Letöltheto dokumentumok, programok, törvények, tervezetek, javaslatok, egyéb hasznos információk, receptek - Fájl kiterjesztések - fajltube.com

	kategória
	Biológia állatok Fizikai Földrajz Kémia Matematika Növénytan Számítógépes Filozófia Gazdaság Gyógyszer Irodalom Menedzsment Receptek Vegyes

Mikroszamítógép-architektúrak

számítógépes

egyéb tételek   VoIP technológia Adatbazis létrehozasa - Access Az ACCESS adattípusai I/19 Vírusok és vírusvédelem A szöveg specialis objektumainak kezelése Automatika Segédlet Elektronikus eszközök szak II: évfolyam Nappali Müszaki Manager szak II: évfolyam Nappali A videokonferencia mint prezentació RÉSZLETES ÉRETTSÉGI VIZSGAKÖVETELMÉNY Mikroszamítógép-architektúrak

Mikroszámítógép-architektúrák

Az általános célú digitális számítógépekben mindig elkülöníthetjük az alábbi három fő szerke­ze­ti egységet:

- a központi egységet vagy más néven processzort (CPU),

- az operatív tárat, amit főtárnak, operatív tárnak, vagy egyszerűen csak memóriának is nevezünk,

az alaplapot, amelyen számos kiegészíő, csatoló áramköri elemet találunk, amelyek fő funkciója az I/O adatátvitel biztosítása a perifériák és a CPU, illetve a memória között,

a tápegységet, ami az alaplap és a házban elhelyezett készülékek számára biztosítja a tápfeszültséget,

a számítógép házat, ami a fent említett négy fő egység mellett tartalmazhatja a legfontosabb peri­fé­ri­á­kat is, a winchestereket, CD- vagy DVD meghajtókat, a floppy 111j96b meghajtót, ezek vezérlőit és a külső kapcsolatok szabványos csatlakozóit.

A CPU-val közös tokban (IC-ben) helyezik el a matematikai vagy co-processort, ami a lebegőpontos szám­kódokkal való műveleteket végzi.Ennek különösen a matematikai- műszaki feladatok végrehaj­tási sebességére lehet jó hatása. Bizonyos szoftverek eleve feltételezik a matematikai procesz­szort. Ilyen például az AutoCAD.

Az alábbi ábra a számítógép részegységeinek kapcsolatát mutatja.

cache

órajel

Processzor busz                                              AGP port

PCI busz

Időzítő/Számláló

Megszakítás- vezérlő

DMA

PCI Video adapter

SCSI csatoló

IDE csatoló

Hálózati csatoló

Hang csatoló

USB csatoló

PCI/ISA gateway

 

 

 

Integrált vezérlők

A processzor feladata az operatív tárban elhelyezett kódolt algoritmus végrehajtása. Az algo­rit­mus­hoz szükséges adatokat is az operatív tárnak, vagy a processzor regisztereinek kell tartalmaz­nia a program végrehajtása alatt. A program és az adatok buszokon keresztül jutnak el a tárhoz vagy a processzorhoz, illetve ugyancsak buszok biztosítják, hogy az alkalmazók a progra­mok futási eredményeit értelmezhető formában megkapják.

Az egyes eszközök csatlakozási felületeit buszoknak nevezzük, ami egy-egy vezetékrendszerből és az adatcserét vezérlő áramköri elemekből áll. A busz általában több kommunikáló eszközt kapcsol össze. A mindössze két különböző eszközt összekapcsoló buszt gyakran port-nak is hívják. Ez egy kicsit zavaró lehet, mert ugyancsak portnak nevezzük azokat az 1-2 bájtos regisztereket, amelyek keresztül az adatcsere megtörténik. A buszok közötti kapcsolatot biztosító áramköröket gateway-nek (átjáró) hívjuk. Fontosabb busztípusok:

A Processor Busz: Ez a busz biztosítja az alaplap áramkörei (chipset) és a processzor.kapcsolatát

A Cache Busz: Csak a legújabb processzoroknál (Pentium II) alkalmazzák, egyébként a cache-eket a memória buszra szokták kötni.

A Memoria Busz: A memóriát kapcsolja a chipset-hez és a processzorhoz. Gyakran a processzor és a cache busszal együtt belső busznak nevezik.

Local (helyi) I/O Buszok: Ezek kapcsolják a kritikus, nagy sebességű I/O eszközöket a memóriához, a processzorhoz és az alaplap chipset-jéhez. A VESA és a PCI (Peripheral  Component Interconnected) típusai léteznek. Ma már csak a PCI-t. használják.

Az ISA I/O Busz: Neve az Industry Standard Architectura kifejezésből származik. A PCI busz elődja a régebbi architekturákban. Ma már csak a lassúbb I/O eszközök kiszolgálása a feladata, illetve a korábbi AT technológiával való kompatibilitás biztosítása.

Az órajelgenerátor egy kvarckristály, aminek nagyfrekvenciájú jeleit leosztva vagy többszörözve ütemezik a processzor, a memória és más egységek működését. Az ütemfrekvencia növelésével az üteme­zett eszközök sebessége növelhető ugyan, de a gép gyorsaságát nem egyedül ez szabja meg.

A cache a memória és a processzor közötti adatforgalmat gyorsító, speciálisan szervezett tár. A cache-ok máshol is előfordulhatnak a számítógép-rendszerben, ahol két különböző sebességű tároló között szeretnénk meggyorsítani az adatátvitelt.

Az AGP (Advanced Graphics Port) a grafikus vezérlőket kapcsolja össze a processzorral és a memóriával. Speciális, nagy sebességű busztípus.

A DMA (Direct Memory Access) vezérlők olyan eszközök, a melyek az operatív tár és bizo­nyos perifériák, illetve az operatív tár két különböző címtartománya közti adatforgalmat a CPU-tól függetlenül, önállóan képesek lebonyolítani. Az adatátvitel idejére a processzortól át­veszik az adat- és címvonalak vezérlését. A mágneslemezes perifériák, a streamer-ek és számos más eszköz a DMA-n keresztül kommunikál az operatív tárral. Egy DMA vezérlő több csator­nát tartalmaz, ezek mindegyikéhez egy-egy periféria tartozhat. Az XT-k még egy, az AT típusú gépek két ilyen chip-et tartalmaznak általában az alaplapon, de elhelyezhetők a vezérlőkártyá­kon is. A vezérlőt ilyenkor bus-master-nek nevezzük. Ha több DMA vezérlőt használunk, akkor ezeket úgynevezett kaszkád kapcsolással kö­tik össze. Ez azt jelenti, hogy a vezérlőket azok egy-egy csatornája segítségével sorbakötik:

A megszakítás-vezérlő (Interrupt Controller) a hardver által kért megszakítások ütemezését végzi. Feladata az egyes megszakítási kérések fontossági sorrendbe állítása és továbbítása a CPU-hoz. Egy IRQ vezérlő áramkör 8 megszakításkérő vonalat tud kezelni. Az XT típusú gé­pekben egy, az AT architektúrákban két ilyen chip-et használnak, a DMA vezérlőkhöz hasonló módon, a 2-es vonal segítségével kaszkád elrendezésbe kapcsolva őket. Az IRQ vezérlők be­meneteire a rendszer óra, a billentyűzet, a soros és párhuzamos portok, a co-processzor, a floppy vezérlő, a winchester vezérlő, a hálózati csatolókártyák és egyéb eszközök csatlakoz­hatnak.

A programozható számláló-időzítő (T/C) a rendszer óra megszakítást(0) kérő jeleinek előállítását, a dinamikus RAM-ok frissítési ciklu­sainak időzítését és a hangszóró meghajtó jelének az előállí­tására szolgál egy-egy csatorna se­gítségével. Mindhárom csatorna bemeneti jele az órajel­generátor jelének kb. 1,2 MHZ-re leosztott órajele, a kimeneti jelek pedig a funkciónak meg­felelő eszközökhöz kerülnek. Ezt az eszközt használják az operációs rendszerek is a felhasználói feladatok ütemezésére.

A BIOS (Basic Input/Output System) egy olyan program, amit EPROM-ban, az alaplapon helyezntek  el és a számítógép bekapcsolásakor indul. Az operációs rendszernek a hardverhez legközelebb álló része. Bár elvileg cserélhető, az alap­lappal való szoros kapcsolatai miatt ez nem ajánlott. A ROM-ból a program az i80286-os processzoroktól kezdődően az operatív memória "upper memory"-nak nevezett (felső) 640-1000 kbyte tartományába, ú.n. shadow (árnyék) RAM-ba tölthető, így a viszonylag lassú ROM-ok helyett a gyorsabb RAM-ban futhat. A BIOS a POST (Power-On Self-Test) progra­mot, az operációs rendszer kezdeti betöltő programját (BootStrap rutin), a hardver megszakí­tások kezelőprogramjait, perifériakezelő és egyéb rutinokat, táblázatokat tartalmaz.További feladata a legfontosabb I/O műveletek végrehajtása is. Táblázatait egy CMOS típusú memória őrzi a gép kikapcsolása után is. Ezeket az adatoka a SETUP művelettel állíthatjuk be.

Az integrált vezérlők (Onboard) az alaplapra forrasztott prifériavezérlők. Lehetnek PCI vagy ISA szabvány szerint működő eszközök. Kiszolgálhatnak több perifériát (IDE, SCSI, USB), vagy csak egyetlen eszközt. A lassúbb készülékek vezérlői az ISA buszhoz kapcsolódnak.

A slot-ok olyan csatlakozóhelyek, ahova szabványos vezérlőeszközöket illeszthetünk. Ezeket az áramköri kártyákat adaptereknek is nevezzük. Ha egy adapternek létezik onboard változata is, akkor illesztés előtt azt általában le kell tiltani. Ezt a műveletet a BIOS-tól a SETUP beállításaival lehet kérni.

A számítógép házak alakja rendkívül változatos le­het, de a miniatürizálásnak két nehezen megkerülhető akadálya van. Egyrészt a tápfeszültséget előállító tápegység, aminek méretei a kb. 200 Wattos teljesít­ményigény miatt nem csökkenthe­tők egy bizonyos határ alá, másrészt az I/O blokk adapterkártyái, amelyek szabványos csatla­kozókkal illeszkednek az alaplapra. Az ismertebb ház-típusok: baby, slim-line, mini torony, közepes (midi) torony, nagytorony, a laptop, a notebook és a palmtop házak. A nagyobb modellek ismertebb ház-szabványai az ATX, az NLX, WTX és az LPX változatok. A ház-szabványok a ház méreteinek megadása mellett az alaplap alakjára és a tápegység elhelyezésére és típusaira is előírásokat tartalmaznak. A palmtop és a notebook dobozok kivéte­lével valamennyi tartalmaz­za a táp­egységet. Kielégítő mennyiségű bővítőkártya helyet viszont nem mindig tudunk elhelyezni a házakban, ebből a szempontból talán legjobbak a "tornyok". A laptop- és a notebook házak adapterkártyákkal gyakorlatilag nem bővíthetők.

A házakkal együtt szerelve szállítják a tápegységeket is. +12V, -12V, +5V, és -5V egyenfeszültséget állítanak elő. A tápegységre szerelt ventillátorok egyrészt hűtik a gép házban elhelyezett alkatré­szeit, másrészt a házban túlnyo­mást hoznak létre, így csökkentik az áramköri elemek poroso­dását, növelik az élettartamukat.