lukro.estranky.cz

Rozdělení podle použití:

Přenosné počítače velikosti A4 do hmotnosti 3 kg. Výkonem se blíží stolnímu počítači, pořizovací náklady

jsou však mnohem vyšší. Liší se od stolního počítače typem obrazovky (LCD) a možností pracovat na baterie

(průměrně okolo 3 hodin).

Je to nejvýkonnější skupina osobních počítačů. Mají vysoký výkon, a vysokou cenu. Používají se pro

animace, simulace fyzikálních a chemických jevů atd.

Stále se jich vyrábí a prodává poměrně velké množství, protože centra rozsáhlých podnikových sítí potřebují

vysoký výkon, spolehlivost a obrovské diskové kapacity.

Jestliže se mainframů prodávají statisíce kusů, tak výroba superpočítačů činí jen stovky kusů ročně. Spojení

řádově stovek až tisíců procesorů dává výborný výpočetní výkon. Jejich využití je pro vojenské )čely, náročné

simulace (např. předpověď počasí) a vědecké výpočty.

Fyzicky je reprezentována deskou plošného spoje s mnoha elektronickými obvody a konektory pro připojení

dalších periferií počítače. Většina soudobých základních desek obsahuje tyto důležité součásti:

•

• Čipovou sadu (sestávající z čipů North a South Bridge či rozbočovačů)

• Čip pro vstupy a výstupy (Super I/O)

• ROM BIOS (Flash ROM)

• Patice pro paměťové moduly DIMM / SIMM / RIMM

• Sběrnici ISA / PCI / AGP

• Konektor AMR (Audio Modern Riser)

• Konektor CNR (Communications and Networking Riser)

• Regulátor napětí pro procesor

• Baterii

Na některých deskách můžeme také nalézt integrované videokarty, zvukové karty, síťové karty či řadiče SCSI.

• je program umístěný v paměti ROM (uchovává informace i po odpojení zdroje)

• funguje jako „tlumočník“ mezi hardwarem (různých typů a výrobců) a operačním systémem (dále jen OS

• vstupy do BIOSu jsou různé (podle výrobců), výstupy jsou přesně definovány OS

• neexistuje univerzální BIOS, většina výrobců instaluje do svých počítačů svůj a každý BIOS obsahuje

„setup“, kterým se přizpůsobuje parametrům konkrétního PC

• v zájmu maximální univerzálnosti je nutné nastavit některé parametry základní desky nezávisle na BIOSu;

tyto parametry se nastavují pomocí propojek (jumperů)

• jumper je skupina kontaktů (pinů), které se dají navzájem propojit

• funkce jednotlivých jumperů na konkrétní základní desce je popsáno v dokumentaci k základní desce

Chceme-li se zabývat základními deskami, musíme se především věnovat čipovým sadám. Čipová sada totiž

je nejdůležitější součástí základní desky a platí, že každé dvě desky se stejnou čipovou sadou jsou funkčně

totožné. Součástí čipové sady je rozhraní pro procesor, řadič pamětí, řadič sběrnice, řadiče vstupu a výstupů a

další. Jestliže procesor počítače je často přirovnáván k motoru osobního automobilu, pak čipová sada v tomto

srovnání odpovídá nosné kostře takového auta. Procesor není schopen komunikovat s pamětí, rozšiřujícími

kartami či různými zařízeními bez čipové sady.

Jestliže tedy čipová sada definuje rozhraní mezi procesorem a ostatními součástmi systému, pak také čipová

sada určuje, jaký procesor můžete ve svém systému použít. Kromě toho určuje, na jaké rychlosti tento

procesor bude možné provozovat, jak rychlé budou sběrnice či jaký typ pamětí budete moci použít. Z toho

plyne, že při úvahách o nákupu či modernizaci systému je vhodné nejprve se zabývat otázkou výběru skutečně

moderní čipové sady.

Základní desky prvních PC, vyráběných firmou IBM, obsahovaly kromě procesoru mnoho dalších čipů, které

– z hlediska své funkce – vytvářely čipovou sadu. K těmto obvodům patřil např. Generátor hodin, řadič

sběrnice, systémový časovač, řadič přerušení a řadič přímého přístupu do paměti, řadič klávesnice, CMOS

RAM apod. U počítačů PC AT celou sadu tvořilo celkem devět různých čipů (kromě procesoru a

matematického koprocesoru). V té době byly všechny tyto obvody – až na systémové hodiny – vyráběny

firmou Intel. Celkově základní deska v té době obsahovala až 100 různých obvodů, díky čemuž byla výroba

základní desky poměrně nákladnou záležitostí. Roku 1986 firma Chips and Technologies přišla na trh s

revoluční novinkou: vyvinula čip nazvaný 82C206, který tvořil nejdůležitější část první čipové sady pro PC.

Tento jediný obvod byl schopen zajistit funkce generátoru hodin, řadiče sběrnice, systémového časovače,

Většina starších čipových sad firmy Intel (a téměř všechny čipové sady jiných výrobců) sestává z několika

součástí označovaných jako North Bridge, South Bridge a Super I/O.

• Čip North Bridge je tak nazván proto, že jeho hlavním úkolem je propojení rychlejší procesorové sběrnice

s pomalejšími sběrnicemi pro grafiku (AGP) a pro další součásti systému (PCI). Název celé čipové sady

bývá odvozen od názvu tohoto čipu; např. čipová sada 440BX firmy Intel se tak jmenuje proto, že čip

• Název čipu South Bridge je odvozen od jeho úkolu, kterým je spojení sběrnice PCI s ještě pomalejší

sběrnicí ISA.

• Super I/O čip je oddělený čip připojený ke sběrnici ISA, který však nebývá považován za součást čipové

sady. Obvykle také bývá vyroben nějakým jiným výrobcem (např. National Semiconductor či Standard

Novější čipové sady firmy Intel jsou založeny na rozbočovačích, přičemž čip North Bridge je nazýván

rozbočovačem řadiče paměti a čip South Bridge je označován pojmem rozbočovač řadiče vstupů a výstupů.

Na rozdíl od architektury North / South Bridge jsou tyto dvě základní části čipové sady propojeny speciálním

rozhraním rozbočovače, pracujícím na rychlosti 4x66 Mhz. Toto rozhraní je ve srovnání s PCI sběrnicí

dvakrát rychlejší a navíc tuto sběrnici nevyužívá pro své přenosy. Výsledný datový tok tohoto rozhraní je 266

Srdcem každé základní desky jsou sběrnice. Přitom pojmem sběrnice se označuje jakákoliv skupina vodičů,

po které jsou data v systému přenášena z jedné součásti desky do druhé. U většiny moderních PC nalezneme

• Procesorová sběrnice. Občas se také označuje zkratkou FSB (Front Side Bus). Jedná se o nejrychlejší

sběrnici celého systému, tvořící také jádro základní desky a čipové sady. Sběrnice je využívána především

• Grafická sběrnice AGP (Accelerated Graphics Port). Jde o rychlou, 32bitovou sběrnici, navrženou

speciálně pro grafické karty. Pracuje na rychlosti 66 Mhz (AGP 1x) až 266 Mhz (AGP 8x), z čehož

vyplývá i max. přenosová rychlost 2,133 GB/s. Tato sběrnice je většinou propojena s obvodem North

bridge či rozbočovačem řadiče paměti čipové sady.

• Sběrnice PCI (Peripheral Component Interconnect). Tato sběrnice pracuje ve většině případů na rychlosti

33 Mhz a má šířku 32 bitů. Existuje však i její rychlejší varianta (66 Mhz), mající šířku 64 bitů, která se

• Sběrnice PCI-Express (známá též jako 3GIO = 3rd Generation I/O) je nová implementace PCI sběrnice,

která používá existující programovací návrhy a komunikační standardy, ale je založena na mnohem

• mikroprocesor je „mozek“ počítače, zpracovává instrukce od programů, kterými je řízen, a tak vlastně plní

zadané úkoly

• jeho kvalita podstatně (ne však úplně) ovlivňuje rychlost a výkonnost počítače

• jádrem je logický obvod, který dokáže zpracovat sadu jednoduchých mikroinstrukcí (pouze jednoduché

příkazy)

• každý mikroprocesor je však vybaven „programátorsky přívětivější“ sadou instrukcí, určenou pro jeho

praktické programování

• převod instrukční sady (pro programátory) na mikroinstrukce (pro mikroprocesor) obstarává program

napsaný v mikroinstrukcích, který je nedílnou součástí každého mikroprocesoru

• tato koncepce provede jednu instrukci rychleji, protože CISC potřebuje k vykonání instrukce program

vytvořený z velkého množství mikroinstrukcí

• složité instrukce(které provádí pomaleji než CISC) nejsou tak časté, takže ve výsledku pracuje tato

koncepce o něco rychleji

• prvky této koncepce se stále častěji objevují i v mikroprocesorech s koncepcí CISC

• RISC mikroprocesory jsou jednodušší, a proto i levnější, ale zatím na trhu osobních PC převládá první typ

a druhá varianta se uplatňuje u „velkých“ počítačů nebo jako jednoúčelová (např. pro ovládání laserových

• z fyzikální stránky je procesor přesně znečištěný křemík

• z elektrotechnické stránky je procesor obrovské množství tranzistorů na velmi malé ploše

• z logické stránky :

➔ R egistry: mikroprocesor pracuje s daty, které při momentálním zpracovávání musí

ukládat do svých pamětí, registrů (u každého mikroprocesoru. jiné)

➔ A dresování: mechanismus, kterým mikroprocesor specifikuje adresy v paměti, na nichž

leží zpracovávaná data (opět více způsobů)

➔ I nstrukční sada: musí obsahovat např. instrukce pro přesuny dat mezi pamětí a registry,

aritmetické a logické instrukce, instrukce pro řízení programu, několik systémových

➔ S ystém přerušení: přerušení je signál, vyslaný k mikroprocesoru hardwarem či

programem, který zabírá procesor pro svého vysílatele (klasickým příkladem je stisk

➔ S práva paměti: „stojí“ mezi adresami generovanými programem a skutečnými adresami v

operační paměti (přetváří první adresy na druhé pro lepší využití operační paměti)

➔ Z abezpečení: v podstatě druhý úkol správy paměti; využívá nejméně dva režimy práce –

systémový (povoleno vše) a uživatelský (povoleno to, co povolil program v systémovém

➔ P aměť cache: mezisklad mezi různě rychlými komponentami počítače – z pomalejší se

načtou data do cache a rychlejší komponenta nemusí čekat na pomalejší, ale čerpá data

• First level cache (L1) – přídavná paměť v mikroprocesoru (načítá data pro mikroprocesoru. ze sběrnic,

které jsou oproti mikroprocesoru. pomalejší; běžná velikost 128kB – 1 MB)

• Second level cache (L2) – přídavná paměť na základní desce (načítá data, která proudí do mikroprocesoru.

a skladuje je pro případ, že by je později ještě potřeboval; rychlejší než op. paměť; řadič této paměti je

➔ P ipelined b urst : dnes nejčastější režim využívání cache pamětí – když jedna

instrukce projde jednou fází zpracování a postupuje do druhé, je do první fáze

• starší mikroprocesory řešily instrukce sekvenčně, tzn. jednu po druhé (což je pomalé)

• dnes už pracují superskalárně (zpracovávají více instrukcí najednou); toho lze dosáhnout různě – buď

zdvojením některých funkčních celků (Pentium) nebo jiným návrhem mikroprocesoru, díky kterému

• další metodou je již zmiňovaný pipelining – řetězení zpracování instrukcí ( zpracování několika instrukcí

najednou v různých fázích)

• V nitřní šířka dat - popisuje schopnost procesoru zpracovat najednou určité množství bitů. Čím více tím

lépe.

• S běrnice – obecně soustava vodičů, jimiž proudí data, adresy nebo řídící signály mezi komponentami PC.

Veškeré přenášené informace se skládají z nul a jedniček (kombinací). Např. pokud má sběrnice 32

kombinací.

➔ A dresová sběrnice – proudí v ní adresy (čím širší, tím více kombinací a tím je procesor schopen

„obhospodařovat“ větší paměť)

➔ D atová sběrnice – proudí v ní data (čím širší, tím více dat současně přenese a tím stoupne rychlost

přenosu dat)

• V nitřní (taktovací) frekvence: elektronické obvody v mikroprocesoru potřebují taktovací impulsy, které

určují jejich „pracovní tempo“. Každá základní deska je vybavena generátorem taktů pro mikroprocesor.

• V nější (externí) frekvence: udává rytmus práce periferních modulů a čipových sad na základní desce. Tyto

obvody pracují pomaleji než procesor, ale každá deska má pouze jeden generátor taktů. Ten udává

• N astavení generátoru taktu: nastavuje se pomocí propojek (jumperů) na základní desce

• C hlazení: při práci se procesor zahřívá. Tento jev se redukuje buď snižováním napětí v procesoru, nebo

chlazením (instalací chladičů mikroprocesoru) Na procesoru je ve speciálních klipsnách připnut chladič

• O perace v pevné řádové čárce: provádějí základní výpočty, přesuny dat uvnitř procesoru a datové přesuny

mezi mikroprocesorem a pamětí. Tento ukazatel je důležitý pro kancelářské programy, databázové a

• O perace v pohyblivé řádové čárce: slouží k matematickým výpočtům. Tento ukazatel je důležitý pro

programy potřebující mnoho matematických výpočtů, např. CAD, DTP, různé grafické aplikace a v

• 8086, 8088, 80 286 – 16-ti bitové

• 80 386, 80 486 – 32 bitové ; zde byla číselná řada ukončena, protože nebylo možné takto označené

procesory chránit obchodní značkou

• řada Pentiu - přidán mechanismus „předpovídající“ chování procesoru, zvětšená interní paměť cache a

schopnost za určitých okolností zpracovávat dvě informace najednou

• Pentium Pro (5,5 mil. tranzistorů, obohaceno o prvky RISC, cache druhé úrovně – L2)

• Pentium II (7,5 mil tranzistorů, 0,25 mikronová technologie)

• Pentium III ( 70 nových instrukcí, interní frekvence až 1GHz, 0,18 mikronová technologie)

• Pentium IV (nejnovější; 0,18 – 0,09 mikronů; přes 42 mil. tranzistorů; nové instrukční sady; frekvence od

1,4 do 3,6 GHz; u vyšších (zhruba od 3 GHz) technologie HT (Hyper Threading) – simulace chování jako

• ř ada Celeron: vyvinuta pro nasycení trhu levnějšími a méně výkonnými procesory; zpočátku bez L2 cache,

později jen malá (nižší výkon v operacích v pevné řádové čárce, ale nižší cena). V současnosti se vyrábí

• K5 (ve své době výhodnější než Pentium)

• K6

• K7 Athlon (konkurence P III a P IV; jiné označení výkonnosti než Pentia – neoznačuje se kolik procesor

zvládne fyzicky, ale kolik prakticky vykoná; frekvence zhruba od 500 do 1800 MHz, pak Athlon XP –

• K7 Duron (slabší verze Athlonu – konkurence Celeronu, výkonnější)

• AMD Sempron (konkurence Celeronu D, výkonnější)

• Athlon 64 (64-bitový) – nejnovější, přes 3 GHz

• 6x86

• 6x86MX neboli MII (měl konkurovat procesoru Pentium II)

• MediaGX (levný, obsahuje zvukovou i grafickou kartu)

• všechny procesory této firmy velmi málo rozšířené, prakticky se nepoužívají