Informační systémy 2
Technické prostředky počítačové techniky
Obsah:
• Sběrnicová struktura PC • Interní počítačové paměti PC • ROM • RAM • Paměti typu CACHE
IS2-4
1
Informační systémy 2
Informační systémy 2 – 04 Dnešní info: Zemřel „otec“ e-mailu
2
Aplikace „Záchranka“ Sociální sítě
Informační systémy 2
Dnešní info:
3
Informační systémy 2
Popularita sociálních sítí
4
Elektronické občanky Nejúpěšnější e-shopy a trendy 2015
Informační systémy 2
Nebezpečné selfee
5
Technické prostředky počítačové techniky – 3
.
Počítač - stroj, který podle předem připravených instrukcí zpracovává data Základní části: – centrální procesorová jednotka (schopná řídit se posloupností instrukcí a ovládat další části počítače) – zařízení pro ukládání dat (paměť) – zařízení pro vstup dat (např. klávesnice, myš, …) a výstup dat (např. monitor, tiskárna, …)
Vstupy
Paměť
Procesor
Výstupy
Sběrnice
ALU
ŘADIČ 17.5.2016
IS2-15-04
John von Neumann koncepce počítače 6
+
Technické prostředky počítačové techniky
Vstupy
řídící sběrnice
Paměť
Mikroprocesor
Výstupy
datová sběrnice adresní sběrnice
17.5.2016
7
+
Počítačové paměti Charakteristické parametry
17.5.2016
vybavovací doba
přenosová rychlost
kapacita paměti
zda se paměť po vypnutí počítače vymaže
možnost pouze číst nebo také zapisovat
8
Technické prostředky počítačové techniky Vnitřní paměť ROM - „Read Only Memory“ • paměť pouze pro čtení • uchování dat i po odpojení napájení • pro uchování neměnných dat a programů
ROM Paměť
datová sběrnice
adresní sběrnice
řídící sběrnice
BIOS - základní program pro otestování a nastavení počítače po zapnutí a instrukce pro zavedení operačního systému (Basic Input/Output System) 17.5.2016
napájení
9
+
Technické prostředky počítačové techniky ROM-BIOS [Basic Input/Output System] Základní program pro otestování a nastavení počítače po zapnutí a instrukce pro zavedení operačního systému.
Jde o první program, který se v PC spouští při každém zapnutí. Jakmile se BIOS nastartuje, nejprve určí, které periferie jsou k PC připojené a zda jsou aktivní. Potom načte operační systém z privilegovaného média do paměti RAM a spustí jej.
17.5.2016
10
Technické prostředky počítačové techniky Základy činnosti programu BIOS: 1. Zapne se přívod napájecího napětí, generuje se signál RESET; do čítače instrukcí se generuje adresa (startovací) instrukce, na ní je uložena první instrukce programu BIOS. 2. Mikroprocesor začíná vykonávat program BIOS. 3. BIOS aktivuje program ‚Power-On Self Test‘ který určí, kolik má počítač k dispozici paměti a zda správně fungují všechny jeho nezbytné hardwarové součásti. 4. BIOS vyhledá jednotku pro zavedení operačního systému nebo pro načtení iniciačního programu (IPL - initial program load). Obvykle je to pevný disk, paměť flash nebo CD/DVD.
5. BIOS startuje program pro zavedení operačního systému. Jestliže z nějaké příčiny standardní IPL nedokáže zavést operační systém, BIOS zkusí aktivovat další jednotku IPL ve svém seznamu v paměti SETUP. 6. Jednotka IPL zavede operační systém do paměti. 7. BIOS předává řízení operačnímu systému, který může provést přidělení dalších systémových zdrojů. 17.5.2016
11
Technické prostředky počítačové techniky Vnitřní paměť ROM - „Read Only Memory“
Zaznamenání dat již při výrobě, nelze je již změnit
Varianty:
• PROM (Programable ROM) - paměť lze JEDNOU naprogramovat v programátoru, nelze ji přepsat
• EPROM (Erasable PROM) - lze působením UV světla smazat a naprogramovat znovu • EEPROM (Electrically EPROM) - elektricky mazatelná a přeprogramovatelná (po bytech) doba „pamatování“ omezena na cca 10 - 20 let
• Flash-PROM – verze EEPROM - viz RAM, ale po odpojení napětí se nevymaže 17.5.2016
12
+
Technické prostředky počítačové techniky Vnitřní paměť RAM (Random Access Memory) -
ROM datová sběrnice
• „paměť s libovolným přístupem“ • umožňují čtení i zápis • po odpojení napájení ztráta dat • kritický parametr = vybavovací doba
RAM
adresní sběrnice
řídící sběrnice
napájení
17.5.2016
13
+
Technické prostředky počítačové techniky Polovodičové paměti RAM Statická RAM • uchování dat formou bistabilních klopných obvodů • rychlá • větší spotřeba • dražší • paměti typu cache
bistabilní = obvod, který je schopen setrvávat stabilně v jednom ze dvou stavů, dokud není signálem zvenčí přinucen překlopit se do druhého stavu
Hodnota výstupu 0 a 1 v závislosti na hodnotě naposledy přivedeného vstupu Pro každý bit své kapacity – klopný obvod plus ovládací logika
Dynamická RAM • uchování dat formou vybíjených kondenzátorů • nutnost obnovování zapsaných dat (refresh cycle) • pomalejší • menší spotřeba • levnější • operační paměti 17.5.2016
CMOS RAM • malá spotřeba • zápis parametrů BIOS • napájena z baterie • integrace hodin reálného času 14
+
Fyzická organizace operační paměti
• základní díl paměti = paměťový modul • 3 hlavní typy: - SIMM - DIMM - RIMM - Rambus In-line Memory Module
17.5.2016
přidávání devátého (paritního) bitu ECC (Error Chacking and Correcting) - samoopravný kód
15
Fyzická organizace operační paměti
- DDR4 moduly • až 64 GB double-data-rate synchronous dynamic random access memory
• k přenosu dat dochází při každé změně hodinového signálu, tedy při jeho nástupné i sestupné hraně 17.5.2016
16
Registry Cache Vyrovnávací paměť
ROM
Vnější paměť Nespřažená vnější paměť
17.5.2016
cena
Hlavní paměť
kapacita, vybavovací doba
Technické prostředky počítačové techniky Hierarchie pamětí
17
+
Technické prostředky počítačové techniky Paměť typu CACHE CACHE: • rychlá statická RAM • umožňuje uchování části obsahu pomalejší operační paměti (většinou dynamické RAM) • přepisuje se do ní obsah části operační paměti, se kterou se častěji pracuje • zrychluje činnost paměti počítače obsah do cache
operační paměť procesor
cache Převzetí adres z OP
sběrnice 17.5.2016
18
+
Technické prostředky počítačové techniky Paměť typu CACHE CACHE: • rychlá statická RAM • umožňuje uchování části obsahu pomalejší operační paměti (většinou dynamické RAM) • přepisuje se do ní obsah části operační paměti, se kterou se častěji pracuje • zrychluje činnost paměti počítače obsah obsah do cache v cache
operační paměť procesor
cache
sběrnice 17.5.2016
19
Technické prostředky počítačové techniky Paměť typu CACHE CACHE: • rychlá statická RAM • umožňuje uchování části obsahu pomalejší operační paměti (většinou dynamické RAM) • přepisuje se do ní obsah části operační paměti, se kterou se častěji pracuje • zrychluje činnost paměti počítače
operační paměť procesor
obsah do cache
cache Převzetí adres z OP
sběrnice 17.5.2016
20
