«Компьютер архитектурасы»

USB шинасы компьютер (құрылғының орталық процессоры) мен жүйе конфигурациясының динамикалық (ыстық) өзгерісі жағдайында оған жалғанған перифериялық құрылғылар (ПҚ) арасында мәліметтер алмасымын қамтаммассыз етуге арналған. Сондықтан USB-ге цифрлы бейнекамера мен қатты жоғарғы жылдамдықты дискілерден басқа барлық периферийнді құрылғыларды жалғаған жөн. Әсіресе бұл интерфейс, фотокамералар секілді жие қосылып сөндірілетін құралдарды жалғау үшін ыңғайлы. USB-ге арналған алмалы-салғыштардың конструкциясы көп рет қосып-бөлуге есептелінген. Тек ғана мәліметтермен алмасудың екі жылдамдығын қолдану мүмкіндігі шинаның қолданысын шектейді, бірақ интерфейстің жолдарының санын едәуір азайтады және аппаратты іске асыруды жеңілдетеді. Тікелей USB-ден қоректену тек аз тұтынатын пернелер тақтасы, тышқан, джойстик және т.б. секілді құрылғылар үшін мүмкін. USB хост-контроллері операциялық жүйенің түрлі көмекшілерімен (службами) белсенді түрде өзара байланысады. Мысалы, ОЖ-де энергия ресурстарын басқару АРМ (advanced power management) көмекшісі болған кезде USB-дің БЖ (ПО) ұстап қалып, бұл көмекшінің, нақты құрылғының жұмыс күйінің қызметін тоқтатуға және қалпына келтіруге арналған сұранысын орындайды. USB-дің қолданбалы интерфейсінде берілген ОЖ-ге арналған құрылғылардың стандартты класстарының драйверін болады. Бұл жерде ОЖ-нің ерекше көмекшілеріне жүгіну қолданылады, дербес жағдайда Windows 95 үшін РпР.стандартты емес жабдықтарды шығарушылар USB шинасының Шинаның жүйелік БЖ мен алмасудың арнайы хаттамалары клиенттік БЖ-тан (қолданбалы бағдарламалардан) USB шинасының бірге қолданатын ресурстарына, оны екі нүктелі байланыс жүйесіне әкелу арқылы, маркер арқылы рұқсат алудың орталық басқаруындағы күрделілікті жасырады. Мінекей, USB осындайлығымен, клиенттік БЖ адресатпен тілей жұмыс жасайтын PCI, EISA, PCMCIA ерекшеленеді.

1. 
   Микропроцессор түсінігі. Микропроцессор жасау технологиясының түрлері.
   
2. 
   Микропроцессор (поколения) буындары және олардың негізгі мүмкіндіктері.
   
3. 
   Intel фирмасының процессорларының түрлері.
   
4. 
   Дербес компьютердің құрылымдық схемасының негізі?
   
5. 
   USB хост-контроллері деген не?
   
6. 
   Аналық плата қайда орналасқан?
   
7. 
   VLВ, РCI шиналары түсінігі?
   
8. 
   USB шинасы деген не?
   

Тұрақты еске сақтау қондырғысы компьютердің ақпараттық құрылым ерекшеліктері туралы информацияларды және информацияны ендіру/ шығарудың базалық жүйесін еске сақтайтын микросхемалардан тұрады. (BIOS-BASIC INPUT / Output system).

BIOS компьютер іске қосыла салысымен төмендегі операцияларды іске асырады:

1. 
   Компьютерде орналастырлған қондырғылардың параметрлерін анықтау.
   
2. 
   Операциялық жүйе файлдарының іске қосылуы туралы нұсқау алу.
   
3. 
   Процессор мен компьютердің басқа құрылғылары арасындағы байланыс түрін анықтау, BIOS операцияларын жасаумен Award6 AM16 Phoenix, Technologies фирмалары IBM сериясымен сәйкестендіріп жасайды.
   

EPROM жад микросхемасы

BIOS пернелер ескерту.

PHOENIX Ctrl-Alt-Del F₂ қате болғанда

ZENITH Ctrl-Alt-INS -

AWARD Ctrl-Alt-ESС компьютер қосылған.

BIOS маркасын компьютерді іске қоқан кезде экранда көруге болады: AMI BIOS (с) 1992 American Megatrende. BIOS компьютер құрылымын тексерген соң операциялық жүйені жадыға жүктеп, жұмысты басқаруды соған береді. Флэш-жад (тұрақты қайта бағдарламалауға болатын жад (ППЗУ) ультракүлгін сәулемен немесе электрондық тәсілмен өшіруге болады). Бұл қатаң өнім деп аталады да ИЕЖ үшін BIOS болып есептеледі.

Оперативтік еске сақтау құралдары – ағылшынша Raudom Access Memory – RAM - оперативтік жад деп аталады да жеке тақшаларға орнатылған микросхемалардан тұрады. Оларды жад модульдары деп атайды да информацияларды уақытша сақтау үшін қолданылады. Оның тұрақты жадтан айырмашылығы, компьютер сөнген кезде жадтағы информацияларды жоғалтады. Жады модулінің негізгі сипаттамалары:

Pentium процессорларында қолданылмайды. Соңғы кезде SIMM –ге ұқсас DIMM 168 контактілі модульдері пайда болды.

Оперативтік жады ерекше логикалық құрылымнан тұрады да 4 категорияға бөлінеді:

1. 
   Базалық жад (Conventional Memory) – 640 Кб. Оны операциялық жүйе қолданады.
   
2. 
   Жасырын немесе жоғарғы жады (Shadow Memory, UBM – Upper Memory Blocks) – ол 640Кб – 1Мб аймақта жатады да сыйымдылығы 384 Кб болады. Оны жүйелік бағдарламаларға қолдануға болады, ал қолданбалы бағдарламалар үшін жұмыс істемейді.
   
3. 
   Қосымша жады (Expanded Memory) - сирек толықтырылып тұратын жасырын жадтың бір бөлігі. EMS тәсілі бойынша қолданылады, Lotus Development, Intel және Microsoft фирмалары бірігіп қолданбалы бағдарламалармен жұмыс істеу үшін жасаған.
   
4. 
   Кеңейтілген жады (Exрtended Memory) – қолданбалы бағдарламаларға арналған. Бұл жадта жұмыс істеу үшін процессор нақты жұмыс режимінен қорғанып отыруы керек. Бұл операцияны ЕММ386 драйверін пайдаланып процессорлар жылдам орындайды.
   

Кэш – жады – бұл статикалық оперативті еске сақтау құралы. Ол екі қатарлы контактлі, информация табу уақыты 20 нс болатын микросхема. (DIP – Dual In line Package). Кэш – жады 10 МГц жиілікте жұмыс істейтін процессорлардың пайда болуына байланысты қажет болды. 25 МГц жиілікте жұмыс істейтін процессорлардың периоды 60 – 70 нс. Бұдан процессордың жұмыс істеу өнімділігі азаяды. Бұл жағдайда кэш – жадысы көмекке келеді. Компьютерлерде стандартты кэш – жады 256 Кб, бұл проблеманы шешуге мүмкіндік береді. Кэш – жиі қажет болатын деректерді сақтауға арналған жадының аймағы.

1. 
   Жедел жады: негізігі түсініктері қандай?
   
2. 
   ROM типті жады дегеніміз не?
   
3. 
   DRAM типті жады дегеніміз не?
   
4. 
   Кэш-жады — SRAM дегеніміз не?
   

Ноутбукты таңдау - стресс жағдайын бірден туғазады. Нарықтағы модельдер саны әр алуан. Жаңадан шыққан түрлері апта сайын жаңартылып отырады. Технологиялар үздіксіз жаңартылып - бір ветринада төрт түрлі ноутбуктарды кездестіруге болады. Сатушылардың каталогтарынан түк түсінбейсін. Ерекшеліктерінің қытай тіліндегі жазылуы мен көп сатылы болуы (Sony VAIO VGN-SZ4XRN/C — бұл міндетті түрде, түсінесіз бе, «/С» міндетті болу керек, онсыз болмайды) атаулары сатып алушыны қиын жағдайға әкеп соғады.

Жетер. Енді қанша шыдауға болады? Пайдаланушылардың басындағы умаждануды енді ойламаймыз! «Mobi» көмекке келуде, бұл дәрісте біз ноутбук құрылғысының ішімен танысамыз. Портативті компьютерлердің барлық компоненттерін жеке алып қарастырамыз. Аталған барлық «Core 2 Duo Т7800», «GeForce Go 7900», «4965AGN» және «965 Express» түсініктерінің арасында өзіңізді ыңғайлы сезінетін боласыз. Тек қана уақыт берсеңіз болғаны.

Ал бастауын ертеден бастаймыз. Ноутбуктардың құрылғы санаты ретінде қалыптасуынан.

Ноутбуктың тарихы.

Ноутбуктың шыққан мезгілін тура айтып беру қиынға соғады. Мәселе анықтамаларда - ноутбук деп нені қарастырамыз? Бірінші ықшамдалған дисплеймен біріктірілген компьютерлер 1980 жылы пайда болатын. Бірақ оларды ноутбук деп айтуға болмайды.

Айтарлық, Epson НХ-20, 1981 жылы шығарылған (Сурет 1), ол акуумулятормен шығарылған болатын, соның салдарынан өз бетінше қолданыла беретін. Оның массасы не бары 1,6 кг болатын. Басқа жағынан қарағанда, СК экранның көлемі өте кішкентай болды. (120x32 нүктеге дейінгі аралықта). Сонымен қоса, дисплей жанымен орналасқан болатын. Мағлұмат тасушы негізінде микрокассеталар қолданылған болатын. Қазіргі кездегі адамның көзқарасына сүйінсек, ол электронды жазу машинасының «қу гибридіне» калькуляторға, магнитофонға немесе қарапайым кассалық құрылғыға ұқсас болатын.


Сурет 1. Ең алғашқы компактты компьютер - Epson HX- 20
Сол сияқты ерте шыққан портативті компьютер isfy gjhnfnbdn3 компьютер Osborne 1 (Сурет 2), ол да 1981 жылы жарық көрді, бірақ техникалық жағынан әлдеқайда қызықты болатын. Екі 5,25 дисководты, 13 см диогнальды ңлкен экран (бірақ, CRT), сырты екі бөліктен құрылған. Бірақ та құрастырылған аккумуляторы жоқ болатын. Ал салмағы 10,7 кг болатын. Компьютер деп санауға келмейтін сияқты, солай ма?



Сурет 2. Osborne 1, поративті ДК нарығындағы пионер

Сол кезден бастап портативті компьютерлер нарықта үзілмей шығарылып отырды, бірақ олардың қайсысын да болмасын белгілі бір жетіспеушілік көрініп тұрады.

1986 жылы және 1987 жылы шығарылған IBM PC Convertible (Сурет 3) және Toshiba Т1000, сыртқы пішінінің мөлшері аз болса да, экрандарының сипаттамалары өте қарапайым болатын.

Бірақ олар өздерінің нысандары бойынша поративті компьютерлерге ұқсаған болатын.

Бұл екі оқиға арасында 1992 жылы IBM компаниясы ерекшеленеді, ол алғаш рет TFT-түрлі - түсті дисплеймен қамтылған, диогналі 10,4 - ThinkPad 700с ноутбугын шығарды.

Қазіргі кездегі ноутбук екі бөліктен тұрады: оның төменгі жағында көбінесе электронды толықтырулар, барлық коммуникационды порттар мен кеңею слоттары, басқару құрылғылары орналасқан. Жоғары бөлігінде қақпағында - экран орналасқан. Кейбір кездерде қақпағына динамика немесе микрофон орнатылады (бірақ олар корпусқа да орнатылуы мүмкін). Экранның үстіңгі жағында орнатылған веб - камераларды да кездестіруге болады.

Корпустың ішінде аналық тақша орналасқан, онда барлық электронды компоненттер бар. Олардың бір бөлігі тақшаның үстінде орналасып, ауыстыруға жатпайды. Басқа бөлігі бір тетікшілерге орнатылады. Берілген бөлу маңызды болып табылады. Себебі ол ноутбукты таңдауға үлкен әсерін тигізеді.

Басында ноутбуктар үстел компьютерінің қарапайым компоненті ретінде құрастырылған болатын. Бірақ кейіннен осы жолдың тиімсіздігі көзге түсе бастады, себебі осы жол батареймен жұмыс істеу уақытын қатты шектеп отырды - ол портативті компьютер көрсеткішінің ең негізгісі болып табылады. Сондықтан 1990 жылы мамандырылған компоненттер (тікелей ноутбуктарға арналған) шығарыла бастады. Біріншісі - Intel 386SL мобильді процессоры болып табылады. Оның көмегімен портативті компьютерлерді өңдірушілер жаңа кезеңге көшті - одан бұрын көшу процесі жоғары электрді қолданылу салдарынан қиынға түскен болатын (80836 процессоры).

Кейіннен компоненттер саны портативті мамандырылған болып шықты. Бүгінгі күнге олардың ноутбукқа қолданылатын барлық түйіндері арнайы соларға құрастырылып отыр немесе мобильді қажеттіліктерге сай оптималды негізделген. Олардың ең негізгілерін қарастырайық.

Чипсет және платформа

Кез келген компьютер мен ноутбуктың жекелеген негізі болып табылады. Чипсеттің микросхемалы тақшасында орнатылып, ауыстыруға жарамайды. Бүкіл платаның қайтадан толық жаңартылуы да мүмкін емес. Себебі, әрбір плата белгілі бір ноутбуктың моделі үшін қарастырылған. Жөндеу жұмысын ғана жүргізуге болады - егер де плата жұмыс істемесе, жаңасын орнатқан дұрыс болар.

Қазіргі кездегі ноутбуктарда: «платформа» концепциясы қолданылады: чипсет, процессор және басқа да компоненттерден тұратын құралдар жиынтығы». Коммерциялық жағынан қарағанда, бұл көрсеткіштердің ең айқын және сәттісі Intel Centrino (Сурет 7) болып табылады. Оның құрылымы басынан ақ талаптандырылып, қазіргі кезге дейін мүлдем өзгермеген деуге болады. Платформа Intel, процессорынан (басында - Pentium М, қазіргі кезде - Core) және желілерсіз адапторлардан - ол Intel өнімі болып табылады. Қазіргі кезде бұлардың қатарына модуль ретінде Intel Turbo Memory қосылады.



Сурет 7. Centrino платформасының классикалық құрамы
Атап көрсетейік, аталған түрдегі құрал ноутбуктың Centrino платформасына қажеттілігінше қойылды. Celeron М немесе чипсет немесе WLAN-адапторын қолдану шет өндірушілерден Centrino атты ноутбуктың атауын автоматты түрде жойып жібереді. Сондықтан, Centrino-ноутбугын сатып алғанда, оның Intel компаниясының мобильдік концепциясына сай екендігіне күмәндарыңыз болмайды. Бірақ бұл вендорлардың бағалық политикасын одан әрі икемді етеді - ноутбуктарды, модельдердің бағаларының жоспарлы түрде түсуінен. Centrino платформасында орнатылған модельді $1000 арзан ешқайда сатып ала алмайсыз.

Ал AMD компаниясы өзінің Turion 64 және Turion 64 X2 платформасында басқаша үйлесім тапты: Бұл платформалардың негізгі қажетті компоненттері - бір атаулы процестер болып табылады. Ал чипсет пен желісіз адапторды жақтылары қолданылады. Бір жағынан қарағанда конкуренцияға жайлы бола тұрып, арзан ноутбуктарды шығаруға жағдай туғызады.

Басқа жақтан қолданушы тәжірибе кезінде ана немесе мына модель өзін қалай сезінетініне сенімді бола алмайды. Өте жиі қолайсыз варианттар болып қалады, әдетте ең арзан чипсеттерді қолданылу кезінде.

Айта кетсек, AMD осыдан біраз уақыт бұрын ATI компаниясын сатып алған болатын, осыған орай ол өзі чипсеттерді шығарып, графикалық мәслелерді өз бетінше шешуге көшті. Сондықтан AMD - нің компонент таңдауы қатан болатынына күмәным тумайды.

Қазіргі кездегі ноутбуктағы процессорлар арнайы тетікше - сокетке қондырылған. Оның өте маңызды қасиеті бар: портативті компьютердің бірдей модельдеріне процессорлардың тізбегі орналасқан. Сондықтан, ноутбукты процессор моделі арқылы таңдау дұрыс емес деп ойлаймын.

Бүгінгі таңға өзекті варианттарды атап өтсек:

AMD Turion Х2. Бір түйінде қасында көп чипсет орналасқан кезде қолданылады. Ең көп тараған варианты - ATI Radeon Xpress және NVIDIA GeForce Go 6100 сызықтары қолданылады. Сол сияқты ноутбуктардың осы модельдерінде Mobile Sempron және Turion сериялы бір ядролық процессорлар орнығуы мүмкін, олар аналогтік сокетті қолданылады. Аталған процессорлардың барлығы 64 биттік есептеуді қолдап орнатылған жад бақылаушысымен қамтылған. Оперативті модель жиілік әсері - 667 Мгц.

Intel Core 2 Duo. Бұл процессор Intel 945 және Intel 965 чипсеттерімен қолданыла алады, шет өндірушілердің чипсеттермен процессордың ешқандай ұқсастығы жоқ. Берілген Intel CPU мобильді процессорларының алдындағы буыны 64 биттік айрысу және жетілдірілген архитектурасымен ерекшелінеді.

Сурет 8. Intel Core 2 Duo
Intel Core Solo және Core Duo. Біріншісінде тек қана бір ғана ұйытқы, ал екіншісінде - екі ұйытқы бар. Берілген процессорлар Intel 945 чипсеттерімен қоса істейді. Кейбір кезде шет өндірішулерінің микросхема жинақтаушысы ретінде де кездесіп отырады.

Біл сәтте ноутбук «Centrino» логотипінің атауын ала алмайды, сол себепті вендорлар бұндай эксперименттерді жиі қолданбайды. Бірінші буынды Core 64 биттік есеп айырысумен қамтамасыз етілмеген , сол себепті оның өнімділігі Core 2-ден темен болып келеді.

Жалпы, мобильді процессорлар - бұл өте кең тақырып, сондықтан біз ол туралы бөлек сөйлесетін боламыз. Ал қазір басқа да негізгі компоненттерге көшсек.