Informační systémy 2
Technické prostředky počítačové techniky
Obsah:
• Sběrnicová struktura PC • Procesory PC – funkce, vlastnosti • Interní počítačové paměti PC • ROM • RAM • Paměti typu CACHE IS2-4
1
Informační systémy 2
Informační systémy 2 – 03 Dnešní info: Nebezpečné selfee
2
Apple - odšifrování telefonů ??? Chyba antiviru a auto Google
Informační systémy 2
Informační systémy 2 – 03 Dnešní info:
3
Informační systémy 2
Informační systémy 2 – 03 Dnešní info:
4
Informační systémy 2
Informační systémy 2 – 03 Dnešní info:
5
Autentizace bankovních karet Odposlechy politiků
Informační systémy 2
Informační systémy 2 – 03 Dnešní info:
6
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 7
+
Technické prostředky počítačové techniky Mikropočítač
Vstupy
řídící sběrnice
17.5.2016
Paměť
Procesor Mikroprocesor ALU ŘADIČ
IS2-15-04
Výstupy
datová sběrnice adresní sběrnice 8
+
Technické prostředky počítačové techniky Procesor Řadič Aritmeticko logická jednotka
ALU
datová sběrnice
adresní sběrnice řídící sběrnice
datová sběrnice - přenáší zpracovávaná data adresní sběrnice - zajišťuje vybírání správných adres nebo dat
řídící sběrnice - přenos řídících a synchronizačních signálů
17.5.2016
napájení
Výkonný díl počítače Zpracovává a vykonává instrukce zadané programem IS2-15-04
9
+
Technické prostředky počítačové techniky Mooreův zákon
Gordon Moore 1965
17.5.2016
10
+
Technické prostředky počítačové techniky Procesor Výkon procesoru • parametr MIPS (Mega Instruction per Second) • FLOPS (Floating Point Operation Per Second) Vykonání instrukce procesoru vyžaduje jednotky až desítky taktů (strojových cyklů) Odpověď na otázku: „Kolikabitový je Výkonnost procesoru ovlivňují následující faktory: počítač?“ • Šířka slova - počet bitů, které může procesor v daném okamžiku zpracovat, často totožná s šířkou datové sběrnice (počet bitů, které mohou být v daném okamžiku předávány mezi komponenty počítače) • taktovací frekvence - počet cyklů zpracování, které provede procesor za 1vteřinu • soubor instrukcí (efektivita mikrokódu) • šířka datové sběrnice procesoru • kapacita cache • velikost adresovatelné paměti 17.5.2016
11
+
Technické prostředky počítačové techniky Mikroinstrukce - elementární operace, kterou je procesor schopen vykonat na jeden takt Instrukční sada mikroprocesoru je soubor instrukcí, které je procesor schopen vykonávat obsahuje instrukce
- pro přesuny dat mezi pamětí a registry - pro aritmetické a logické funkce - pro řízení programu - systémové
- pro koordinaci ve víceprocesorovém prostředí - pro multimediální programy
17.5.2016
12
+
Technické prostředky počítačové techniky Druhy mikroprocesorů dle velikosti instrukční sady: • CISC (Complete Instruction Set Computer) - vybavení procesoru co nejúplnější instrukční sadou (převládají u PC) • RISC (Reduced Instruction Set Computer) - pouze základní instrukce a instrukce pro konkrétní aplikace (Workstation,..) • Hybridní - současné procesory - podporují CISC, ale vnitřní strukturou jsou více podobné typu RISC
Další důležité parametry: • vnitřní paměť CACHE - tzv. „first level cache“ - velmi rychlá statická paměť RAM, integrovaná do mikroprocesoru co nejblíže ALU • „second level cache“ – větší, “vzdálenější“ od ALU, „pomalejší“
Vícejádrový procesor - je obvod obsahující několik jader procesorů a logiku sloužící k jejich vzájemnému propojení. 17.5.2016
13
+
Technické prostředky počítačové techniky Mikroprocesor Chladič •
používá se ke snížení teploty procesoru Aktivní chladič – ventilátor
Napájení ventilátoru Pasivní chladič 17.5.2016
14
+
Technické prostředky počítačové techniky Mikroprocesor Systém přerušení: • Přerušení - je signál řídící sběrnice, který k mikroprocesoru vyšle (generuje) hardwarové zařízení nebo program • Vektor přerušení - každé přerušení je identifikováno svým číslem. Vektor přerušení ukazuje na adresu v paměti, kde je uložen obslužný program přerušení. • Před skokem na vektor přerušení uloží mikroprocesor svůj momentální stav do registrů zásobníku - možnost pokračování v činnosti po „obsluze“ přerušení.
architektura mikroprocesoru – určuje způsob zpracování instrukcí:
17.5.2016
•
sekvenčně, tj. jedna za druhou,
•
superskalárně, tzn. nezávisle na sobě.
15
+
Technické prostředky počítačové techniky Mikroprocesor
Blokové schéma mikroprocesoru (Intel 8080) 17.5.2016
16
Technické prostředky počítačové techniky Parametry mikroprocesorů Vývoj procesorů Intel® Pentium
17.5.2016
17
+
Technické prostředky počítačové techniky Parametry mikroprocesorů Intel® Pentium® 4 Northwood (Intel® Pentium® uveden na trh v roce 1993, Pentium 4 v 11/2000) 55 milionů tranzistorů (32 nm technologie) 217 mm2, spotřeba až 80 W interní cache 1. úrovně – L1 8 kB zaintegrována i paměť cache L2 – 512 kB přenosová rychlost system bus: 6.4 GB/s (800 MHz) vnitřní frekvence: až 2,4 GHz napájecí napětí: 1,5 V
17.5.2016
18
+
Technické prostředky počítačové techniky Parametry mikroprocesorů Intel® Core i7-5960X technologie: Haswell-E 1,17 miliardy tranzistorů (22 nm technologie) 8 fyzických jáder (16 vláken programu) 248 mm2, spotřeba až 140 W 8 x interní cache 1. úrovně - L1 32 kB 8 x cache L2 – 256 kB, cache L3 – 20 MB přenosová rychlost system bus: 6.4 GB/s (800 MHz) vnitřní frekvence: 4 GHz napájecí napětí – 1,051 V „Neintelovské“ procesory: • podmínka pro PC: „Intel compatible“ 17.5.2016
19
+
Intel® Core i7-5960X
17.5.2016
20
