Inainte de a incepe prezentarea detaliata subliniez ca pentru buna functionare a unui calculator nu este responsabila o singura componenta ; fiecare componenta participa activ sau pasiv la realizarea unei functionalitati satisfacatoare .
2.PREZENTAREA COMPONENTELOR
2.1 PROCESORUL
Componenta ce are rolul de a dirija celelalte dispozitive , de a imparti sarcini fiecareia , de a coordona si verifica executia sarcinilor primite . Un calculator nu poate functiona fara procesor . Deloc . Procesoarele au avut evolutie rapida de la 8088,8086 . 80486 , productia fiind asigrata in principal de firma Intel , printre primii producatori de procesoare destinate utilizatorilor privati . Alte firme producatoare sunt AMD , Cyrix , ITD . Procesoarele produse de AMD si Cyrix sunt mai ieftine decat cele produse de Intel si au o arhitectura compatibila cu cele produse de Intel , insa se dezvolta separat .
Procesorul i386 a fost primul processor care a inclus 6 faze de executie paralela , la procesorul 80486 s-a dezvoltat mai mult paralelismul executiei prin expandarea unitatilor de decodificare a instructiunii si de executie intr-o banda de asmblare (pieline) cu cinci nivele , astfel ajungandu-se la 11 faze paralele . In plus , procesorul 486 are un cache intern de date si instructiuni de nivel L1 de 8Ko pentru a mari procentul instructiunilor ce pot fi executate la viteza de o instructiune pe impuls de tact . La acest processor a fost pentru prima data integrata unitatea de calcul in virgula flotanta (coprocesorul) in acelasi cip cu CPU-ul .
Amd a lansat in aceeasi perioada procesorul 486 DX5 cu frecvente pina la 133 , fara prea mult success. Surprinzator , dupa 486 nu a urmat 586 , decat pentru Cyrix si AMD . Intel a decis sa schimbe formatul numelui trecand la Pentium .
Procesorul Pentium a adaugat o a doua banda de asamblare pentru a obtine performante superioare (cele doua benzi de asmblare (U,V) pot executa doua instructiuni pe un impuls de tact); memoria cache s-a dublat , existand un cache de 8 Ko pentru cod si unul similar pentru date . Pentru imbunatatirea executiei ramificatiilor din programe s-a implementat conceptul de predictie a salturilor, introducandu-se un tabel pentru memorarea adreselor cele mai probabile la care se fac salturile . Registrele principale au ramas pe 32 de biti , caile interne fiind pe 128 sau 256 de biti , magistrala de date externa - 64 biti . Procesorul Pentium are integrat un controller de intreruperi avansat (APIC) folosit in sistemele multiprocessor .
Amd a lansat intr-o perioada intermediara procesorul 586 , apoi K5 . dupa 586 pentru Cyrix urmand 6x86 .
Amd si Cyrix au ramas multa vreme intr-un con de umbra al lui Intel , mai ales ca procesoarele intel Pentium (lansate la frecvente de 75Mhz) s-au dezvoltat rapid , de la frecventa de 166 Mhz fiind adaugate instructiunile MMX (-un set de 57 noi instructiuni , patru tipuri noi de date si un nou dst de registrii pentru a accelera performantele aplicatiilor multimedia si de comunicatii ; MMX se bazeaza pe o arhitectura SIMD (Single Instruction,Multiple Data) , permitand imbunatatirea performantelor aplicatiilor ce folosesc algoritmi de calcul intensivi asupra unor mari siruri de date simple (procesoare de imagini 2D/3D) . Dupa Pentium urmeaza Pentium Pro care are o arhitectura superscalara pe trei cai- poate executa trei instructiuni intr-un impuls de tact avand un cache L2 de 256 Kb strans legat de CPU printr-o magistrala dedicata pe 64 de biti. Procesoarele Pentium si Pentium Pro au fost dezvoltate pana la frecvente de 233 Mhz , urmatorul pas fiind Pentium II (este un PentiumPro cu MMX) si Pentium III.
Revenind la AMD , a lansat procesorul Amd K6 ce avea in plus 32kb cache level 1 fata de K5 . Urmatorul pas a fost AMD K6-2 , care a dat o replica MMX-ului de la Intel cu un set de instructiuni numite !3D NOW ; trebuie amintit ca si procesoarele K6 au inglobat instructiuni MMX frecventa maxima atinsa fiind de 500Mhz . AMD K6-3 inglobeaza 256kb level 1 cache ceea cea aduce un spor de viteza substantial
Cyrix a ramas in urma , unui 6x86 la 200Mhz corespunzandu-i un Pentium la 150Mhz , pe cand la AMD seria K6 -K62 a fost extrem de reusita , depasind pe alocuri procesoarele Intel la frecvente echivalente .
Fiecare processor din seria x86 este compatibil fizic cu placa de baza , astfel procesoarele se introduc intr-un soclu de pe placa de baza , ce are un numar standard de pini (321) . Pentru a descuraja concurenta , Intel a schimbat modul de conectare a procesoarelor Pentium II-III , conectarea la mainboard facandu-se printr-un nou tip de soclu - Sec - Slot 1 ; Intel nu a dat drept de productie (licenta) a acestui soclu firmelor AMD si Cyrix. Ca replica , AMD a conceput procesorul AMD K7 , ce concureaza direct Pentium II prin frecvente de pana la 900Mhz si cache level 2 -512Ko,pentru un nou tip de soclu - Slot A .
Succesul pe piata al procesoarelor Intel a fost datorat faptului ca fiecare nou procesor ingloba functiile precedentului (astfel un Pentium II este capabil de executa cod scris pentr 386) , caracteristici intalniti rar la inceput (1980) . Procesoarele Sparc , Alpha , Dec , Risc sunt extrem de scumpe , incompatile cu codul x86 , ele fiind in proiectate pentru aplicatii paralele , volum mare de calcul, sisteme multiprocessor . Firma SPARC a lansat de curind procesorul pe 64 biti UltraSparc la 1,5 Ghz .
Trebuie amintit ca un calculator poate avea unul sau mai multe procesoare . Placile de baza 'normale' permit prezenta unui singur processor , insa sunt producatori ce ofera optiunea de 'dual processor' . Astfel in sistemele produse de Digital , HP se pot intalni intre 2-8 procesoare . Problema este ca numai anumite sisteme de operare stiu sa foloseasca multiprocesarea (Linux , SunOs , Unix , WindowsNT) . Astfel in Windows 9x prezenta unui processor suplimentar nu va influenta cu nimic performanta sistemului . Sistemele multiprocessor sunt folosite in servere sau in statii de lucru cu flux mare de date (CAD , GIS , etc) . Un alt motiv de a folosi un sistem multiprocessor este securitatea oferita . Astfel in cazul unei defectiuni produse la unul din procesoare conducerea va fi luata de celalalt .
2.2 MEMORIA
In configuratia unui sistem de calcul intalnim doua mari tipuri de memorii - RAM si ROM. Memoria este spaliul de lucru primar al oricarui calculator . Lucrand in tandem cu CPU (procesorul) are rolul de a stoca date li de a procesa informatii ce pot fi procesate imediat si in mod direct de catre processor sau alte dispozitive ale sistemului . Memoria este de asemenea legatura dintre software si CPU .
Din punct de vedere intern memoria RAM este aranjata intr-o matrice de celule de memorie , fiecare celula fiind folosita pentru stocarea unui bit de date (0sau1logic) . Datele memorate pot fi gasite aproape instantaneu (timp de ordinul zecilor de ns) prin indicarea randului si coloanei la intersectia carora se afla celula respectiva . Se deosebesc doua tipuri de memorie :
SRAM(Static Ram) si DRAM(Dynamic Ram) .
Tehnologia DRAM este cea mai intalnita in sistemele actuale , trebuind sa fie reimprospatata de sute de ori / secunda pentru a retine datele stocate in celulelede memorie (de aici vine si numele) ; fiecare celula este conceputa ca un mic condensator care stocheaza sarcina electrica .
Este prezenta sub doua tipuri de module : SIMM-urile si DIMM-urile . SIMM-ul a fost dezvoltat cu scopul de a fi o solutie usoara pentru upgrade-uri . Magistrala de date este pe 32 biti , fizic modulele prezentand 72 sau 30 de pini . DIMM-ul a fost folosit intai la sistemele MacIntosch dar a fost adoptat pe PC-uri datorita magistralei pe 64 de biti , avand 128 pini .
Tipurile de memorie DRAM sunt : FPM (Fast Page Mode) , EDO(Extended Data Out) , SDRAM (Synchronous DRAM) . Cele mai rapide sunt SDRAM-urile , fiind si cele mai noi , oferind timpi de acces mici (8ns) .
Tehnologia SRAM foloseste tot un system matricial de retinere al datelor , dar este de cinci ori mai rapida , de doua ori mai scumpa si de doua ori mai voluminoasa decat memoria SRM .
