Урок 2. Архитектура персонального компьютера
Литература: Информатика и ИКТ. Базовый уровень: учебник для 11 класса/ Н.Д.Угринович. – 3-е изд. – М.: БИНОМ. Лаборатория знаний, 2009. – 187 с.: ил.
Аннотация: Урок соответствует § 1.2 учебника
Цели:
Усвоение материала по архитектуре персонального компьютера.
Освоение основных характеристик устройств компьютера.
Содержание урока:
Магистрально-модульный принцип построения компьютера:
Для обеспечения информационного обмена между различными устройствами должна быть предусмотрена какая-то магистраль для перемещения потоков информации.
Магистраль
Магистраль (системная шина) включает в себя:
Шину данных – передает обрабатываемую информацию;
Шину адреса передает адреса памяти или внешних устройств, к которым обращается процессор;
Шину управления – по ней передаются управляющие сигналы.
Упрощенно системную шину можно представить как группу кабелей и электрических (токопроводящих) линий на системной плате.
Чипсет
Чипсет – это набор микросхем материнской платы для обеспечения работы процессора с памятью и внешними устройствами.
Раньше компьютер имел до 2-х сотен микросхем на материнской плате. Современные компьютеры содержат две основные большие микросхемы чипсета:
контроллер-концентратор памяти или Северный мост (North Bridge), который обеспечивает работу процессора с памятью и с видеоподсистемой;
контроллер-концентратор ввода-вывода или Южный мост (South Bridge), обеспечивающий работу с внешними устройствами.
Пропускная способность шины (скорость передачи данных)
Быстродействие устройства зависит от:
тактовой частоты обработки данных (мегагерцах-МГц, 1 ГЦ - 1 такт в секунду),
разрядность – количества битов данных, обрабатываемых за один такт (измеряется в битах)
Пропускная способность шины = разрядность шины x частоту шины
Единица измерения бит/с
Пропускная способность системной шины (СШ)
тактовой частота СШ 400 МГц (400 * 4 = 1600 МГц)
Разрядность СШ равна разрядности процессора 64 бита
Пропускная способность шины = 64 бита x 1600 МГц=102 400Мбит/с =100Гбит/с= =12,5Гбайт/с
Частота процессора
В процессоре используется внутреннее умножение частоты.
В современных процессорах используется коэффициент умножения частоты 8.
Частота процессора = 400 МГц x 8 =3,2 ГГц
Шина памяти
Шина памяти (ШП) – производит обмен данными между северным мостом и оперативной памятью
тактовой частота ШП в 4 раза больше СШ (400 * 4 = 1600 МГц)
Разрядность ШП равна разрядности процессора 64 бита
Пропускная способность шины = 64 бита x 1600 МГц=102 400Мбит/с = =100Гбит/с=12,5Гбайт/с
Шина PCI Express
Шина PCI Express– производит обмен данными между северным мостом и видеоплатой (PCI Express- ускоренная шина взаимодействия периферийных устройств)
Пропускная способность шины =32Гбайт/с
Шина SATA
Шина PCI Express– подключаются устройства внешней памяти к южному мосту (SATA- последовательная шина подключения накопителей)
Пропускная способность шины =300 Мбайт/с
Шина USB
Шина USB– для подключения принтеров, сканеров, цифровых камер и др. периферийных устройств (USB – универсальная последовательная шина)
Пропускная способность шины =60 Мбайт/с
Задания для выполнения:
С помощью системы тестирования компьютера получить сведения об архитектуре вашего компьютера и процессора.
Задание может быть выполнено при помощи программы SiSoftware Sandra (программу можно найти в интернете).
Ход выполнения:
Запустить программу тестирования компьютера SiSoftware Sandra.
На вкладке Устройства выбрать устройства, о которых хотелось бы получить сведения.
Выбрать пункт Информация о системе. В появившемся диалоговом окне с помощью полос прокрутки выбрать интересующие сведения:
скорость системной шины;
эффективная скорость системной шины;
скорость шины памяти.
Выбрать пункт Процессоры. В появившемся диалоговом окне с помощью полос прокрутки выбрать интересующие сведения:
количество ядер;
частота процессора;
частота системной шины;
коэффициент умножения частоты процессора.
Результат выполнения оформить в виде текстового файла и выслать преподавателю на проверку.
Ответить письменно на вопросы:
В чем состоит магистрально-модульный принцип построения компьютера?
Какие устройства обмениваются информацией через Северный мост?
Какие устройства обмениваются информацией через Южный мост?
В каком направлении развивается архитектура процессоров?
|
