architecture computers

1. Gabriela Čorbaiová, 16.10. 2017, 8:57 Architektúra počítača

2. Definícia architektúry počítača Flynnovo delenie architektúr Delenie architektúr podľa využitia pamäte Delenie architektúry podľa prepojenia komponentov Parametre zberníc Základné delenie zberníc v počítači Moderné zbernice počítača Ponuka

3. Architektúra je súhrn konštrukčných princípov zariadenia na spracovanie údajov Popisuje spôsob, akým treba jednotlivé súčiastky a komponenty prepojiť, aby celý PC spoľahlivo a rýchlo pracoval Je to stavebný plán, podľa ktorého sa spájajú jednotlivé časti PC do celku, aby mohlo zariadenie plniť dané požiadavky Definícia architektúry počítača

4. SISD SIMD MISD MIMD Flynnovo delenie architektúr

5. Jeden tok inštrukcií, jeden tok údajov SISD (Single Instruction Single Data) Inštrukcie Pamäť Riadiaca jednotka Dáta Aritmeticko – logická jednotka

6. Jeden tok inštrukcií, niekoľko tokov údajov SIMD (Single Instruction Multiple Data) Inštrukcie Pamäť Riadiaca jednotka Arit.logická jednotka 1 Dáta Arit.logická jednotka N

7. Niekoľko tokov inštrukcií, jeden tok údajov MISD (Multiple Instruction Single Data) Pamäť Riadiaca jednotka Riadiaca jednotka Aritmeticko – logická jednotka

8. Sú použité tam, kde je viacnásobný výskyt ALU a FPU MIMD (Multiple Instruction Multiple Data) Inštrukcie Riadiaca jednotka Pamäť Dáta Arit.logická jednotka 1 Riadiaca jednotka Inštrukcie Dáta Arit.logická jednotka 1

9. Harvardská architektúra Princetonská architektúra Delenie architektúr podľa využitia pamäte

10. PC s harvardskou architektúrou majú oddelený adresový priestor pre program a údaje, takže situácia, aby program prepísal sám seba, nemôže nastať Táto architektúra sa v súčasnosti používa najmä pri niektorých jednočipových mikroprocesoroch Je vo všetkých procesoroch začínajúcich na PENTIOM a CELERONOM Harvardská architektúra Pamäť procesoru Procesor Pamäť údajov

11. Pamäť je spoločná pre programy aj údaje Hrozí prepísanie údajov navzájom- zrútenie operačného systému Princetonská architektúra Pamäť Procesor

12. 1. Von Neumannova architektúra 2. Kanálová architektúra 3. Zbernicová architektúra Delenie podľa spôsobu prepojenia komponentov PC

13. Von Neumannova architektúra Operačná pamäť Vstupné zariadenie ALU Výstupné zariadenie Radič

14. Mikroprocesor je tvorený aritmeticko-logickou jednotkou (ALU) a riadiacou jednotkou (radič) Riadiaca jednotka vytvára riadiace povely pre všetky obvody počítača (žlté šípky) ALU slúži na vykonávanie aritmetických operácii a logických operácii Operačná pamäť slúži na uloženie programu, kt. sa má riadiť PC s údajov, kt. sú týmto programom spracované, pamäť je charakteristická tým, že po vypnutí PC sa z nej program a údaje stratia Program načítava do operačnej pamäte pomocou vstupného zariadenia (klávesnica) Výsledky spracovania načítame z operačnej pamäte a zobrazíme pomocou výstupného zariadenia (monitor) Mikroprocesor riadi vzájomnú komunikáciu medzi oboma PC Reakcia obvod. PC (tlačiareň) je pomalšia a z toho dôvodu, keď používa výkonný procesor, v tejto architektúre nebude využitý Všetky obvody sú stále medzi sebou prepojené Von Neumannova architektúra

15. Kanálová architektúra V/V zbernica Kanál 1 Procesor Radič Radič Hlavná pamäť Perif. Zariadenie Perif. Zariadenie Perif. Zariadenie Perif. Zariadenie Kanál N V/V zbernica Radič Radič Perif. Zariad. Perif. Zariad. Perif. Zariad.

16. Jednotka medzi procesorom a vodičom periferného zariadenia je označovaný kanál Kanál je schopný samostatne riadiť V/V operácie Jeden PC môže obsahovať až niekoľko kanálov Každý kanál riadi periférnu zbernicu, ku kt. môžu byť pripojené jednotlivé periférne zariadenia Vlastná činnosť kanála počas V/V operácie je riadená kanálovým programom, vykonávaným priamo v kanáli Kanál má možnosť pirameho prístupu do hl. Pamäte a v mnohom sa nelíši od DMA,výkon procesora je oveľa lepšie využitý v klasickej architektúre Všetky programy a údaje, kt. idú do periferných zariadení, prechádzajú hl. pamäťou Kanálové procesory sú vyberané tak, aby stačili obsluhovať periférne zariadenia Kanálový procesor, narozdiel od hl. procesora musí čakať, kým periférne ziariadenie dokončí činnosť (tlač stránky) Charakteristika kanálovej architektúry

17. Zbernicová architektúra Vstupy a Výstupy CPU Memory RIADIACA ZBERNICA ADRESOVÁ ZBERNICA ÚDAJOVÁ ZBERNICA

18. Je základom komunikačnej štruktúry PC Sústava vodičov na prepojenie niečoho s niečím V pojme zbernica je zahrnutý aj spôsob komun. (protokol) Zbernica býva vyvedená na konektor, pomocou kt. je možné k nej pripájať adaptérové karty ďalších zariadení ZBERNICA

19. adresová (AB-adressbus)=jednosmerná dátová (DB-databus)=obojsmerná riadiaca(CB-controlbus) napájacia (PB-powerbus) Rozdelenie zberníc podľa funkcie

20. Komunikácia po zbernici INPUT/OUPUT CPU Pamäť OBVOD -Vstupno/výstupný obvod požiada procesor o vytvorenie spojenia medzi ním a pamäťou -keď sa dokončí výmena údajov medzi obvodom, všetky prejdú do 3.stavu (odpája sa od zbernice)

21. Druhy zberníc PC zbernice INTERNÉ EXTERNÉ WIFI PCI PCI express USB ETHERNET

22. Lokálna zbernica- použité signály z procesora Systémová zbernica- použité signály z mikroprocesora a periférii Základné delenie zberníc

23. Lokálna zbernica -pamäť je pripojená na procesor PROCESOR Cache LOKAL BUS

24. FSB zbernica (front sidebus) -prostredníctvom nej komunikuje mikroprocesor s chipsetom a ďal. komponentami Novšie zbernice ako FSB- QPI, HT, DMI Systémová zbernica FSB CPU Northbridge RAM Grafická karta Southbridge PCI IDE SATA USB

25. Prenosná rýchlosť- udáva sa v bitoch za sekundu ( a bajt má 8 bitov) Taktovacia frekvencia zbernice v MHz- od nej je odvodená FSB frekvencia východná frekvencia: 100,133,512,750,1333MHz Bitová šírka dátovej fz zbernice- bitová šírka adresnej zbernice- potom adresný rozsah Počet adries= 264 Hl.parametre zberníc

26. Zbernica PCI express -sériová zbernica na prenos jej stačia 2 vodiče -taktovacia frekvencia PCI express je 2GHz -rýchle prepínanie medzi chipsetom a prís.zariadením zabezpečuje integrovaný switch- CPU memory CHIPSET PCIE endpoint PCIE endpoint SWITCH PCI bridge to bridge PCIE endpoint LEGACI ENDPOINT PCI H

27. USB zbernica Univerzálna zbernica sériová- je štandard sériovej zbernice určenej na pripojenie Periférii k PC PCI zbernica Local I/O HDP I/O bridge

28. Lowspeed- rýchlosť 1,5Mbit/s Fullspeed- 12 Mbit/s , USB 1.1 Hightspeed- 480Mbit/s USB 2.0 Super speed- 5Gbit/s USB 3.0 USB podporuje 4dátové rýchlosti

29. Delenie zberníc: Systémová- procesor s okolím Rozširujúca- slúži pre pripojenie prídavných kariet Moderné zbernice

30. Hypertransport- radič pamäte v procesore (AMD) QPI- radič pamäte v procesore (INTEL) DMI- grafika v procesore (INTEL) FSB- pripojuje procesor a oper. Pamäť USB- sériová zbernica Systémové zbernice

31. FSB -Prostredníctvom nej komunikuje mikroprocesor s chipsetom a ďaľ. komeponentami CPU FSB FSB klients Graf.karta Radič RAM Pamäť RAM periférie

32. Hypertransport -technológia Hypertransport je veľmi rýchle spojenie bod-bod, kt. sa používa na prepojenie integrovaných obvodov na základnej doske CPU Radič RAM Pamäť RAM Hypertransport HYPERTRANSPORT klient Graf.karta Periférie

33. QPI ( INTEL QUICK PATH) -je sériové prepojenie procesora s chipsetom od Intelu, kt. nahradilo FSB - riadiace jednotky pamäte sú v procesore CPU Radič RAM Pamäť RAM QPI QPI klient Graf.karta Periférie

34. DMI (DirectMediaInterface) -DMI pri výpočtoch je rozhranie DMI spojovacím článkom spoločnosti INTEL medzi sev. a južným mostom na základnej doske CPU Radič RAM Pamäť RAM Graf.karta DMI klient Periférie

35. Moderný zbernicový systém s procesorom intelcore 8 Generatic PROCESOR INTEL Zabudovaný port displeja DDR4 2CH/DPC DDR4 2CH/DPC Digital display Interfaces PCI Express X16 PCIE 3.0 CHIPSET PCIe 3.0 USB 3.1 Gen 1 (5 GB/s) USB 2.0 Intel „optane“ memory pamäť SATA 3.0 ThunderboltPCIe 3.0 Intel Lan PHY HD audio eSPI SmBus SPI LPC

36. Ďakujem za pozornosť