Hardware 1 Přehled platforem podle procesorů PC (Wintel) různí výrobci - domácí počítače, pracovní stanice, servery, notebooky, typicky s jedním procesorem, v případě serverů s až 128 procesory (např. HP Integrity), používají se procesory Intel, AMD … HP PA-RISC Firma Hewlet Packard - velké servery (unix) Např. HP 9000 Superdome - až 128 procesorů PA-8900 - 1,1 GHz Výroba byla ukončena k 31.13.2008 nahrazena produkty HP Integrity server s procesory Itanium Alpha Firma Compaq (Digital) - pracovní stanice, servery (Tru64 unix, OpenVMS, Linux) Např. AlphaServer GS1280 Model – 64, až 64 procesorů - 1.3 GHz Alpha EV7z Sparc Firma SUN -pracovní stanice, servery (Solaris 9) Např. Sun SPARC Enterprise M9000 Server, až 64 64 quad-core SPARC64 VII- 2.52 GHz http://www.sun.com/servers/highend/m9000/specs.xml PowerPC Firma Apple - domácí počítače, pracovní stanice (Mac OS X) Např. Mac Pro, 2 procesory Intel Xeon (4 jádra) 2,93 GHz http://www.apple.com/macpro/specs.html RS64 Firma IBM - velké servery (IBM AIX 5L™, Linux® and i5/OS) Např. IBM eServer p5 590, až 16 64 bit procesorů POWER5 - 1.65GHz http://www03.ibm.com/servers/eserver/pseries/hardware/highend/590.html MIPS Firma SGI – pracovní stanice, servery, velké servery (unix) Např Origin 3900 s až 16 procesory Mips R 16000 - 700 MHz Např Altix 3000 s až 512 procesorů Intel Itanium 2 - 1,6 GHz http://www.sgi.com/products/servers/altix/configs.html 1 © Ludvík Friebel 2011
Architektura PC Procesor (CPU) Hlavní součástka počítače, zpracovává a řídí všechny činnosti počítače. Jádrem procesoru je aritmeticko-logická jednotka (ALU). Parametry procesoru: Počet jader Vnitřní (interní) šířka procesoru (délka slova) - 32, 64 bitů (kolik dat zpracuje procesor najednou) Vnější (externí,datová) šířka procesoru - 32, 64 bitů Šířka adresové sběrnice 32, 46 bitů (jaké množství paměti je schopen procesor adresovat) Vnitřní frekvence (takt) - dnes až 4,8 GHz Vnější frekvence (FSB) - dnes až 1066 MHz Velikost cache – vyrovnávací paměti, rozeznáváme L1 (instrukční, integrována mezi jednotkami mikroprocesoru) L2 (datová, situována mezi operační paměť a procesor), dnes až 2MB (L2 cache) Patice, slot – stejné procesory v různém provedení – Socket 754, 939, 940, AM2, AM3, SocketF – 1207, Socket 1366 Dnešní procesory Intel: Pentium D (dvoujádrová CPU pro socket 775), Pentium M (mobilní), frekvence až 3,6 GHz, Core 2 Quad (čtyři jádra), Intel Xeon (E7-8870 Westmere-EX 2,4GHz@6,4GT 30MB cache,10core,HT,130W, LGA1567), Core i5, Core i7 950 - 3.066 GHz/LGA1366/8MB AMD: Athlon 64 X2 (socket 754, socket 939, socket AM2), Turion 64 (mobilní), Phenom X4, Phenom II X6, Amd Opteron 6128HE (2.0 GHz - socket G34 8core,12MB L3) U některých procesorů AMD se uvádí tzv. P-rating – frekvence procesoru P4 srovnatelného výkonu, např. AMD Athlon XP 3400+ má interní frekvenci pouze 2,2 GHz, u procesorů Opteron se uvádí skutečná frekvence U procesorů Intel je i AMD je podpora SMP – symetrický multiprocesing, nutná podpora OS. 2 © Ludvík Friebel 2011
Komunikace procesoru s periferními zařízeními přes sběrnici a řadič periferního zařízení (řadič USB, sériového portu, paralelního portu). Procesor ovládá řadič pomocí: I/O adresy – programové řízení přes určitá adresu v paměti pomocí ovladače (driveru), IRQ – systém přerušení, procesor přeruší právě prováděný program a obslouží dané zařízení, DMA – přímý přístup do paměti, používají zejména zařízení s vysokou přenosovou rychlostí, vyžadující přenesení velkých objemů dat.
Základní deska (Mainboard, Motherboard) Deska plošného spoje s mnoha integrovanými obvody a konektory do níž se zasunuje procesor Na základní desce nalezneme: Sběrnici (soustava vodičů pomocí kterých mezi sebou jednotlivé části počítače komunikují a přenášejí data, rozeznáváme datovou sběrnici, adresovou sběrnici a řídicí sběrnici) - ISA, PCI (32/64 bit), AGP (2x,4x,8x), PCI-Express 16x, XGP, PCMCIA, CardBus (notebooky), Chipset (sada čipů pro určitý tip procesoru, např. Intel 845, 865, 875, 915 nebo Nvidia nF2, nF3, nF4, TForce4, Tforce 6100), BIOS (základní program počítače - AWARD, Phoenix, AMI), Pozice pro procesor (např. socket AM2, AM3, 754, 939, 1366) Pozice pro paměti (DIMM, RIMM, DDR, DDRII, DDRIII), Pozice pro rozšiřující karty - PCI (32/64 bit), AGP (2x,4x,8x), PCIExpress 16x, XGP
3 © Ludvík Friebel 2011
Video Memory
RAM
CPU
CPU Local Bus
Host / PCI / Bridge
Memory Bus
Audio Adapter
Video Adapter
PCI Bus
SCSI Host Bus Adapter
LAN Adapter
Expansion Bus Bridge
SCSI Bus
LAN
Disk
Tape
Expansion Bus
Bus Master
I/O Slave
Memory Slave
CD ROM
Schéma připojení procesoru ke sběrnici PCI
4 © Ludvík Friebel 2011
Paměť RAM (operační paměť, hlavní paměť) Primární, vnitřní paměť – procesor s ní pracuje přímo, čte z ní data a ukládá do ní výsledky práce, komunikuje přes ní s ostatními zařízeními Parametry pamětí RAM: Podle konstrukce se paměti dělí na: statické SRAM, Dynamické DRAM (FP-DRAM, EDO, SDRAM, RDRAM) Podle fyzického uspořádání se paměti dělí na: SIMM, DIMM, SODIMM (notebooky), RIMM (800, 1066 MHz) , DDR (400 MHz), DDRII (533 MHz), DDRIII (2000 MHz) Kapacita: 1 GB, 2 GB, 4GB někdy se uvádí údaj respektující organizaci paměti 64Mx8 Přístupová doba: doba za niž procesor zapíše nebo přečte data, uvádí se obvykle desítky ns Uvádí se ještě hodnota Case Latency (CL) běžně 2 – 4 ns Podle odolnosti vůči chybám – paritní, ECC Dnes nejčastější DDR2 a DDR3
Videokarta Umožňuje zobrazování dat z počítače na monitoru (zobrazovací adaptér) Může pracovat v textovém režimu (nenáročné na rychlost a paměť 80x25 znaků) Nebo v grafickém režimu (podle počtu barev a rozlišení mnohem náročnější). Dnešní grafické karty pracují jako tzv. akcelerátory - samostatné počítače, které od hostitelského mikroprocesoru přijímají pouze požadavky, ale vlastní zobrazení daného obrazu vypočítávají a realizují sám bez podpory CPU. Dnešní videokarty přidávají ještě 3D akceleraci – ještě náročnější Pro grafickou kartu je rozhodující grafický čip a velikost a typ paměti (paměť do níž se zapisuje obraz viditelný na obrazovce). Dříve grafické karty obsahovaly ještě převodník, dnes součástí gr. čipu. U grafického čipu a u paměti se často uvádí datová šířka a frekvence viz příklad dále. Dnes všechny grafické karty do slotu AGP nebo PCI Expres 5 © Ludvík Friebel 2011
Nejjednodušší VGA karta 256 kB Dnešní 3D akcelerátory 32, 64, 128, 256 MB Televizní výstup (TV-out) Digitální výstup (DVI) Různí výrobci karet používají různé grafické chipy – např. ATi, Matrox, nVidia Příklad: Grafická karta osazená chipem nVidia např. GeForce GTX 295 pro sběrnice PCI Express 16x, 1792 MB, 896 bit, 576 MHz jádro/2000 MHz paměti (DDR3), 2 x DVI, HDMI
Zařízení integrovaná na základní desce Paralelní port (LPT – Line PrinTer) původně jednosměrný, dnes obousměrný, slouží k paralelní komunikaci – standardy: Centronics, IEEE 1284, EPP, ECP, nejčastější použití – tiskárna, scanner, v běžném PC mohou být max. 3 par. porty, dnes se příliš na základních deskách nevyskytuje Sériový port (COM port) slouží k sériové komunikaci RS232, data jsou přenášena bit po bitu, různá rychlost podle řídícího obvodu (UART 8250, 16550), nejčastější použití – myš, modem, dnes se příliš na základních deskách nevyskytuje Řadič USB – rychlá sériová komunikace, hvězdicové uspořádání (HUB), scannery, tiskárny, klávesnice, čtečky karet, kamery (USB 2.0), externí pevné disky, různé standardy – USB 1.0, 1.1, 2.0 (až 480 Mb/s), běžný PC má dnes až 8 portů USB Řadič FD ovládá disketové mechaniky – max. 2 zařízení, dnes se příliš nepoužívá Řadič pevných disků (HD) ovládá pevné disky o SATA (I, II) Serial ATA, r. 2004, 1 bit datová šířka (sériová komunikace) pracovní frekvence 1500 MHz (SATA I) a 3000 MHz (SATA II), na základní desce alespoň čtyři konektory. o IDE - 2 kanály po 2 zařízeních (nejen disky), různé rychlosti – režimy (PIO, DMA, UDMA) až 133MB/s u UDMA/133, serial ATA až 1,5 Gb/s (sATAII až 3 Gb/s), u dvou zařízení na kanál musí být jedno Master a druhé Slave (přepínače), u některých základních desek s podporou sATA je integrován i řadič RAID – rozšíření tohoto rozhraní i do oblasti serverů o SCSI - 8, 16 zařízení (nejen disky) na kanál přičemž se počítá i řadič, různé standardy SCSI-2, U2-SCSI, U160SCSI, U320 SCSI (320 MB/s), standardy jsou zpětně
6 © Ludvík Friebel 2011
kompatibilní, využití především pro servery s větším počtem zařízení (HD) Řadič IEEE 1394 (FireWire) pro připojení digitálních kamer (miniDV, Digital 8, scanery, externí pevné disky) Zvuková karta a síťová karta (viz dále)
7 © Ludvík Friebel 2011
