KEE/POE 3 . přednáška Architektura počítačů

KEE/POEKEE/POE

33. přednáška. přednáška

ArchitekturaArchitektura počítačů počítačů

Ing. Milan Bělík, Ph.D.Ing. Milan Bělík, Ph.D.

PamětPamět

SběrniceSběrnice

PeriferiePeriferie

Non PC architekturaNon PC architektura

PPamaměťěť

• Uložení a uchování informace po Uložení a uchování informace po určitou požadovanou dobuurčitou požadovanou dobu

• Data + adresaData + adresa

Rozdělení podle fyzikálního principuRozdělení podle fyzikálního principuferitové – feritové jádro 0,8mmferitové – feritové jádro 0,8mmmagnetickémagneticképolovodičovépolovodičové

dynamickédynamickéstatickéstatické

optickéoptickémagnetooptickémagnetooptické

Rozdělení podle napájeníRozdělení podle napájenínapěťově záviskénapěťově záviskénapěťově nezávislénapěťově nezávislé

Rozdělení podle přístupuRozdělení podle přístupurandom access – RAM, HDD…random access – RAM, HDD…sekvenční – páskysekvenční – pásky

Rozdělení podle možnosti zápisuRozdělení podle možnosti zápisuROM – read onlyROM – read onlyRWM – read – write (RAM)RWM – read – write (RAM)PROM – programable ROMPROM – programable ROMEPROM – eraseable programable ROMEPROM – eraseable programable ROMEEPROM – electric eraseable programable ROM – mazání po buńkáchEEPROM – electric eraseable programable ROM – mazání po buńkáchFlash EPROM – mazání po blocích – rychlejší, malý počet cyklů (1000)Flash EPROM – mazání po blocích – rychlejší, malý počet cyklů (1000)WMM – write mostly (jen zápis, čtení na konci cyklu – černá skříňka)WMM – write mostly (jen zápis, čtení na konci cyklu – černá skříňka)WOM – write onlyWOM – write only

Rozdělení podle použitíRozdělení podle použitívnitřní paměť CPUvnitřní paměť CPU

akumulátor (AX)akumulátor (AX)ostatní registry (BX, CX, IP…)ostatní registry (BX, CX, IP…)

vyrovnávací paměť (cache)vyrovnávací paměť (cache)rychlá, statickárychlá, statickáL1, L2, L3L1, L2, L3

operační paměťoperační paměťdynamickádynamická

vnější paměťvnější paměťtrvalejší ukládání dattrvalejší ukládání datFDD, HDD, CD, DVD…FDD, HDD, CD, DVD…

Rozdělení podle provedeníRozdělení podle provedenípolovodičovápolovodičová

SIMM – single inline memory modulSIMM – single inline memory modul8bit (30pin) – 256kB – 16MB8bit (30pin) – 256kB – 16MB32bit (72pin) - 1MB – 128MB (EDO)32bit (72pin) - 1MB – 128MB (EDO)

DIMM – dual inline memory modulDIMM – dual inline memory modul64bit64bit168pin SDRAM – synchronní DRAM168pin SDRAM – synchronní DRAM184pin DDR – double data rate184pin DDR – double data rate200pin SODIMM – small outline200pin SODIMM – small outline

VRAM – video RAM – dual portVRAM – video RAM – dual portflashflash

pásková - streamerpásková - streamerdiskovdiskováá

FDD: 8FDD: 8”, 5,25”, 3,5””, 5,25”, 3,5”HDDHDDCD, DVD…CD, DVD…

SbSběěrnicernice

• Definice elektrických vodičůDefinice elektrických vodičů• řídícířídící• ddatovéatové• ssignálovéignálové

• Definice mechanických konektorůDefinice mechanických konektorů• Definice komunikačního protokoluDefinice komunikačního protokolu

• SériovéSériové• ParalelníParalelní

• InterníInterní• ExterníExterní

ISA – Industry standard architectureISA – Industry standard architecture1981 – IBM (AT bus)1981 – IBM (AT bus)8bit, 16bit8bit, 16bitadresa 24bitadresa 24bitfrekvence 16MHzfrekvence 16MHz5V5V

VLB – VESA local busVLB – VESA local bus1992 – VESA Committe1992 – VESA Committezejména 486 - závislostzejména 486 - závislost32bit32bitPřímý přístup do pamětiPřímý přístup do pamětifrekvence 25 – 50MHzfrekvence 25 – 50MHz5V5V

PCI – Peripheral component interconnectPCI – Peripheral component interconnect1990 – Intel1990 – Intelrozšíření zejména s Pentiemrozšíření zejména s Pentiem32bit, 64bit32bit, 64bitfrekvence 33 – 66MHz (133MHz)frekvence 33 – 66MHz (133MHz)přenos zprávpřenos zprávPCI bridgePCI bridgesdílení přerušenísdílení přerušeníautomatická konfiguraceautomatická konfigurace3,3V3,3V

AGP – Accelerated graphics portAGP – Accelerated graphics port1997 – Intel1997 – Intel1x, 2x, 4x, 8x1x, 2x, 4x, 8x32bit32bitfrekvence 66MHzfrekvence 66MHzspecifický kanál – nejedná se v podstatě o sběrnicispecifický kanál – nejedná se v podstatě o sběrnici

SCSI – Small Computer System InterfaceSCSI – Small Computer System Interface1986 – ANSI1986 – ANSI8, 32bit8, 32bitrychlost 3,5 – 40MB/srychlost 3,5 – 40MB/skabel 3 - 8mkabel 3 - 8mULTRA – až 640MB/sULTRA – až 640MB/sHDD, CDROM, periferie…HDD, CDROM, periferie…

ATA – Advanced Technology AttachmentATA – Advanced Technology Attachment1986 – Western Digital1986 – Western DigitalIDE, Parallel ATAIDE, Parallel ATA16bit, 32bit16bit, 32bit28bit adresa (128GB) – ATA-6 (48bit adresa)28bit adresa (128GB) – ATA-6 (48bit adresa)rychlost 16MB/s, 33MB/s, 66MB/s…rychlost 16MB/s, 33MB/s, 66MB/s…HDD, CDROM…HDD, CDROM…

SATA – Serial ATASATA – Serial ATA2003 – Western Digital2003 – Western Digitalserialserial1,5Gbit/s, 3Gbit/s (6Gbit/s)1,5Gbit/s, 3Gbit/s (6Gbit/s)Interní, externí (2m)Interní, externí (2m)

RS232RS232 – – serial - COMserial - COM19691969serialserial5 – 15V, max. 20mA5 – 15V, max. 20mARx, Tx, GNDRx, Tx, GND28k28kbit/sbit/s

CentronicsCentronics – – parallelparallel70. l70. léta – Centronics, Canonéta – Centronics, Canonparalelníparalelní8bit8bitECP, EPPECP, EPP1Mbit/s – 16Mbit/s1Mbit/s – 16Mbit/s

USB – Universal Serial BUSUSB – Universal Serial BUS1998 – HP, NEC, Compaq, Microsoft…1998 – HP, NEC, Compaq, Microsoft…seriálseriálUSB 1.1 (12Mbit/s)USB 1.1 (12Mbit/s)USB 2.0 (480Mbit/s)USB 2.0 (480Mbit/s)5m5m127 zařízení127 zařízení

IEEE 1394 – FirewireIEEE 1394 – Firewire„„nahrazuje“ SCSInahrazuje“ SCSI40, 400 Mbit/s40, 400 Mbit/s

MIDIMIDIPS/2PS/2GameGame

CANBUS – Controller Area NetworkCANBUS – Controller Area Network1988 – Intel, Bosch1988 – Intel, Boschuniverzální použitíuniverzální použitíautomotive, průmyslautomotive, průmysl

IEEE-488IEEE-488GP/IB – General Purpose Instrument BusGP/IB – General Purpose Instrument BusHP/IB – Hewlett-Packard Instrument BusHP/IB – Hewlett-Packard Instrument Bus1960 – HP1960 – HP1975 – standard1975 – standardparallel 8bitparallel 8bit1MB/s, 8MB/s1MB/s, 8MB/směřicí systémyměřicí systémy

SCPISCPIStandard Commands For Programmable InstrumentsStandard Commands For Programmable Instruments„„programovací“ jazykprogramovací“ jazyk

NON-PC ArchitectureNON-PC Architecture

Sinclair ZX (ZX80)Sinclair ZX (ZX80)1980 – 99.95GBP1980 – 99.95GBPpomůcka pro výuku programovánípomůcka pro výuku programováníCPU: Zilog Z80A – 3,5MHzCPU: Zilog Z80A – 3,5MHzRAM: 1KB – 16KBRAM: 1KB – 16KBROM: 4KB – BASICROM: 4KB – BASICgrafika: monochrom, text 24x32grafika: monochrom, text 24x32magnetofonmagnetofon

Sinclair-ZX81Sinclair-ZX811981 – 69.95GBP (lepší integrace)1981 – 69.95GBP (lepší integrace)1.rok – přes 250 000 v GB, celkem přes 1 000 000ks1.rok – přes 250 000 v GB, celkem přes 1 000 000ksCPU: Zilog Z80A – 3,5MHzCPU: Zilog Z80A – 3,5MHzRAM: 1KB – 64KB (využitelných 56KB)RAM: 1KB – 64KB (využitelných 56KB)ROM: 8KB – BASIC, plouvoucí čárkaROM: 8KB – BASIC, plouvoucí čárkagrafika: monochrom, text 24x32grafika: monochrom, text 24x32magnetofonmagnetofon1. hry1. hry

Sinclair ZX SpectrumSinclair ZX Spectrum1982 – 125 - 175GBP1982 – 125 - 175GBPpomůcka pro výuku programovánípomůcka pro výuku programováníRAM: 16/48KBRAM: 16/48KBROM: 16KB – BASICROM: 16KB – BASICgrafika: text 24x32 – 2 barvy, 256x192 – 8 barevgrafika: text 24x32 – 2 barvy, 256x192 – 8 barevzvuk: 1 kanál, 5 oktávzvuk: 1 kanál, 5 oktávmagnetofonmagnetofonZX+ - normální klávesniceZX+ - normální klávesniceZX128 – 128KB RAMZX128 – 128KB RAMZX +2 – integrovaný magnetofonZX +2 – integrovaný magnetofonZX +3 – integrovaná FDDZX +3 – integrovaná FDD

DIDAKTIKDIDAKTIK1987 – 3000 – 7500Kč1987 – 3000 – 7500Kč„„kompatibilní“ se ZXkompatibilní“ se ZXCPU: Zilog Z80A – 3,5MHzCPU: Zilog Z80A – 3,5MHzRAM: 80KBRAM: 80KBROM: 16KB – BASICROM: 16KB – BASICgrafika: text 24x32 – 2 barvy, 256x192 – 8 barevgrafika: text 24x32 – 2 barvy, 256x192 – 8 barevzvuk: 1 kanál, 5 oktávzvuk: 1 kanál, 5 oktávmagnetofonmagnetofonGamaGamaDidaktik MDidaktik MKompaktKompakt

IQ-151IQ-1511984 – 1984 – CPU: Tesla 8080 – 2MHzCPU: Tesla 8080 – 2MHzRAM: 32KB – 64KBRAM: 32KB – 64KBROM: 8KB – BASIC, plouvoucí čárkaROM: 8KB – BASIC, plouvoucí čárkagrafika: text 24x32 – 2 barvy, 512x256 – 8 barevgrafika: text 24x32 – 2 barvy, 512x256 – 8 barevzvuk: 1 kanál, 5 oktávzvuk: 1 kanál, 5 oktávmagnetofonmagnetofon

Commodore 64Commodore 6419821982nejrozšířenější 8bit (25mil. Ks)nejrozšířenější 8bit (25mil. Ks)CPU: MOS 6510 – 1MHzCPU: MOS 6510 – 1MHzRAM: 64KBRAM: 64KBROM: 20KBROM: 20KBgrafika: text 40x25 – 2 barvy, 320x200 – 8 barevgrafika: text 40x25 – 2 barvy, 320x200 – 8 barevzvukzvukmagnetofonmagnetofonGamaGamaDidaktik MDidaktik MKompaktKompakt

Atari 800 XEAtari 800 XE1985 1985 CPU: MOS 6502 – 1,77MHzCPU: MOS 6502 – 1,77MHzRAM: 64KBRAM: 64KBROM: 24KB – BASIC, plouvoucí čárkaROM: 24KB – BASIC, plouvoucí čárkagrafika: text 24x32 – 2 barvy, 300x192 – 8 barevgrafika: text 24x32 – 2 barvy, 300x192 – 8 barevzvuk: 1 kanál, 5 oktávzvuk: 1 kanál, 5 oktávmagnetofonmagnetofon