Главная    Почта    Новости    Каталог    Одноклассники    Погода    Работа    Игры     Рефераты     Карты
  
по Казнету new!
по каталогу
в рефератах

Вычислительная техника



 Другие рефераты
Выдающиеся отечественные и зарубежные учёные, внёсшие существенный вклад в развитие и становление информатики Высокоскоростные сети Глобальная международная компьютерная сеть Internet Глобальные гипертекстовые структуры: WWW

Государственный  комитет  по связи и информатике

                  МОСКОВСКИЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ СВЯЗИ
                                И ИНФОРМАТИКИ

                               Кафедра ВТ и УС



                              Курсовая  работа

                                  по  теме

             Анализ и оценка аппаратных средств современных ПЭВМ



                                                                   Выполнил:
                                                         Студент  гр. А19301
                                                                Рыбалко С.О.

                                                                   Проверил:
                                                             д.т.н. Козырева



                                   Москва
                                    1997


                                  Введение


      В наше время  трудно  представить  себе,  что  без  компьютеров  можно
обойтись. А ведь не так давно, до начала 70-х  годов  вычислительные  машины
были доступны весьма ограниченному кругу специалистов, а их применение,  как
правило, оставалось окутанным завесой секретности и мало  известным  широкой
публике. Однако  в1971  г.  произошло  событие,  которое  в  корне  изменило
ситуацию и с  фантастической скоростью превратило компьютер  в  повседневный
рабочий инструмент десятков миллионов людей.  В  том  вне  всякого  сомнения
знаменательном году еще почти никому не известная фирма Intel из  небольшого
американского городка с красивым  названием  Санта-Клара  (шт.  Калифорния),
выпустила первый микропроцессор. Именно ему  мы  обязаны  появлением  нового
класса вычислительных систем -  персональных  компьютеров,  которыми  теперь
пользуются, по существу, все, от учащихся начальных  классов  и  бухгалтеров
до маститых ученых и инженеров.  Этим  машинам,  не  занимающим  и  половины
поверхности обычного письменного стола, покоряются все новые и новые  классы
задач, которые ранее были доступны (а по экономическим соображениям часто  и
недоступны - слишком дорого тогда стоило машинное время мэйнфреймов и  мини-
ЭВМ) лишь системам, занимавшим не одну сотню  квадратных  метров.  Наверное,
никогда прежде человек не имел в своих руках инструмента, обладающего  столь
колоссальной мощью при столь микроскопических размерах.


                                 Процессоры

      Первый шаг
      15 ноября 1971 г. можно считать началом новой  эры  в  электронике.  В
этот день компания приступила к поставкам  первого  в  мире  микропроцессора
Intel 4004 - именно такое обозначение  получил  первый  прибор,  послуживший
отправной точкой абсолютно новому классу полупроводниковых устройств.
      Создав новый рынок и захватив на нем господствующие высоты, Intel  тем
не менее стремилась расширить его границы, и за 25 лет процессоры  проделали
поистине гигантский путь.
      Рассмотрим типы процессоров, которые применяются в данное время:
      80286
      Процессор i80286 был анонсирован  1  февраля  1982  г.  Архитектура  и
характеристики чипа оказались весьма впечатляющими.  Оставшись  16-разрядным
прибором,  по  производительности  новый  ЦП  в  3—6  раз  превзошел  своего
предшественника (i8086) при  тактовой  частоте  первой  модификации  8  МГц.
Благодаря   использованию   многовыводного   корпуса   разработчики   смогли
применить схему с раздельными шинами адресов и  данных.  24  разряда  адреса
позволили обращаться к физической памяти объемом до  16  Мбайт  —  такую  же
емкость имели тогда и старшие  модели  большинства  мэйнфреймов.  Встроенная
система  управления  памятью  и  средства  ее   защиты   открывали   широкие
возможности использования МП в многозадачных средах. Кроме того,  аппаратура
i80286 обеспечивала работу с виртуальной памятью объемом до 1 Гбайт.
      Новый ЦП имел два режима работы -  реальный  и  защищенный.  В  первом
случае он  воспринимался  как  быстрый  ЦП  i8086  с  несколько  расширенной
системой команд и прекрасно подходил тем потребителям, для  которых,  помимо
скоростных характеристик,  жизненно  важным  было  сохранение  существующего
задела ПО. Работа в защищенном режиме  позволяла  использовать  преимущества
прибора в полном объеме, и прежде всего — большой объем основной памяти.
      Первенец   32-разрядных   систем
       Первенец   32-разрядных   систем  i80386 был представлен  17  октября
1985 г. и имел все права на звание процессора  для  ЭВМ  общего  назначения.
Использование  КМОП-технологии  с  проектными  нормами      1  мкм  и  двумя
уровнями  металлизации  позволило   разместить   на   кристалле   275   тыс.
транзисторов  и  реализовать  полностью  32-разрядную  архитектуру  ЦП.   32
разряда адреса обеспечили адресацию физической памяти объемом до 4  Гбайт  и
виртуальной памяти  емкостью  до  64  Тбайт.  Помимо  работы  с  виртуальной
памятью допускались операции  с  памятью,  имевшей  страничную  организацию.
Предварительная выборка команд, буфер на 16 инструкций,  конвейер  команд  и
аппаратная реализация функций преобразования  адреса  значительно  уменьшили
среднее   время   выполнения   команды.   Благодаря    этим    архитектурным
особенностям, процессор мог выполнять 3 -  4  млн.  команд  в  секунду,  что
примерно в 6  -  8  раз  превышало  аналогичный  показатель  для  МП  i8086.
Безусловно, новый прибор остался совместимым со своими предшественниками  на
уровне объектных кодов.
      Особый интерес представляли три режима работы  кристалла  (  реальный,
защищенный  и  режим  виртуального  МП  i8086.   В   первом   обеспечивалась
совместимость на уровне объектных  кодов  с  устройствами  i8086  и  i80286,
работающими в реальном  режиме.  При  этом  архитектура  i80386  была  почти
идентична архитектуре  86-го  процессора,  для  программиста  же  он  вообще
представлялся как ЦП i8086, выполняющий соответствующие программы с  большей
скоростью и обладающий расширенной системой команд и  регистрами.  Благодаря
этим качествам 32-разрядного продукта компания сохранила  прежних  клиентов,
которые хотели модернизировать свои системы, не  отказываясь  от  имевшегося
задела в области программного обеспечения, и привлекла тех, кому  изначально
требовалась высокая скорость обработки информации.
      Одно  из  основных  ограничении  реального  режима  было   связано   с
предельным объемом адресуемой памяти,  равным  1  Мбайт.  От  него  свободен
защищенный   режим,   позволяющий   воспользоваться   всеми   преимуществами
архитектуры  нового  ЦП.  Размер  адресного  пространства  в   этом   случае
увеличивался до 4 Гбайт,  а  объем  поддерживаемых  программ  до  64  Тбайт.
Системы  защищенного  режима  обладали  более  высоким   быстродействием   и
возможностями организации истинной многозадачности.
      Наконец, режим виртуального  МП  открывал  возможность  одновременного
исполнения ОС  и  прикладных  программ.  написанных  для  МП  i8086,  i80286
и80386. Поскольку объем памяти, адресуемой 386-м процессором,  не  ограничен
значением 1  Мбайт,  он  позволял  формировать  несколько  виртуальных  сред
i8086.
      10 апреля 1989 г.  корпорация  Intel  объявила  о  начале  выпуска  32
разрядного прибора второго поколения  -  i80486,  ставшего  после  устройств
i8080 и !8086 еще одним долгожителем.
      Pentium
      Стремительное  усложнение  программного   обеспечения   и   постоянное
расширение   сферы    применения    компьютеров    настоятельно    требовали
существенного роста  вычислительной  мощи  центральных  процессоров  ПК.  Ко
всему прочему на пятки стали наступать и RISC-процессоры. Хотя в конце  80-х
годов  некоторые  эксперты  предсказывали  близкий  конец  кристаллов  СISC,
корпорация Intel вполне справедливо посчитала, что до этого еще далеко  и  в
микропроцессорах использованы не  все  возможности  СISC-архитектуры.  Кроме
того, фирме вряд  ли  простили  бы  отказ  от  программной  совместимости  с
предшествующими моделями - стоимость накопленного системного  и  прикладного
ПО уже измерялась в миллиардах долларов.
      Как это случалось не раз, проработки нового процессора начались, когда
проект  создания  486-го  МП  вступил  в  заключительную  стадию.  В  основу
продукта была положена суперскалярная архитектура (еще один атрибут из  мира
мэйнфреймов), которая и  дала  возможность  получить  пятикратное  повышение
производительности  по  сравнению  с   моделью   486DХ.   Высокая   скорость
выполнения  команд  достигалась  благодаря  двум  5-ступенчатым  конвейерам,
позволявшим одновременно  исполнять  несколько  инструкций.  Для  постоянной
загрузки обоих конвейеров из кэш’а требуется широкая  полоса  пропускания  .
Совмещенный буфер команд и данных  обеспечить  ее  не  мог,  и  разработчики
воспользовались решением из  арсенала   RISC-процессоров,  оснастив  Pentium
раздельными буферами команд и данных. При этом обмен информацией  с  памятью
через кэш данных осуществлялся совершенно независимо от процессорного  ядра,
а буфер инструкций был связан с  ним  через  высокоскоростную  256-разрядную
внутреннюю шину. Несмотря на то что новый кристалл был спроектирован как 32-
разрядный,  для  связи  с  остальными  компонентами  системы  использовалась
внешняя 64-разрядная шина данных с максимальной пропускной способностью  528
Мбайт/с.   Еще   одной   «изюминкой»   архитектуры,    позаимствованной    у
представителей универсальных ЭВМ стала схема предсказания переходов.
      По скорости выполнения команд с плавающей точкой Pentium в пять - семь
раз превзошел процессор 486DX2/50 и почти на порядок - микросхему 486DX/33.
      Pentium Pro
      27 марта 1995 г. Intel представила микропроцессор  шестого  поколения,
получивший название  Pentium  Pro.  Стремление  выжать  из  CISC-архитектуры
практически  все,  на  что  она  способна,  заставило  разработчиков   этого
продукта пользоваться почти  всеми
12345След.
скачать работу


 Другие рефераты
Позднесредневековая городская культура
Награды в России XVIII-XIX в.в.
Понятие одаренности
Электрические свойства сплавов типа твердых растворов


 

Отправка СМС бесплатно

На правах рекламы


ZERO.kz
 
Модератор сайта RESURS.KZ