Hoofdstuk 3 - Computersystemen

1. Hoofdstuk 3 - Computersystemen Advertentie Instructiecyclus Extern geheugen Intern geheugen Busstructuur Moederbord Sondervick College Veldhoven

2. Een advertentie Processortype kloksnelheid Bussnelheid Intern geheugen Harde schijf monitor Interface HD-moederbord videokaart Geluidskaart cd/dvd-brander Netwerkkaart Voor uitbr.kaarten Sondervick College Veldhoven

3. CPU /CVE (=PROCESSOR) • Kern van de computer • Voert instructies programma uit • Verwerkingssnelheid wordt gemeten in MIPS (miljoen instructies per seconde) • Kloksnelheid uitgedrukt in MHz Sondervick College Veldhoven

4. Typen processoren Voor de PC door fabrikant Intel: • 1978 XT 8086 • 1982 AT 80286 • 1985 80386 • 1989 80486 • 1993 Pentium 60 Mhz • 1996 Pentium 200 Mhz • 1997 Pentium II 233 Mhz • 1999 Pentium III 500 Mhz • 2001 Pentium IV 1000 Mhz • 2005 Pentium IV 3,4 GHz • 2007 Core II 3,2 Ghz • 2010 Core i3 2,66 Ghz • 2011 Core i7 3,33 Ghz Type processor Andere typen: Motorola voor Apple Macintosh Celeron voor de PC (door fabrikant Intel) Athlon (door fabrikant AMD) Sondervick College Veldhoven

5. OPBOUW PROCESSOR • Besturingseenheid (control unit) • ALU (rekenkundige en logische eenheid) • Registers  tijdelijke opslagplaatsen Sondervick College Veldhoven

6. Processor: Von Neumann-model Adres-bus Processor Control Unit RAM CU R1 R2 R3 Controle-bus Registers R4 R5 ALU R6 R7 R8 Arithmetic Logical Unit Data bus Sondervick College Veldhoven

7. INSTRUCTIECYCLUS • 1. Haal instructie op uit intern geheugen en zet deze in CVE(fetch) • 2. Decodeer instructie: wat moet er gebeuren en waarmee?(decode) • 3. Voer de instructie uit(execute) • Terug naar stap 1. Sondervick College Veldhoven

8. Werking Processor Eerste stap: haal instructie op Adresbus Databus Derde stap: voer instructie uit Tweede stap: decodeer instructie 15 101 Instructie Pointer IP 102 102 102 102 102 102 ADD A,(107) 102 A 6 39 103 245 ADD R3,R1,R2 ADD A,(107) IR ADD A,(107) ADD A,(107) ADD A,(107) Instructie Register (tel hok 107 bij A op) 36 104 115 105 ALU Processor CU Besturingsbus 106 57 ADD A,(107) 107 33 33 ADD A,(107) Execute(voer uit) RAM Registers Accumulator Decodeer Sondervick College Veldhoven

9. VON NEUMANN-principe • CVE kan maar één opdracht tegelijk verwerken. De instructies worden dus sequentieel, na elkaar verwerkt. Gevolg: vertraging  de Von Neumann-bottleneck. • Oplossingen: • ondersteunende processor (coprocessor) • gekoppelde processor • parallelle processors (duo core) Sondervick College Veldhoven

10. 3 TYPEN GEHEUGEN: • 1. Registers: onderdeel processor, klein, snel, toegankelijk, zeer duur • 2. Werkgeheugen: beperkte capaciteit, snel, duur. RAM, ROM, CACHE. Intern • 3. Permanent of achtergrondgeheugenapart apparaat, grote capaciteit, relatief traag, goedkoop. Extern Sondervick College Veldhoven

11. Extern geheugen • Twee soorten: • adresseerbaar; schijf verdeeld in: • sporen (cirkelbanen op schijf) • sectoren (taartpunten op schijf) • nummering hiervan levert snel zoeksucces op • niet-adresseerbaar: • tape (vgl. cassettebandje) Sondervick College Veldhoven

12. Harde schijf Schijf (metaal of glas) met magn. materiaal constante draaisnelheid bijv 7200 omw. per min. Lees/schrijfkop Lees/schrijfarm Sondervick College Veldhoven

13. Harde schijf Soorten harde schijven Scsi(small computer systems interface) Snelle toegangstijd. Eén controller kan 7 drives besturen. IdeofAta(integrated disk electronics)Toegangstijd circa 20ms, langzamer dan SCSI-schijven. Eén controller kan 2 drives besturen. Sata(serial ata) Iets sneller dan ata spoor op spoor 0 staat de FAT (=inhoudsopgave) en de partitietabel sector aantal schijven boven elkaar zelfde spoor op elke schijf: denkbeeldigecilinder Sondervick College Veldhoven

14. CD-ROM De gebieden waar geen putjes zitten noem je lands Sondervick College Veldhoven

15. CD-ROM Sondervick College Veldhoven

16. CD-ROM spoor sector SpeedTransfer Rate x1 150KB/s x2 300KB/s x4 600KB/s enz. 8x4x24 betekent dat het apparaat: - op 8x speed schrijft - op 4x speed herschrijft - en 24x speed leest. variabele draaisnelheid Sondervick College Veldhoven

17. Intern geheugen • Is geadresseerd • RAMin 64 bit modules (DIMM: DualInline Memory Module)type: DDR SDRAM (Double Data Rate Synchronous Data RAM) • ROM alleen leesbaar, niet uit te wissen Sondervick College Veldhoven

18. Speciaal intern geheugen • Virtueel geheugen: • deel van bestand dat snel door processor kan worden geraadpleegd, maar toch op harde schijf staat • Cache-geheugen: • deel van intern geheugen, waar veelgebruikte instructies direct opvraagbaar zijn (zeer snel) • versneltde acties van deprocessor • is merkbaar na herhaling • is relatief duur Sondervick College Veldhoven

19. Busstructuur • Bus = verbinding tussen processor(en), geheugen(s) en randapparatuur, in de vorm van geleidende strips op een printplaat. • Drie typen: • adresbus, besturingsbus (of: controlebus), en databus • Aansluiting harde schijf op bus met: • IDE of SCSI of SATA • Aansluiting uitbreidingskaarten met: • PCI • Aansluiting randapparatuur o.a. met: • USB (universal serial bus) Sondervick College Veldhoven

20. IDE voor aansluiting harde schijf, cdrom, etc Moederbord DIMM-sloten voor RAM-modules bios processorvoet chipset Pci-sloten Voeding + ventilator compoort USB-poorten AGP-slot voor Videokaart printerpoort Sondervick College Veldhoven

21. Achterkant computer kabel monitor voedingskabel PS2-poorten USB-poorten Seriële- of com-poorten Parallellepoort of printerpoort Game-poort geluidspoorten Monitor-aansluiting uitbreidingskaarten Einde Sondervick College Veldhoven