Сучасні мікропроцесори компанії АМD.

Мікропроцесор К5

К5 - це перший мікропроцесор AMD, при створенні якого не використовувалася ніяка інтелектуальна власність Intel (за винятком мікрокоду), в той же час, він має кращу в порівнянні з процесорами Intel продуктивністю. Багато додатків, такі як Microsoft Excel, Word, CorelDRAW, працювали на процесорах серії К5 на 30% швидше, ніж на Pentium з тією ж тактовою частотою. Така продуктивність досягалася переважно за рахунок збільшеного об'єму кеш-пам'яті і більш прогресивної суперскалярной архітектури. Використовувана в мікропроцесорах AMD архітектура RISC 86. Одночасно з цілочисельними операціями можуть виконуватися інструкції з плаваючою точкою, завантаження / збереження або переходу. Блок завантаження / збереження може за один цикл вибирати з пам'яті дві інструкції. Іншою відмінністю від Pentium є те, що К5 може змінювати послідовність виконуваних команд. Використане в архітектурі К5 поєднання принципів CISC і RISC дозволило подолати обмеження набору команд х86. Ціною збільшення складності процесора AMD вдалося підвищити його продуктивність, зберігши сумісність з системою команд х86.

Мікропроцесор К6

Мікропроцесор К6 був випущений в 1997 році за технологією КМОП 0,35 мкм з пятислойной металізацією, містив 8800 тисяч транзисторів на кристалі площею 162 мм 2, працював з тактовими частотами 166, 200 і 233 МГц і встановлювався в роз'єм Socket 7. К6 був оснащений мультимедійним розширенням системи команд-ММХ. По продуктивності К6 при одній і тій же тактовій частоті істотно перевершував Pentium ММХ і був порівнянний з Pentium Pro. На відміну від Pentium Pro, К6 однаково успішно працював як з 32-розрядними, так і з 16-розрядними додатками. К6 містить внутрішню роздільну кеш-пам'ять першого рівня по 32 Кбайт для даних і команд. Є високопродуктивний блок мультимедійних операцій стандарту ММХ. На початку 1998 року були випущені варіанти процесора за технологією 0,25 мкм з п'ятьма шарами металізації для тактових частот 266 МГц і 300 МГц.

Мікропроцесор К7

Мікропроцесор наступного покоління - К7 (кодове ім'я Athlon) був випущений в червні 1999 року. К7 спочатку проводився за технологією 0,25 мкм з 6 шарами металізації для тактових частот 500, 550, 600 і 650 МГц. Згодом, з переходом на технологію 0,18 мкм, частота була збільшена до 1 ГГц і вище. Напруга харчування мікропроцесора становить 1,6 В.Процесор розміщений в картріджі і з'єднується з платою через Slot А, розроблений AMD. Athlon і Slot А використовують шинний протокол Digital Alpha EV 6, який має ряд переваг у порівнянні з GTL +, використовуваним Intel. Так, EV 6 передбачає можливість використання топології "point to point" для мультипроцесорних систем. Крім цього, EV 6 працює по передньому і задньому фронту тактового сигналу, що при частоті 100 МГц дає ефективну частоту передачі даних 200 МГц і пропускну здатність інтерфейсу 1,6 Гбайт / с. У подальших моделях процесора частота роботи шини (ефективна частота) досягла значень 133 (266), а потім і 200 (400) МГц. Athlon має дев'ять виконавчих блоків: три для обробки цілочислових даних (IEU), три для обчислення адреси (AGU) і три блоки для обчислень з плаваючою точкою і обробки мультимедійних даних (один для завантаження / збереження даних з плаваючою точкою (FSTORE) і два конвеєрних блоку для виконання команд FPU / MMX / 3 DNOW). Athlon має 128 Кбайт кеш-пам'яті першого рівня (64 Кбайт для даних і 64 Кбайт для команд). Для взаємодії з кеш-пам'яттю другого рівня передбачена спеціальна шина (як у архітектури Р6 Intel), Кеш-пам'ять другого рівня розміром 512 Кбайт розташована поза процесорного ядра, у процесорному картриджі, і працює на половинній частоті ядра. Наступним мікропроцесором з архітектурою К7 на ядрі Thunderbird став Duron - бюджетний варіант мікропроцесора, орієнтований на дешеві ПК. Основним його відмінністю є зменшена до 64 Кбайт кешпамять другого рівня. Duron містить 25 млн. транзисторів на кристалі 100 мм 2 і розрахований на частоти від 600 до 1200 МГц. Подальше вдосконалення архітектури і технології виробництва мікропроцесорів в рамках сімейства К7 призвело до появи двох нових версій Athlon: Athlon XP ї Athlon MP. Процесор випускається з тактовими частотами від I ГГц (технологія 0,18 мкм) до 2,133 ГГц (технологія 0,13 мкм, ядро Thoroughbred).

45. Відеока́рта — пристрій, призначений для обробки, генерації зображень з подальшим їх виведенням на екран периферійного пристрою.Відеокарта зазвичай є платою розширення (дискретна відеокарта) і вставляється у слот розширення, універсальний (PCI-Express, PCI, ISA, VLB, EISA, MCA) або спеціалізований (AGP), проте відеокарта може бути вбудованою (інтегрованою) у материнську плату.Сучасні відеокарти не обмежуються лише звичайним виведенням зображень, вони мають вбудований графічний мікропроцесор, котрий може проводити додаткову обробку, звільняючи від цих задач центральний процесор. Відеосистема компютера - сукупність трьох компонентів: монітора, відеоадаптера й драйверів відеосистеми.

46. Звукова́ пла́та — електротехнічний пристрій, що дозволяє працювати зі звуком на комп'ютері (виводити на акустичні системи та записувати в комп'ютер). Різновид: інтегровані і дескретні.Інтегровані плати вбудовуються в материнську плату комп’ютера, при цьому усі входи і виходи і кодеки припаяні до материнської плати, а обробку бере на себе центральний процесор.Плати розширення встановлюються у роз'єм шини PCI, як правило вони відтворюють звук якісніше ніж інтегровані, проте для професійної роботи їх можливості обмежені. Типова звукова карта включає звукову мікросхему, що містить цифро-аналоговий перетворювач, який конвертує записаний або згенерований цифровий звук в аналоговий формат. Вихідний сигнал поступає на підсилювач, навушники або зовнішній пристрій, використовуючи стандартні роз'єми, звичайно TRS або RCA. Більш просунуті звукові карти містять декілька мікросхем для досягнення вищої якості або поліпшення виконання різних операцій одночасно, наприклад для запису музики в реальному часі важливо, щоб синтез звуків відбувався з мінімальною затримкою процесора.Відтворення звуку звичайно здійснюється за допомогою багатоканальних ЦАП, що підтримують одночасне відтворення звуків різної висоти й гучності, а також звукові ефекти в реальному часі.

47. Моніто́р — електронний пристрій для відображення інформації. Сучасні комп'ютерні монітори бувають кількох типів:на основі електронно-променевої трубки (CRT); рідкокристалічні (LCD, TFT як підвид LCD); плазмові; проекційні; OLED-монітори(Органі́чний світлодіо́д, випромінюючий електролюмінісцентний шар якого складається з плівки органічної суміші.). Плазмові і проекційні монітори використовують там, де потрібен великий розмір екрану (діагональ метр і більше). Характеристики моніторів: Розмір екрану; Співвідношення сторін екрану — стандартний (4:3) та широкоформатний (16:9, 16:10); Роздільність дисплею — кількість пікселів по вертикалі та горизонталі; Глибина кольору — кількість біт на кодування одного пікселя (від монохромного (1 біт) до 32-бітного); Розмір зерна (для CRT) чи пікселя (для LCD); Частота оновлення зображення (виміруюється в герцах, для LCD практично однакова); Швидкість відклику пікселів (не для всіх типів моніторів, у LCD, як правило, суттєво нижча ніж у CRT); Максимальний кут огляду — максимальний кут під яким не виникає суттєвого погіршення якості зображення (актуально для LCD).

48.

49. Пристрої введення/виведення графічної інформації: Сканер (пристрій, що аналізуючи певний об'єкт, створює його цифрове зображення), Відео- і Веб-камера (Веб-ка́мера (Відеокамера — електронний кінознімальний апарат, пристрій для отримання оптичних образів об'єктів за допомогою зйомки на світлочутливому елементі, пристосований для запису або передачі зображення в русі; цифрова відео чи фотокамера, яка має можливість в реальному часі фіксувати зображення, призначені для подальшої передачі по мережі Інтернет), Цифровий фотоапарат (Цифрова́ ка́мера, або цифрови́й апара́т — пристрій, що використовується для зйомки відео та створення фото-знімків або ж обох, в якому світлочутливим матеріалом є матриця або кілька матриць, що складаються з окремих пікселів, сигнал з яких представляється, обробляється і зберігається в самому апараті в цифровому вигляді), Плата відео захоплення (Плата відеозахоплення — електронний пристрій (частіше PCI або PCI-E, рідше USB-сумісна плата) для перетворення аналогового відеосигналу в цифровий відео потік), Графічний планшет або Дігіта́йзер (периферійний пристрій для вводу планшетного типу, призначений для введення інформації у цифровій формі),Графопобудо́вник або плоттер (пристрій, призначений для виведення даних в графічній формі на папір).

50. Лока́льна комп'ю́терна мере́жа являє собою об'єднання певного числа комп'ютерів (іноді досить великого) на відносно невеликій території. В порівнянні з глобальною мережею (WAN), локальна мережа зазвичай має більшу швидкість обміну даними, менше географічне покриття та відсутність необхідності використовувати запозиченої телекомунікаційної лінії зв'язку. Типи локальних мереж: 1) Ethternet 2)Fast Ethternet 3) Gigabit Ethternet 4)Token-Ring 5)FDDI. Найбільш поширеним типом локальної мережі є Ethternet, розроблена 1972 року фірмою Xerox. Вона харектеризується моноканалом типу <<шина >> з виявлиннямконфліктів і контролем передавання. Поле даних у пакеті - до 1,5 Кбайта. Fast Ethernet — термін, що описує набір стандартів Ethernet для пакетної передачі даних з номінальною швидкістю 100 Мбіт/с. Gigabit Ethernet — на швидкостях 1000Мбіт/с, 10 Gigabit Ethernet — на швидкостях 10Гбіт/с. Token ring — «маркерне кільце», архітектура кільцевої мережі з маркерним (естафетним) доступом та швидкістю 4,16 Мбіт/с. Fiber Distributed Data Interface, FDDI (розподілений волоконний інтерфейс даних) — специфікація, що описує високошвидкісні мережі з методом доступу із передачею маркера на основі оптоволокна.

51.

52.

53. Сканер — пристрій, що аналізуючи певний об'єкт, створює його цифрове зображення. Процес отримання такого зображення називають скануванням. Принцип дії сканера. В основі принципу дії сканерів лежить застосування фотоелементів у вигляді лінійки або матриці світлочутливих датчиків для вимірювання сигналів оригіналу. Переважно застосовують два типи датчиків: прилади з зарядовим зв'язком і фотопомножувачі. Розглянемо принцип дії планшетних сканерів, як найпоширеніших моделей. Сканований об'єкт кладуть на скло планшета сканованою поверхнею вниз. Під склом розташовується рухома лампа, рух якої забезпечує кроковий електродвигун. Світло, відбите від об'єкта, через систему дзеркал потрапляє на лінійку фотоприймачів —лінійку фотодіодів. Значення вихідних напруг лінійки фотоприймачів через комутатор подають на АЦП. Цифрові коди АЦ-перетворення передаються в комп'ютер. За кожен крок двигуна сканується смужка об'єкта, що потім поєднується програмним забезпеченням у загальне зображення. Види сканерів: Планшетні — найпоширеніший вид сканерів, оскільки забезпечує максимальну зручність для користувача — високу якість і прийнятну швидкість сканування. Являє собою планшет, усередині якого під прозорим склом розташований механізм сканування. Планшетні сканери відносять до систем з рухомим дзеркалом (оригінал нерухомий), які мають інтегровану сканувальну головку; Ручні — у них відсутній двигун, отже, об'єкт доводиться сканувати користувачеві вручну, єдиним його плюсом є дешевина й мобільність, при цьому він має масу недоліків — низька роздільна здатність, мала швидкість роботи, вузька смуга сканування, можливі перекоси зображення, оскільки користувачеві буде важко переміщати сканер з постійною швидкістю; Барабанний сканер,

Аркушопротяжні — аркуш паперу вставляють у щілину і він протягується по напрямних роликах усередині сканера повз лампу. Може мати менші розміри, у порівнянні із планшетним, однак здатен сканувати лише окремі аркуші, що обмежує його застосування переважно офісами компаній. Багато моделей мають пристрій автоматичної подачі, що дозволяє швидко сканувати велику кількість документів. Таку ж конструкцію мають фотосканери — пристрої для сканування фотовідбитків; Планетарні сканери (також орбітальні) — застосовують для сканування книг або документів, що легко ушкоджуються. При скануванні немає контакту зі сканованим об'єктом (як у планшетних сканерах); Барабанні — застосовують у поліграфії, мають велику роздільну здатність (близько 10 тисяч пікселів на дюйм). Оригінал розташовується на внутрішній або зовнішній стінці прозорого циліндра (барабана); Слайд-сканери — як виходить з назви, слугують для сканування плівкових слайдів. Виробляються і як самостійні пристрої, і як додаткові модулі до звичайних сканерів; Сканери штрих-коду — невеликі, компактні моделі для сканування штрих-кодів товарів у магазинах.

54.

55.

56. Intel 8086 (також відомий як iAPX86) - перший 16-бітний мікропроцесор компанії Intel, що розроблявся з весни 1976 року і випущений 8 червня 1978. Процесор мав набір команд, який застосовується і в сучасних процесорах, саме від цього процесора бере свій початок відома на сьогодні архітектура x86.Розмір шини адреси був збільшений з 16 біт до 20 біт, що дозволило адресувати 1 Мбайт(220 байт) пам'яті. Шина даних була 16-розрядною. Проте в мікропроцесорі шина даних і шина адреси використовували одні й ті ж контакти на корпусі. Це призвело до того, що не можна одночасно подавати на системну шину адреси і дані. Мультиплексування адрес і даних в часі скорочує число контактів корпусу до 20, але й уповільнює швидкість передачі даних.

57. Система команд процесора i8086 складається з 98 команд (і більше 3800 їх варіацій): 19 команд передачі даних, 38 команд їх обробки, 24 команди переходу і 17 команд управління процесором. Можливі 7 режимів адресації. Мікропроцесор не містив команди для роботи з числами з плаваючою комою. Ця можливість реалізовувалася окремою мікросхемою, що називається математичний співпроцесор, який встановлювався на материнській платі. Система команд процесора i8086 включає в себе декілька дуже потужних рядкових інструкцій. Якщо інструкція має префікс REP (повтор), то процесор виконуватиме операції з блоками - переміщення блоку даних, порівняння блоків даних, присвоєння певного значення блоку даних певної величини, і так далі, тобто, одна інструкція 8086 з префіксом REP може виконувати 4-5 інструкцій, що виконуються на деяких інших процесорах.

58.Мікропроцесор Intel 80286 є другим поколінням 16-розрядних мікропроцесорів. Технічні характеристики: Тактова частота (МГц): залежить від маркування: 80286-6 — 6 МГц, 80286-8 — 8 МГц, 80286-10 — 10 МГц, 80286-12 — 12,5 МГц; Розрядність регістрів: 16 біт; Розрядність шини даних: 16 біт; Розрядність шини адреси: 24 біт; Об'єм адресованої пам'яті: 16 Мбайт; Об'єм віртуальної пам'яті: 1 Гбайт; Кількість транзисторів: 134 000; Техпроцес (нм): 1500 (1,5 мкм); Площа кристала: 49 мм?; Напруга: +5 В; Роз'єм: 68-pin; Корпус: 68-контактний керамічний LCC (R80286), пластиковий LCC (N80286), керамічний PGA (CG80286 або A80286).Мікропроцесор Intel 80286 має 16-бітну шину даних і 24 розрядну адресну шину з котрої в реальному режимі використовуються лише 20 розрядів. Мікропроцесор має розширену систему команд, яка містить усі команди і8086 (крім "напівлегальної" команди POP CS), кілька нових команд загального призначення та команди керування захистом. Процесори i80286 випускали в 68-вивідних корпусах PLCC і PGA. Їх інтерфейс відрізняється від і8086 використанням роздільних шин адрес і даних, конвеєрної адресації, а також складом та призначенням керуючих сигналів, передбачено можливість використання математичного співпроцесора і80287. Шина адреси дозволяє адресувати 16 Мбайт фізичної пам’яті в захищеному режимі і 1 Мбайт із області молодших адресів — у реальному режимі. Із цього правила для реального режиму є два винятки: 1. лінії А[20:23] після сигналу RESET на час вибірки коду перебувають в одиничному стані до першої інструкції міжсегментного переходу; 2. лінія А20 може приймати одиничні значення, коли поєднання значень сегментного регістра і ефективної адреси призводить до переходу через межу 0FFFFFh (максимально можливі значення фізичної адреси в реальному режимі 10FFFEh). Для забезпечення повної програмної сумісності з і8086 застосовують програмно-керований вентиль, що примусово обнулює лінію А20 системної шини адреси.

59.

60. Основні архітектурні особливості: віртуальний адресний простір ємністю 4 Гбайт; 32-розрядне слово; 32 рівня переривання (16 - векторних апаратних і 16 програмних); 21 режим адресації; інструкції змінного формату; підтримка сумісності з16 - розрядними моделями серії "Електроніка".

61. Суперскалярная архітектура Pentium процесора є сумісну тільки з INTEL двухконвейерную індустріальну архітектуру, що дозволить процесору досягати нових рівнів продуктивності у вигляді виконання більш як однієї команди за період тактовою частоти. Термін " суперскалярная " позначає мікропроцесорну архітектуру, що містить більше обчислювального блоку. Поява суперскалярной архітектури Pentium процесора є природне розвиток попереднього сімейства процесорів з 32-битовой архітектурою фірми INTEL. Наприклад, процесор Intel486 здатний виконувати кілька своїх команд за період тактовою частоти, проте попередні сімейства процесорів фірми INTEL вимагали безліч циклів тактовою частоти до виконання однієї команды.

Окреме кэширование програмного коду і даних. Процесор Intel486, наприклад, містить один 8-KB блок вбудованої кеш-пам'яті, використовуваної одночасно для кэширования програмного коду і даних.

Проектувальники фірми INTEL обійшли це обмеження використанням додаткового контуру, виконаного на 3.1 мільйонах транзисторів Pentium процесора (порівнювати, Intel486 містить 1.2 мільйона транзисторів) створюють роздільне внутрішнє кэширование програмного коду і передачею даних. Це покращує продуктивність у вигляді винятку конфліктів на шині і робить подвійне кэширование доступним частіше, чому це було можливе раніше. Наприклад, під час фази попередньої підготовки, використовується код команди, отриманий із КЭШа команд. У наявності одного блоку кеш-пам'яті, може бути конфлікт між процесом попередньої підготовки команди, і доступом до даних. Виконання роздільного кэширования для команд та об'єктивності даних виключає такі конфлікти, даючи можливість обом командам виконуватися одночасно. Кеш-пам'ять програмного коду та об'єктивності даних Pentium процесора містить по 8 KB інформації кожна, й кожна організована як набір двоканального асоціативного КЭШа - призначена для записи лише попередньо переглянутого специфікованого 32-байтного сегмента, причому швидше, ніж зовнішній кеш. Рекомендований обсяг загальної кеш-пам'яті для настільних систем, заснованих на виключно Pentium процесорі, дорівнює 128-256 K, а серверів - 256 K і выше. Блок передбачення правильного адреси перехода. Блок передбачення правильного адреси переходу - це таке чудове рішення для обчислень, збільшує продуктивність у вигляді повного заповнення конвеєрів командами, заснований на попередньому визначенні правильного набору команд, які мають бути виконані. Pentium процесор - це перший і єдиний PC- сумісний процесор, використовує блок передбачення, який доти традиційно був із обчислювальними платформами великих ЭВМ. Для кращого розуміння концепції, розглянемо типове програмне додаток. По виконанні кожного програмного циклу, програма виконує відповідну перевірку визначення, чи потрібно повернутися на початок циклу, або вийти й продовжити виконання наступного кроку. Ці дві рішення, чи шляху, називають пророкуванням адреси переходу. Блок передбачення правильного адреси переходу прогнозує, яка гілка програми буде затребувана, виходячи з допущенні, що попередня гілка, що була пройдено, використовуватиметься знову. Pentium процесор виконує пророцтво правильного адреси переходу, використовуючи спеціальний буфер передбачення переходу (BTB). На відміну від альтернативної архітектури, це программно-шаблонное нововведення дає змога перекомпилирования програмного коду, збільшуючи у своїй швидкість і продуктивність існуючого прикладного програмного забезпечення. Якщо команда управляє ветвлением програми, буфер BTB запам'ятовує команду і записуйте адресу, який необхідно перейти, і пророкує, яка гілка команд в наступний момент використовуватиметься. Коли буфер містить правильне пророцтво, перехід виконується без задержки.