АРХИТЕКТУРА СОВРЕМЕННЫХ ЭВМ Лекция 2: Типовое устройство компьютера ВМиК МГУ им. М.В. Ломоносова, Кафедра АСВК Чл.-корр., профессор, д.ф.-м.н. Королёв Л.Н., Ассистент Волканов Д.Ю.

2 План лекции Типы компьютеров Общая организация компьютерных систем Устройство процессоров Иерархия памяти Оптические диски Флэш-память Передача данных

3 Где скачать слайды lvk.cs.msu.su/~dimawolf/ArchEVM Также… – – icq телефон

4 Типы компьютеров

5 Типовой компьютер

6 Принципы разработки современных компьютеров Все команды должны выполняться непосредственно аппаратным обеспечением Запуск максимально возможного количества команд в секунду Команды должны легко декодироваться Только команды загрузки и сохранения должны обращаться к памяти Регистров должно быть много

7 Материнская Плата 1. Pentium 4 socket P Support chip 3. Memory sockets 4. AGP connector 5. Disk interface 6. Gigabit Ethernet 7. Five PCI slots 8. USB 2.0 ports 9. Cooling technology 10. BIOS

8 ЦПУ

9

10 Шаги выполнения команды Считывание следующей команды из памяти в регистр команд Изменение указателя на следующую команду Дешифровка команды Если команда использует данные из памяти, загрузка этих данных, иначе обращаемся в регистр Запуск команды Запуск следующей команды

11 Системы команд CISC RISC

12 Параллелизм на уровне команд

13 Конвейер в Pentium

14 Конвейер в Pentium II

15 Параллелизм на уровне процессора An array of processor of the ILLIAC IV type.

16 Мультипроцессорный Паралелизм Общая память. Локальная память.

17 Иерархия памяти A five-level memory hierarchy.

18 Кэш

19 Виды кэш-памяти Кэш с прямым отображением Полностью ассоциативный кэш Частично ассоциативный кэш

20 Кэш -> ОП Сквозная запись Отложенная запись

21 Оперативная Память

22 Адресация памяти Three ways of organizing a 96-bit memory.

23 Корректирующие Коды

24 Контроль чётности (a) Кодирование 1100 (b) Добавление Контроля Чётности (c) Ошибка в AC

25 Код Хэмминга

26 Иерархия памяти A five-level memory hierarchy.

27 Жёсткие Диски

28 Устройство жёстких дисков A disk with four platters.

29 Устройство жёстких дисков

30 Жёсткие Диски (2) Поверх ность диска

31 Сектора

32 Разбиение ОС

33 Первый винчестер RAMAC

34 Характеристики Интерфейс Ёмкость Физический размер Скорость вращения Надёжность Количество операций ввода/вывода Потребление энергии Уровень шума Сопротивляемость ударам Скорость передачи данных

35 RAID (1) Redundant Array of Inexpensive Disks

36 RAID (1) Redundant Array of Inexpensive Disks

37 CD-ROM 37 Разработаны в 1979 году 650, 700, 800 Mb Диаметр мм Вес – 15,7 гр Длина волны 780 нм Скорость чтения кратна 150 Кб/с Макс. скорость чтения – 72x (10.8 Мб/c)

38 CD-ROMs (1)

39 CD-ROMs (2)

40 CD-R

41 DVD 41 Появились в 1996 году 4.4, 8, 15.9 Гб Диаметр мм Длина волны – 650 нм Скорость чтения кратна 1.32 Мб/с Макс. скорость чтения – 16x (21.1 Мб/с)

42 DVD (2) Двусторонний, двуслойный DVD диск

43 Blu-ray 43 Появились в 1996 году 23 – 54 Гб Диаметр мм Длина волны – 405 нм Скорость чтения кратна 50 Мб/с

44 Флэш-память Используется с 1988 Объём до 256 Гб Скорость до 100 Мб/с

45 Принцип работы флэш- памяти Транзисторы с плавающим затвором Туннельный эффект

46 Ввод/Вывод Шины (1)

47 Input/Output Шины (2) Logical structure of a simple personal computer.

48 Input/Output Шины (3)

49 ЭЛТ Мониторы (a)Поперечное сечени ЭЛТ (b)Схема развёртки

50 LCD Мониторы (a) Структура LCD экрана. (b) Желобки на передней и задней пластинах.

51 Принтеры Operation of a laser printer.

52 Передача данных (a) Двухуровневый сигнал. (b) Амплитудная модуляция (c) Частотная модуляция (d) Фазовая модуляция

53 ADSL

54 Подключение к сети

55 Цифровые Камеры A digital camera.

56 Спасибо за внимание!