KIT.PEF.CZU

Základní deska počítače

Stručný popis + terminologie

(motherboard)

Historie základních desek

Starší typy:AT, LPX

Modernější typy:ATX, Micro ATX, mini – ATX,Flex – ATX,WTX (Workstation Technology eXtended standard pro speciální grafické stanice)

Významné rozdíly:

způsob vypínání, typy a možnosti sběrnic …

AT (Advanced Technology)

Hlavní komponenty ZD Napájení Sloty Patice procesoru Integrované periferie Čipová sada BIOS Jumpery – pro nastavení vlastností desky

BIOS Nejdůležitější součást ZD Tvořen pamětí typu ROM + data v CMOS Komunikace mezi OS a hardwarem Test počítače po zapnutí (POST) Zavedení operačního systému

Výrobci : AMI, AWARD, …

POST (Power On Self Test)

(Basic Input Output System)

CMOS slouží k uchování informací o nastavení

počítače a jeho hardwarové konfiguraci (např. – použité disky, jejich kapacity, typ videokarty, kapacita operační paměti atd.)

energeticky závislá, na základní desce je napájena z baterie

lze ji smazat spojením dvou pinů na základní desce

(Complementary Metal Oxide Semiconductor)

označení technologie

odolné špendlíkovité vyústění vodiče z desky

Čipová sada

Historie a vývoj čipových sad

Různí výrobci: INTEL, VIA, AMD, SiS

Různé architektury:Northbridge, Southbridge, Multi-Threaded I/O link

(Chip Set)

Sběrnice Soustava vodičů, sloužících zejména k adresaci

a přenosu dat Je charakterizována přesným popisem

elektrických signálů a definicí jejich významu Prostřednictvím slotů je možno hardware a

možnosti základní desky rozšiřovat a doplňovat

Slot - odbočka sběrnice ve formě štěrbinového konektoru pro zasunutí expanzní karty

Sběrnice prošly velkým vývojemMnoho typů

(Bus)

PC BUS

První systémová sběrnice pro počítače s procesorem 8088

Paralelní zapojení konektorů pro přídavné karty

Šířka 8 bitů

Sběrnice ISA (AT BUS)

ISA – Industry Standard Architecture

Navržena pro procesory 80286

Šířka 16 bitů

Používána do r. 1998

FSB

Jádro čipové sady

Frekvence: Dříve 66, 100 a 133 MHz Nyní až 1066 MHz

Šířka: 64 bitů

(Front Side Bus)

AGP

Slouží výhradně pro připojení grafických karet Frekvence 66 resp. 133 MHz Několik režimů (1X, 2X, 4X, 8X) Datová propustnost až 2,1 GB/s Komunikuje přímo se systémovou pamětí

(Accelerated Graphic Port)

PCI

Vytvořena firmou INTEL ZD různých typů obsahují různý počet PCI

slotů Šířka 64 bitů (32 pro procesory 40486) Frekvence 33 MHz Připojení k FSB přes mezisběrnicový můstek Podpora Plug and Play

(Peripheral Component Interconnect)

PCI-X a PCI Express

PCI-X pracuje na 133 MHz

- sloužila pro připojení graf. karet, ale dnes se používá jen pro připojení karet síťových

PCI Express

- moderní, vyvinuta firmou INTEL

- šířka 32 bitů, frekvence 2,5 GHz

- nástupce sběrnic AGP

Paměťová sběrnice

Přenos dat mezi procesorem a RAM Připojena k obvodu North Bridge Rychlost závisí na typu modulů RAM

SDRAMDDR SDRAM(frekvence od 100MHz do 400MHz)

IRQ – požadavek přerušení

Hardwarové přerušení (interrupt) je proces, při kterém reaguje CPU na nějaký vnější podnět.

Aby mohla přídavná zařízení komunikovat

s počítačem, musí umět vysílat žádosti o přerušení.

Tyto žádosti jsou zachytávány řadičem přerušení. Je-li přerušení od daného zařízení povoleno, je signál postoupen CPU ke zpracování.

IRQ - Interrupt request

IRQ – zpracování požadavku

V okamžiku, kdy CPU obdrží žádost o přerušení, dokončí rozpracovanou instrukci, přeruší svoji dosavadní činnost a aktivuje obslužný program, který žádost o přerušení obslouží.

Tento mechanizmus je velmi podobný obvyklému volání podprogramu, i zde se do stacku uloží adresa pro správný návrat do přerušené činnosti, navíc je však ukládán i vnitřní stav procesoru.

IRQ - Interrupt request

IRQ – zpracování požadavku

V počítači je k dispozici 15 úrovní IRQ, pomocí kterých lze žádat CPU o obsluhu.

Nižší úrovně mají při zpracování vyšší prioritu. Interrupty se tedy mohou vnořovat.

Vedle uvedených možností hardwarového přerušení lze požadavek na přerušení aktivovat i programově, tedy pomocí software. Této možnosti se používá např. při manipulaci s hardware pomocí BIOSu.

IRQ - Interrupt request

DMA

Jde o technologii přímého přístupu do paměti, kdy zařízení pouze zažádá o přidělení přenosového kanálu a pokud je danému zařízení použití tohoto kanálu povoleno, probíhá přenos dat mezi pamětí a zařízením bez pomoci CPU (obsluhu zajišťuje řadič DMA, který je implementován v čipové sadě)

Tím dojde jednak ke snížení vytíženosti procesoru a zároveň je možno zvýšit datovou prostupnost.

DMA - Direct Memory Access

DMA – přímý přístup do paměti

Řadič DMA provádí přenosy mezi zařízením a pamětí v době, kdy sběrnice není procesorem využívána.

K dispozici je 8 kanálů DMA. Jsou využívány pro zařízení, která mají vysoké nároky na rychlý přenos dat (CD-ROM, HDD, zvukové karty…)

DMA - Direct Memory Access

Řadič

Řadiče obecně slouží k řízení a synchronizaci dějů v hardware

slouží např. ke komunikaci základních desek s vnějšími paměťovými zařízeními

řadiče – IDE (Integrated Drive Electronics) EIDE (Extended IDE)

SATA (Serial Advanced Technology Attachment)

SCSI (Small Computer System Interface)

Bývají integrovány do základní desky

(controller)

Porty a rozhraní

Rozhraní zprostředkuje komunikaci mezi základní deskou a vnějším zařízením

Sériové x Paralelní Portem je často míněn konektor pro připojení

k rozhraní, ovšem konektor představuje pouze mechanickou část rozhraní bez jakékoliv inteligence

Vstupní/výstupní port je však zejména rozhraním elektrickým a logickým

Sériový port Nejstarší známé rozhraní – COM1 Pomalý, rychlost přenosu dat 115Kb/s Dříve používán pro připojení myší Konektory s 9ti a 25ti piny

Zde je dobře patrný významový rozdíl mezi konektorem a portem: sériové rozhraní převádí paralelní přenos po sběrnici na straně k procesoru na sériovou komunikaci směrem k zařízení - je tedy (toto rozhraní) opatřeno vnitřní vyrovnávací pamětí a nadáno i značnou “inteligencí”

Paralelní port Vyvinut firmou Centronics Připojení tiskáren Rychlejší než sériové rozhraní Náročnější na HW i SW Konektor se 36ti piny Může pracovat v několika módech

nejpoužívanější EPP – 2 MB/s

Rozhraní PS/2 Vyvinuto firmou IBM pro Personal System/2

jako náhrada COM portu pro připojení myši

Osvědčilo se, dnes slouží k připojení myši a klávesnice

Barevné odlišení (zelená x fialová)

USB Velmi rozšířený, praktický, rychlý HUB (rozbočovač) Možnost připojit až 127 zařízení v pěti úrovních

přes jeden USB port USB 1.1, USB 2.0 Podpora technologie Plug and Play

(možnost připojení zařízení za chodu počítače)

(Universal Serial Bus)

FireWire (IEEE 1394) Velice rychlý přenos dat mezi počítačem a

externím zařízením Využití hlavně v kombinaci se zařízeními pro

zpracování obrazu (digitální kamery) 4 – 6ti pinový konektor

Tři specifikace: S100 – 98,304 Mb/s

S200 – 196,608 Mb/s

S300 – 393,216 Mb/s

Příklad základní desky

… my ale víme, o co jde

dotazy?