Predmet: Informatika 1Téma: Časti počítača von Neumannovho typu (Digitálny prezentačný materiál)

Vypracoval: Mgr. Ondrej Kostelník

Časti počítača von Neumannovho typu

Princíp práce počítača

Počítač obsahuje operačnú pamäť, aritmeticko-logická jednotka, (výpočtová jednotka, CPU, procesor) radič – riadiaca jednotka, vstupno-výstupné zariadenia.

Riešenie úlohy sa uskutočňuje ako postupnosť inštrukcií. Inštrukcia je súbor logických operácií, ktoré vie procesor vykonať. Procesor vie vykonať niekoľko rôznych inštrukcií so vstupnými údajmi.

Údaje a inštrukcie sú vyjadrené binárne. Údaje a inštrukcie - program sa uchovávajú v pamäti na

miestach označovaných adresami. Programom riadené spracovávanie dát prebieha v počítači

samočinne.

21.04.2023

Von Neumannova architektúra počítača

21.04.2023

Procesor

CPU (skr. z angl. central processing unit), často prekladané ako centrálna procesorová jednotka je hlavný procesor počítača. Interpretuje, vykonáva alebo spracuje inštrukcie alebo dáta programu vo forme strojového kódu. Dnes sú centrálne procesorové jednotky takmer vždy realizované vo forme mikroprocesora.

21.04.2023

Procesor

Osobný počítač (PC) obsahuje obvykle len jednu CPU; existujú však superpočítače s viacerými integrovanými procesormi, ktoré vzájomne spolupracujú

Prvé procesory – mikroprocesory boli vyvinuté začiatkom 70-tých rokov firmou Intel

21.04.2023

Kritéria posudzovania procesorov

Šírka zberníc (počet súčasne spracovaných bitov)– dátovej , adresárovej a registrov –od nich závisí inštalácia pamäťových modulov. V súčasnosti 32 alebo 64 bitová šírka

Rýchlosť procesora – počet strojových cyklov za sekundu v MHz. (Približne odpovedá počtu najjednoduchších inštrukcií za sekundu. Zvyčajne jedna inštrukcia spotrebuváva viac cyklov). Súčasné procesory sú schopné vykonať niekoľko miliónov inštrukcií za sekundu. Časový cyklus je riadený zabudovanými krémikovými atómovými hodinami (sú veľmi presné).

21.04.2023

Vlastnosti procesorov

Superskalárna architektúra – vytváranie niekoľkých paralelných vnútorných vetiev pre vykonávanie inštrukcií súčasne.

Technológia MMX – zväčšenie L1 cache, šetrenie času pri vykonávaní tých istých inštrukcií s rôznymi dátami

Technológie SSE a SSE2 (3D Now u AMD)– vylepšenie MMX zavedením ďalších inštrukcií pre prácu s grafikou a zvukom

Dynamické vykonávanie inštrukcií Predpovedanie (predikácia)vetvenia preusporiadanie inštrukcií do vhodného poradia Špekulatívne vykonávanie inštrukcií

Architektúra DIB – Dual Independent Bus Architektúra DUAL CORE – dve vetvy

Vnútorná pamäť

operačná pamäť (umožňujúca procesoru zapisovať a čítať pomerne rýchlo). Použitie je riadené operačným systémom alebo aplikáciou alebo tzv. virtuálnou pamäťou – t.j. kombinácia špeciálneho hardvéru a operačného systému dovoľuje použiť oba druhy pamäte tak, že vytvárajú dojem väčšej fyzickej pamäte

Riadiaca jednotka - radič

Riadiaca jednotka počítača pozostáva z radičov periférnych zariadení (radič diskov, pamäte, IRQ, grafickej karty, sieťovej karty,...). Komunikuje s ostatnými časťami pomocou riadiacich signálov.

21.04.2023

Niektoré radiče používané vo výpočtovej technike:

• Radič pevného disku IDE, EIDE• Radič disketovej mechaniky• Radič diskové poľa (RAID)• SCSI radič• Grafický radič (grafická karta)• Sieťový radič (sieťová karta)• Radič klávesnice• Radič prerušení (IRQ)• Terminálový radič• Radič pamätí• Radič priameho prístupu do pamäte (DMA)• USB radič• Radič FireWire (1394)• SATA radič• Radič flash disku

21.04.2023

Príklad činnosti radiča:

Radič pevného disku (HDD) dostáva príkazy z CPU na prečítanie určitého súboru. Ako odpoveď dostane CPU z radiča žiadaný súbor. Prečítanie súboru je však spojené s množstom činností - roztoč motor platní disku na presné otáčky, vystav hlavu do oblasti zoznamu dát (FAT tabuľky), prečítaj kde sa nachádza prvý segment súboru, vystav hlavu na zadanú pozíciu - stopu disku, prečítaj sektor, ulož prečítané hodnoty do buffera... V skutočnosti je množstvo úloh vykonávaných radičom ešte oveľa väčšie.

21.04.2023

Koniec