеспечивает их наилучшую защиту от механических повреждений).

В табл. 1.4. показаны главные свойства неких моделей оптических дисков.

Таблица 1.4. Главные свойства неких моделей оптических дисков

Черта

CD

DVD

Blu Ray

HD DVD

Число сторон

1 1;2 l;2 1; 2 Число слоев 1 1;2 1;2 1; 2 Емкость 1-го слоя, Гбайт 0,7 4,7 25 15; 25 Толшина защитного слоя, мм 1,2 0,6 0,15 0,6 Расстояние меж дорожками, мкм 1,6 0,75 0,32 0,32; 0,4 Ширина пита,мкм

0,85

0,4 0,15 0,15; 0,2 Длина волны лазера, нм 780 650 405 405

Мультислойный CD

В 2003 году КомпанияHitachi объявила о новейшей технологии производства мультислойных CD, позволяющей на одном диске формата 7,2 дюйма расположить 1 Тбайт = 1024 Гбайт I инфы. На диске можно сделать до 100 слоев шириной 0,3 мкм (толщина слоя у DVD — 25 мкм). Ослабление сигнала при работе с внутренними слоями незначитель­ное. «Прозрачность» слоев обеспечивается внедрением особых материалов с изменяемой прозрачностью под действием наружного электронного сигнала (не­которая диск

В 2005 году компания IBM представила работающий макет новейшего типа памяти, построенной на MEMS (микроскопичных электромеханических системах), использу­ющих предложенную в 2003 году технологию Millipede. По данной для нас технологии информа­ция записывается методом сотворения в пластике ложбинок, которые по мере необходимости стираются следующим «замазыванием». Все эти операции выполняются при помощи массива микроскопичных (поперечник — около 10 нм) иголок, по этому устрой­ство и было названо Millipede («многоножка»). Емкость макета приблизительно 125 Гбайт (соответствует 25 DVD) при размерах приблизительно с почтовую марку[11].

Флуоресцентные оптические диски (FMD)

В 2004 году компанией C3D анонсированы оптические «трехмерные» диски -флуо­ресцентные мультислойные диски (Fluorescent Multilayer Disks — FMD). 1-ые пред­ставленные модели дисков FMD ROM обычного формата 5 дюймов (12 см) при 10 слоях имели емкость 140 Гбайт. В ближайших планах компании предвидено значительно прирастить количество слоев и поднять емкость FMD дисков до 10 Тбайт и наиболее (схожую емкость на данный момент имеют RAID-массивы, занимающие площади в не­сколько квадратных метров). Обещаны наилучшие время доступа и скорость чтения, чем у DVD.

Индивидуальности организации флуоресцентных дисков

В CD отражающий дюралевый слой уменьшает прозрачность диска, a FMD таковых слоев не имеет и полностью прозрачен. FM D однороден и имеет лишь условные области форматирования, нареченные разрабами слоями (в неком смысле — — аналоги дорожек на магнитных дисках). В обычных оптических дисках (CD, DVD) читаю­щий лазерный луч отражается от слоя с записанной информацией. В флуоресцентных дисках материал условного слоя не отражает, а испускает записанную информацию: при освещении читающим лазерным лучом материал начинает источать, изменяя диапазон излучаемого сигнала зависимо от записанного бита инфы (типичная частотная модуляция, в отличие от амплитудной модуляции в обычных CD). При записи инфы на FMD лазерным лучом наиболее массивным, чем читающим, особая фотохромная субстанция условного слоя обратимо перебегает из 1-го состояния в другое, изменяя свои физические характеристики, а именно — диапазон изу­чаемого сигнала. FMD являются энергонезависимыми и принципно могут быть перезаписываемыми.

Это воистину революционная разработка в ВЗУ.

Голографические оптические диски (HVD)

HVD Alliance (Fujitsu, CMC Magnetics, Nippon Paint) анонсировал формат Holographic I Versatile Disc (HVD) с возможной емкостью диска 1 Тбайт и весьма высочайшей ско­ростью чтения блока данных.

Остальные технологии

Autostrategy — выбирает при записи лучшую стратегию записи для диска, оце­нивая его свойство.

PlexEraser — разработка ликвидирования данных (для сохранности).

SecureRecording — запись инфы на диск с защитой паролем.

GigaRec — разработка уплотненной записи (наращивает емкость обычного диска в 1,5-2 раза).

Q-Check — другими словами заключения о сути заболевания и состоянии пациента»>диагностика свойства поверхности диска.

Необходимо подчеркнуть также формат Divx-диска, разработанный компанией Digital Video Express для предотвращения неоднократного использования (проката) дисков, — опосля извлечения диска из упаковки он быть может применен лишь в течение первых 48 часов, опосля этого запись на диске автоматом стирается.

3. Требования к конфигурации ПК со стороны прикладных программ

Очень ресурсоемкими пользовательскими программками являются:

графический пакет AutoCAD, позволяющий создавать самые сложные конструк­торские машиностроительные чертежи;

пакеты компьютерной графики Photoshop и 3D Мах.
Крайние версии AutoCAD и Photoshop CS поддерживают:

бессчетные скрипты, дозволяющие создавать собственные элементы интер­фейса (окна, клавиши, поля для ввода текстов, настраиваемые клавиатурные ко­манды);

действенные технологии работы со слоями;

создание и хранение бессчетных простых фрагментов графики и черте­жей, на базе которых создаются и большие изображения;

браузеры для поиска и просмотра изображений, их вращения, сортировки, ото­бражения растровой и векторной графики;

технологии для работы с цифровыми фото и видео в Photoshop, включая конкретную совместную работу с цифровыми камерами;

и почти все другое.

И при всем этом требования к компьютерным ресурсам по современным меркам срав­нительно невелики. к примеру, для пакета Photoshop CS достаточен память 256 Мбайт, свободное место на твердом диске 300 Мбайт, видеоплата с глубиной цвета 16 бит и разрешением 1024×768.

Более суровые требования к конфигурации компа из всех массово про­даваемых программ предъявляют компьютерные игры. нужно сказать, что из обычного утехи игроков в компьютерные игры игровые программки перевоплотился, возможно, в главный двига­тель прогресса компьютерной техники. Конкретно для нужд игроков в компьютерные игры выпускаются самые массивные ПК и самые утонченные графические акселераторы.

Но тем не наименее, почти все современные компьютерные игры не требуют весьма массивных компов: согласно постоянным публикациям в журнальчике Computer Price, большая часть ИГР наслаждается малой конфигурацией: процессор Pentium III 500-800 МГц, 64-128 Мбайт ОЗУ, 16-32 Мбайт видеоплата; рекомендуемая конфигу­рация: Pentium III 1,0-1,51Гц , 256Мбайт ОЗУ, 64Мбайт видеопамяти (заместо Pentium может употребляться в обоих вариантах и Athlon XP/64).

При работе с видео, к примеру для оцифровки VHS-видеофильма, также достаточен не весьма мощнейший ПК — Pentium/Athlon 1,5 ГГц, 256 Мбайт ОЗУ, винчестер 10 Гбайт, видеоплата 64 Мбайт.

Все вышеупомянутое указывает, что нет необходимости брать самый накрученный ПК (тем наиболее с самыми новенькими технологиями — они стоят безмерно недешево, а эффекта от их нередко бывает немножко).

Конфигурацию ПК следует выбирать для предполагаемой предметной области его ис­использования, время от времени незначительно «на вырост». Прогнозирование развития компов дело непризнательное. Но существует один закон — закон Мура, который обязательно производится уже в протяжении 25 лет: через любые 1,5года мощности главных узлов компов умножаются. Вот сиим законом и необходимо управляться при выбирании конфигурации ПК на перспективу.

Заключение

В заключении подведем итоги:

Будут возрастать производительность, быстродействие, тактовая частота системной платы и тактовая частота процессора. К огорчению, оборотной стороной этого роста, снова же, является сравнимо резвое повышение теплообразования микропроцессоров. Беря во внимание же тот факт, что площадь кристалла микропроцессора фактически остается неизменной, рост тепло­образования содействует повышению плотности энергии. Невозможность неограниченного роста тактовой частоты с одной стороны и необходимость увеличения производительности с иной востребовал новейших мыслях в области процессорных архитектур. Решение было найдено в многоядерных структурах, позволяющих воплотить параллельные вычисления. Микропроцессоры с несколькими ядрами обеспечили предстоящий рост производительности при понижении показателя энергии, затраченной на выпол­нение одной аннотации. В качестве примера можно привести линейку двухъядерных микропроцессоров Intel Core 2 Duo (Conroe) и четырехъядерных моделей Intel Core 2 Quad (Kentsfield).

Оперативная память развивается в нескольких направлениях. Во-1-х, будет возрастать емкость. Во-2-х, количество циклов записи. Так же необходимо отметить, что на нынешний денек уже есть технологии которые разрешают создавать новейшие микросхемы памяти по всем характеристикам превосходящие сейчас имеющиеся, но они в 20 — 50 раз дороже. Так как любая компания выпускающая оперативную память употребляет свою технологию производства, то можно возлагать что оперативная память будет наращивать свою емкость при всем этом оставаясь доступной по стоимости.

Наружные запоминающие устройства благодаря новеньким многообещающим технологиям наращивают свою емкость, скорость чтения и записи инфы, а так же и срок эксплуатации.

Еще нужно отметить, что, невзирая на имеющиеся барьеры, на пути увеличения производительности частей и систем, ученые и инженеры удачно их преодолевают. Они дают разные пути решения встающих перед компьютерной отраслью заморочек. Это и улучшение полупроводниковых техпроцессов, и улучшение архитектуры высокочастотных микросхем, и внедрение многообещающих технологий, также разработка хороших ди­зайнов материнских плат и поиск путей модификации конструктивов систем­ных блоков.

Устройство будущих компов будет основано на применении основным образом передовых отраслей широкого диапазона научных дисциплин (молекулярная электроника, молекулярная биология, робототехника), также квантовой механики, органической химии и др. А для их производства компов будут нужны значимые экономические Издержки, в несколько 10-ки раз превосходящие издержки на Создание современных “традиционных” полупроводниковых компов.

Основным выводом можно считать тот факт, что обилие имеющихся на нынешний момент научных разработок в области микроэлектроники, также обширности скопленных познаний в области остальных научных дисциплин дозволяет возлагать на создание “суперкомпьютера”, который будет доступен по стоимости всем желающим и будет управляться со всеми поставленными перед ним задачками, а область внедрения ЭВМ станет очень широкой:

по мере поступления рыночной инфы автоматом управлять действиями производства продукции;

копить людские познания и обеспечивать получение нужной инфы в течение нескольких минут;

регулировать движение всех видов транспорта;

ставить выраженное в принятой мед терминологии»> выраженное в принятой медицинской терминологии»>диагнозы в медицине;

обрабатывать налоговые декларации;

создавать новейшие виды продукции;

вести домашнее хозяйство;

и основное это будущее ЭВМ сумеет вести диалог с человеком.

В реальный момент мы, естественно же, даже не можем для себя представить, как достигнуть этих неописуемых пределов. Но ученые по частицам собирают некоторые физические сведения, которые не ясны обычному человеку и если развитие ЭВМ будет идти теми же темпами, все описанное станет реальностью через каких-нибудь две сотки лет.

Глоссарий

№ П/П

Термин

Понятие

1

Адресное место

наибольшее количество ячеек главный памяти, которое быть может конкретно адресовано процессором

2

Оперативное запоминающее устройство (ОЗУ)

предназначено для хранения инфы (программ и данных), конкретно участвующей в вычислительном процессе в текущий интервал времени.

3

Основная память (ОП)

предназначена для хранения и оперативного обмена информа­цией с иными блоками машинки

4

Конструктив

описывает те физические разъемные соединения, которые употребляются для установки МП, и которые определяют пригодность материнской платы для установки МП

5

инфы выпол­ненное в виде одной либо нескольких огромных (БИС) либо сверхбольших (СБИС) интегральных схем.

6

Мультимедиа

комплекс аппаратных и про­граммных средств, позволяющих человеку разговаривать с компом, используя самые различные, естественные себе среды: звук, видео, графику, тексты, анимацию

7

Рабочая тактовая частотаМП

описывает его внутреннее быстродействие, так как любая команда производится за определенное количество тактов

8

Рабочее(ие) напряжение(ия)

является фактором пригодности материнской платы для установки МП

9

Разрядность шины адреса МП

описывает его адресное место

10

Разрядность шины данных МП

описывает количество разрядов, над которыми сразу могут производиться операции

11

Системнаяплата

важная часть компа, содержащая его главные электрические составляющие и осущест­вляющая взаимодействие меж большинством устройств машинки

12

Состав аннотации

список, вид и тип установок, автоматом исполняемых МП

13

Чипсет — набор системных микросхем

обеспечивают соответствующую работу процессора, системной шины, интерфей­сов взаимодействия с оперативной памятью и иными компонентами ПК , а так же во многом определяют тактовую частоту шин СП

14

AI ==BIOS

обнаружение сбоев в программках =BIOS: при обновлении программ и при атаках вирусов функция CrashFree ==BIOS обнаруживает сбои и делает ввод новейшего программного кода с системной дискеты

15

AI Net

смерти) состояния локальных компьютерных сетей (при помощи специальной прилагаемой утилиты Virtual Cable Nester) и поддержание высочайшей (1 Гбит/с) пропускной возможности сети при помощи встроенного контроллера

16

AI Overclocking

подстройка частоты процессора — автоматический раз­гон микропроцессора (повышение его частоты на 33%) в допустимых вариантах с одно­временной подстройкой напряжения питания модулей оперативной памяти и ви­деоадаптера; производится также регулировка скорости вращения процессорного вентилятора (кулера)

17

DMA

режим, в каком винчестер впрямую разговаривает с оперативной памятью безучастия центрального микропроцессора, перехватывая управление шиной

18

РIO

режим, при котором перемещение данных меж периферийным устрой­ством (твердым диском) и оперативной памятью происходит с ролью централь­ного микропроцессора

Перечень использованных источников

Апокин И. А. Майстров Л. Е. Развитие вычислительных машин. — М.: Наука, 1974.400 с.

Богумирский Б. Действенная работа на IBM PC. — СПб.: Питер, 1995.688 с.

Бройдо В.Л. Вычислительные системы, сети и телекоммуникации. Учебник. 2-е изд. — СПб.: Питер, 2004.703 с.

Бройдо В.Л., Ильина О. П. Архитектура ЭВМ и систем. Учебник. — СПб.: Питер, 2006.718 с.

Бройдо В. Л., Ильина О. П. Вычислительные системы, сети и телекоммуникации. 3-е изд. — СПб.: Питер, 2008.766 с.

Бройдо В.Л., Ильина О. П. Архитектура ЭВМ и систем. Учебник для вузов.2-е изд. — СПб.: Питер,2009.720 с.

Громов Г. Р. Очерки информационной технологии. — М: ИнфоАрт, 1993.336 с,

Гук М. Аппаратные средства IBM PC. Энциклопедия. СПБ.: Питер, 2000.816 с.

Дроздов Е, А., Пятибратов А. П. Базы построения и функционирования вычис­лительных систем. — М.; Энергия, 1973.368 с.

журнальчик Игромания №3(138) 2009 стр.124. авт. ст. Иван Нечесов.

журнальчик Игромания №4(139) 2009 стр.125. авт. ст. Иван Нечесов.

журнальчик Железо №4(62) 2009 стр.94. авт. ст. Сергей SJ Плотников.

журнальчик Железо №6(52) 2008 стр.48. авт. ст. Андрей костров.

Информационные системы и технологии в экономике и управлении. 2-е издание. Под ред. Проф. Трофимова В. В. (Трофимов В. В., Ильина О. П., Кияев В. И., Тро­фимова Е. В., Приходченко А. П.) — М.: Высшее образование, 2007.480 с.

Каган Б. М. электрические вычислительные машинки и системы. — М.: Энергоатом-издат, 1991.592 с.

Леонтьев В. П. Новая энциклопедия индивидуального компа 2009. — М.: ОЛМА Медиа Групп, 2008. — 928 с.

Макарова Н. В., Бройдо В. Л., Ильина О. П. и др. Информатика / Под ред. Н. В. Ма­каровой. — М.: деньги и статистика, 2003.768 с.

Новиков Ю., Черепанов А. Индивидуальные компы. — СПб.: Питер, 2001. 464 с.

Нортон П. Программно-аппаратная организация IBM PC. — М.: Радио и связь,
1992.336 с.

Петров В. Н. Информационные системы. — СПб.: Питер, 2002.688 с.

Пятибратов А. П., Гудыно Л. П., Кириченко А. А. Вычислительные системы, сети и телекоммуникации / Под. ред. А. П. Пятибратова. — М.: деньги и статистика, 2001.512 с.

Пятибратов А.П., Гудыно Л.П., Кириченко А.А. Вычислительные

машинки, сети и телекоммуникационные системы: Учебно-практическое пособие / Столичный муниципальный институт экономики, статистики и информатики. – М.: МЭСИ, 2001. – 270 с.

Рудометов Е. А. Материнские платы и чипсеты. 4-е изд. анатомия ПК . — СПб.: Питер, 2007. 368с.

Симонович С. В., Евсеев Г. А., Мурановский В. И. Информатика. Базисный курс / Под ред. С. В. Симоновича.. — СПб.: Питер, 1999.640 с.

Степанов Ф. Н. Архитектура вычислительных систем и компьютерных сетей. СПб.: Питер, 2007. 509 с.

Таненбаум Э. Архитектура компа. — СПб.: Питер, 2002.704 с.

Трофимов В. В. Ильина О. П., Трофимова Е. В. и др. Информационные системы и технологии в экономике и управлении / Под ред. Трофимова В. В. — М.: Высшее образование, 2006.480 с.

Хамахер К., Вранешич З., Заки С. Организация ЭВМ . — СПб.: Питер, 2003.848 с. Хелд Г. технологии передачи данных. — СПб.: Питер, 2003.720 с.

Цилькер Б. Я., Орлов С. А. Организация ЭВМ и систем. — СПб.: Питер, 2004. 668 с.

HTTP://www.x-medicine.com/ru/pr02.htm

Приложение А

Рис. 1. Структурная схема ПК

приложение Б

Таблица1. Сравнительные свойства неких фаворитных чипсетов

Чипсет

Частота шины,

МГц

Поддержка SDRAM

Наибольший размер оперативной памяти, Мбайт

Пиковый о­мен с памятью, Мбайт/с

Intel 820 100,133 PC133 1024 1600 Intel 850 400 DRDRAM 300 и 400 МГц 2048 3200 Intel 845D 266 PC266, DDR SDRAM 2048 2100 Intel 865 266,533,800 DDR SDRAM 266/333/400 4096 4000 Intel 875 533,800

PC266, DDR SDRAM

266/333/400

4096 4000 Intel 915 533,800 DDR SDRAM, DDR2 533/400 4096

8000

Intel 925 800 DDR2 SDRAM 400/533 4096 8000 Intel 945 533,800,1066 DDR2 SDRAM 533/667 4096 8000 Intel 955 800,1066 DDR2 SDRAM 533/667 8192 8000 Intel 965 800,1066 DDR2 SDRAM 533/667 8192 8000 Intel 975 800,1066 DDR2 SDRAM 533, 667, 800 8192 12800 Intel X38 1066,1333 DDR2, DDR3 SDRAM 8192 12800 VIA 266A 266 PC266, DDR SDRAM 4096 2100

1 Ретроспектива использования разъемов. Вначале для МП Pentium использовались систем­ные платы с разъемом Socket 5,7 либо 8 (маленькие разъемы прямоугольной формы, имеющие по периметру контакты, к которым подключаются выводы МП). С приходом Pentium II Socket уступил свое пространство щелевому разъему Slot 1, который имел контакты с фиксирующими защел­ками, позволяющими вставлять МП вертикально, что обеспечивает его наилучшую вентиляцию и дозволяет уменьшить размеры СП. Но уже для моделей Pentium III с частотой 500 МГц и выше, имеющих неплохую систему теплозащиты, стали вновь применяться 370-контактные разъемы — — Socket 370 с горизонтальной компоновкой. Для установки МП Pentium 4 употребляются разъемы Socket 478, а для МП Pentium 4E (ядро Prescott) — разъемы LGA 775 — с 775 контактами.

1 Компания Ovonyx разработала технологию памяти под заглавием Ovonics, которая допускает 10 трлн циклов записи; таковая память может применяться в качестве как DRAM, так и жизнь, компы на данный момент стали неотъемлемой частью нашей цивилизации. И, хотя 1-ая ЭВМ с автоматическим программным управлением была сотворена чуток наиболее полвека вспять, к истинному моменту уже насчитывается 5 поколений вы­числительных машин. Настолько бурного развития, возможно, не претерпевала ни одна разработка.

Вправду, если признанная как 1-ая большая ЭВМ «Эниак» (1946 год) зани­мала площадь около 90 м2 и весила наиболее 30 тонн, то современный машинки, имеет площадь всего 1,5 см2, обеспечивая при всем этом такую вычислительную мощность, которая превосходит суммарную вычислительную мощность всех ЭВМ , имевшихся в мире посреди 60-х годов. 1-ая ЭВМ содержала около 18 тыщ электрических ламп, а на данный момент в тыщи раз большее количество электрических компонент 0,045-мкм технологии разрешают расположить в поперечном срезе людского волоса.

Т
емпы развития ЭВМ опровергли все самые смелые прогнозы, к примеру, президент и основоположник одной из ведущих компьютерных компаний Digital Equipment Corporation Кен Олсон (Ken Olson) в 1977 году в одном из интервью произнес, что нет обстоятельств, по которым кому-нибудь захотелось бы иметь дома комп, а уже на рынке возник самый массовый в истинное время индивидуальный комп: поначалу (1976 г.) индивидуальный комп (ПК ) конторы Apple, а в 1981 году и IBM PC. Самый, наверняка, узнаваемый в компьютерном мире человек, основоположник и бессменный управляющий конторы Microsoft Билл гейтс (Bill Gates) утверждал в 1983 году, что ни одной компьютерной программке никогда не пригодится наиболее 640 Кбайт оперативки, а на данный момент его компания выпускает программные продукты, требующие не наименее 128 Мбайт.

Согласно эмпирическому закону, сформулированному Гордоном Муром в 1965 году, в течении 30 лет развития компов плотность транзисторов на микросхеме раз в год умножаться. Но со временем практика микроэлектронного устройства занесла в него маленькую поправку: сейчас считается, что удвоение числа транзисторов происходит любые 18 месяцев.

И все сложнее с каждым годом следовать “закону Мура”, потому его близкий конец предсказывался уже не один раз. Но человечий гений и изобретательность находят все новейшие уникальные выходы из технологических и производственных сложностей, встающих на пути безудержной компьютерной гонки. И все таки прогресс вычислительной техники не может длиться вечно, рано либо поздно мы наткнемся на предел, обусловленный как законами природы, так и экономическими законами.

И сейчас спецы в различных областях науки и техники отыскивают другие пути предстоящего развития ПК .

На нынешний денек навряд ли можно сказать, как конкретно он будет устроен самый “крайний” комп.

Нам нужно:

Проанализировать ведущие из имеющихся на нынешний денек аппаратные средства компов. Также для составления детализированных представлений о задачках, дилеммах и способах их решений в данной теории тесновато соединено с вероятными вариациями прогресса компьютерной техники. На базе данной теории нужен лаконичный экскурс в историю развития вычислительной техники.

2-ой нашей задачей является узнать главные направления развития ПК на базе рассмотренного материала.

Войдя в жизнь людского общества, компы взяли на себя большой круг задач – начиная от простых алгебраических вычислений и кончая организацией действий биржевой деятель, интернациональных телеконференций, моделированием сложных физических, хим, технологических действий, мультимедийными и виртуальными утехами, в конце концов. Потому актуальность данной темы явна, ведь конкретно благодаря ЭВМ население земли вышло в Космос, открыв для себя дорогу к освоению больших галлактических пространств, сотен планет и миров. Почти во всем благодаря компьютерной технике сделалось вероятным возникновение и развитие таковых современных наукоемких отраслей как молекулярная биология, генная инженерия, квантовая физика и др., стала вероятным широкая интеграция скопленных научных познаний.

5

]]>