ΠΡΟΣΩΠΙΚΟΣ ΥΠΟΛΟΓΙΣΤΗΣ

ΣΗΜΕΙΩΣΕΙΣ

Σημειώσεις Προσωπικού Υπολογιστή

ΜΗΤΡΙΚΗ ΚΑΡΤΑ

Βασικά στοιχεία μητρικής κάρτας

1. Υποδοχή Τροφοδοσίας2. Θέση Επεξεργαστή (CPU)3. Υποδοχή τύπου AGP για κάρτα προσαρμογής οθόνης (Accelerated Graphic Port) Γρήγορη

θύρα γραφικών)4. Υποδοχή καρτών τύπου ISA (Industry Standard Architecture ) Τυποποιημένη

Αρχιτεκτονική Βιομηχανίας5. Υποδοχή κάρτας PCI (Peripheral component Interconnect) Διασύνδεση περιφερειακών

εξαρτημάτων6. Υποδοχή μνήμης7. Σειριακές Θύρες8. Θύρες USB (Νέου τύπου σειριακές θύρες) Universal Serial Bus)9. Παράλληλη θύρα εκτυπωτή10. Υποδοχή πληκτρολογίου-ποντικιού11. Υποδοχές για σύνδεση με HD & FD (IDE)

2


12. Chipset: Απαραίτητα κυκλώματα για επικοινωνία μεταξύ όλων των μονάδων του υπολογιστή

13. Super I/O chip (Δεύτερο Chipset)14. PnP BIOS

3


4


Περιεχόμενα μητρικής πλακέτας

1. Συνδετήρες πληκτρολογίου και ποντικιού. 2. Συνδετήρας τροφοδοσίας. 3. Υποδοχές μνήμης (DIMM). 4. Συνδετήρας εύκαμπτου δίσκου. 5. Συνδετήρα IDE σκληρού δίσκου. 6. tagRAM. 7. Chipsets. 8. Δευτερεύουσα κρυφή μνήμη.9. Υποδοχή COASt. 10. Υποδοχή επεξεργαστή. 11. Flash BIOS. 12. BIOS CMOS. 13. Μπαταρία. 14. Υποδοχές διαύλου ISA. 15. Υποδοχές διαύλου PCI. 16. Υποδοχές μνήμης (SIMM). 17. Ελεγκτές Ε/Ε: συνδετήρες για παράλληλη και σειριακή θύρα. 18. Συνδετήρας USB.

5


Τύποι μητρικών

ATBABY ATATXLPX (για επιτραπέζιους υπολογιστές)

ΒΑΣΕΙΣ CPU (ZIF, Slot1)

PGA PGA (Pin Grid Array) διάταξη ακίδων σε πλέγμα. Υπάρχουν 10 διαφορετικές βάσεις.

Βάση Αριθμός ακίδων Τάση ΕπεξεργαστήςSocket 1 169 5V 486SX,DX,DX2Socket 2 237 5V 486SX,DX, DX2Socket 3 238 5V & 3,3V 486SX,DX, DX2, DX4, 5X86Socket 4 273 5V Pentium 60/66Socket 5 320 3,3V Pentium 75-133Socket 7 321 VRM* Pentium 75-300,K5,K6,K6-2,K6-IISocket 8 387 VMR* Pentium ProPGA 370 370 VMR* Celeron, Pentium IIISocket A VMR* Athlon, DuranPGA 423 423 VMR* Pentium 4

VMR* = Voltage Regulator Module – Εξάρτημα ρύθμισης τάσης.

Τύπος ZIF (Zero Insertion Force-μηδενικής δύναμης εισαγωγής.

SECSEC (Single Edge Cartridge - Συσκευασίας μονής άκρης).

Επεξεργαστής +L2 242 επαφές

Pentium IIPentium II-XeonPentium III slot 1Pentium III-XeonCeleronAthlon

6


slot1

PGA 370

7


ΕΠΕΞΕΡΓΑΣΤΕΣ

Χαρακτηριστικά επεξεργαστών

1. Συχνότητα λειτουργίας. Πλήθος των κύκλων του ρολογιού ανά second. O 8088 12 κύκλους για μια απλή εντολή, Athlon 6 εντολές ανά κύκλο.

2. Εύρος διαδρόμου δεδομένων (8-64 bits)3. Εύρος διαδρόμου διευθύνσεων (16-36 bits)

32 4-δισεκατομμύρια θέσεις μνήμης36 68-δισεκατομμύρια θέσεις μνήμης

4. Εύρος καταχωριτών. Είναι στην ουσία το εύρος του εσωτερικού διαδρόμου δεδομένων που μπορεί να είναι διαφορετικό από το εύρος του εξωτερικού διαδρόμου.π.χ. 8088 εύρος καταχωριτών 16 bits

>> εξωτερικού διαδρόμου 8 bitsPentium >> καταχωριτών 32 bits

>> εξωτερικού διαδρόμου 64 bits5. Τάση λειτουργίας

Γενιές επεξεργαστών

1η , 2η, 3η γενιά.

Γενιά 1η 2η 3η

Επεξεργαστής 8088 8086 80286 80386SX 80386DX

ΚατασκευαστήςIntel Intel Intel Intel, AMD,

CyrixIntel, AMD,

CyrixΣυχνότητα Λειτουργίας 4,77-12 4,77-12 6-20 16,25,33 16,25,33,40Κύκλοι για μια εντολή 12 12 4,5 4,5 4,5DATA BUS εσωτερικό 16 bits 16 bits 16 bits 32 bits 32 bitsDATA BUS εξωτερικό 8 bits 16 bits 16 bits 16 bits 32 bitsADDRESS BUS 20 bits 20 bits 24 bits 24 bits 32 bitsΤάση λειτουργίας 5V 5V 5V 5V 5V

4η γενιά.Χαρακτηριστικό η μνήμη L1 στον επεξεργαστή

Επεξεργαστής 80486SX 80486SL 80486DX 80486DX2 80486DX4 5X86

Κατασκευαστής Intel Intel IntelIntel, AMD, Cyrix

Intel, AMD, Cyrix

AMD

Συχνότητα Λειτουργίας 16,25,33 25,33 25,33,50 50,66,80 75,100,120 133Εξωτερική Συχνότητα 16,25,33 25,33 25,33,50 25,33,40 25,33,40 33Κύκλοι για μια εντολή 2 2 2 2 2 2DATA BUS εσωτερικό 32 bits 32 bits 32 bits 32 bits 32 bits 32 bitsDATA BUS εξωτερικό 32 bits 32 bits 32 bits 32 bits 32 bits 32 bitsADDRESS BUS 32 bits 32 bits 32 bits 32 bits 32 bits 32 bitsΤάση λειτουργίας 5V 5, 3.3V 5V 5,3.3V 3.3V 3.4V

8


L1 8Kb 8Kb 8Kb 8KB 8Kb 16Kb

5η γενιάΕπεξεργαστής Pentium Pentium Pentium MMX K5Κατασκευαστής Intel Intel Intel AMDΣυχνότητα Λειτουργίας 60,66 75-233 166-266 75-117Εξωτερική Συχνότητα 60,66 50,60,66 66 50,60,66Εντολές ανά κύκλο 2 2 2 2+DATA BUS εσωτερικό 32 bits 32 bits 32 bits 32 bitsDATA BUS εξωτερικό 64 bits 64 bits 64 bits 64 bitsADDRESS BUS 32 bits 32 bits 32 bits 32 bitsΤάση λειτουργίας 5V 3.3V 2.8,1.8V 3.52VL1 16Kb 16Kb 22Kb 22KB

6η γενιάΧαρακτηριστικό L2 στον επεξεργαστή.Επεξεργαστής Pentium

ProPentium II

(Xeon)Celeron Pentium III

(Xeon)Κατασκευαστής IntelΣυχνότητα Λειτουργίας 150-200 233-450 233-533 450-1000Εξωτερική Συχνότητα 60,66 66,100 66 100,133Εντολές ανά κύκλο 3 3 3 3DATA BUS εσωτερικό 32 bits 32 bits 32 bits 32 bitsDATA BUS εξωτερικό 64 bits 64 bits 64 bits 64 bitsADDRESS BUS 36 bits 36 bits 36 bits 36 bitsΤάση λειτουργίας 3.1,3.3V 2.0,2.8V 2V 2VL1 16Kb 32Kb 32Kb 32KB

L2256-

1024Kb512

(0,5-2Mb)0-128Kb 256,512Kb

Επεξεργαστής K6 K6-2 K6-III AthlonΚατασκευαστής AMDΣυχνότητα Λειτουργίας 166-300 266-533 400-450 550-1000Εξωτερική Συχνότητα 66 66,100 100 200Εντολές ανά κύκλο 6 6 6 6DATA BUS εσωτερικό 32 bits 32 bits 32 bits 32 bitsDATA BUS εξωτερικό 64 bits 64 bits 64 bits 64 bitsADDRESS BUS 32 bits 32 bits 32 bits 32 bitsΤάση λειτουργίας 2.2V 2.2V 2.2V 1.55VL1 64Kb 64Kb 64Kb 128KBL2 256Kb 512Kb

9


ΣΚΛΗΡΟΣ ΔΙΣΚΟΣ(HD)

Χαρακτηριστικά1. Χρόνος προσπέλασης σημερινές τιμές <10msec.2. Ταχύτητα μεταφοράς δεδομένων σημερινές τιμές >3Mbytes/sec.3. Λανθάνουσα μνήμη4. Χρόνος Ζωής5. Χωρητικότητα

Πρωτόκολλα Επικοινωνίας

1. IDE (Integrated Device Electronics). Ο ελεγκτής (controller) μέσα στο σκληρό δίσκο. Υποστηρίζει 2 HD έως 528Mb ταχ<4 Mb/sec και όχι άλλες συσκευές.

1

Σύνδεση με καλωδιοταινία μετάδοσης δεδομένων.

Βραχυκυκλωτήρες για MASTER, SLAVE

Σύνδεση με τροφοδοσία ρεύματος.


2. EIDE (Παραλλαγή του IDE) Έως 4HD, Χωρητικότητα έως 136,9 Gbyte, ταχύτητα μεγαλύτερη 4 Mb/sec, αυτόματη ανάγνωση από το BIOS των παραμέτρων του HD.

3. SCSI (Small Computer System Interface). Έως 15 συσκευές, μέγιστη ταχύτητα μεταφοράς δεδομένων, χωρίς περιορισμό χωρητικότητας HD.Υπάρχουν δύο διάδρομοι δεδομένων των 8 και 16 bits.

Bus with

Standard SCSI

Fast SCSI Fast-20 (Ultra)

Fast-40 (Ultra 2)

Fast-66 FastUltra ATA

100

FastUltra ATA

1608bit 5Mb/sec 10Mb/sec 20Mb/sec 40Mb/sec 66Mb/sec 100Mb/sec 160Mb/sec16bit 10Mb/sec 20Mb/sec 40Mb/sec 80Mb/sec 122Mb/sec 200Mb/sec 320Mb/sec

1


Κάθε σκληρός δίσκος αποτελείται από μια ή περισσότερες κυκλικές πλακέτες, οι οποίες χρησιμοποιούνται για να κρατούν τα δεδομένα στο δίσκο. Οι πλακέτες αυτές υλοποιούνται από δύο βασικά υλικά: ένα μεταλλικό υλικό (αλουμίνιο), για τον κυρίως δίσκο, το οποίο είναι άκαμπτο (από αυτό προκύπτει και η ονομασία του) και μια μαγνητική επίστρωση, η οποία κρατά ουσιαστικά τα δεδομένα, που τοποθετούμε στο σκληρό δίσκο. Αν και το αλουμίνιο είναι το υλικό που σήμερα υλοποιούνται οι δίσκοι, έχουν γίνει προσπάθειες κατασκευής δίσκων από γυαλί

Τομή φυσικής πλακέτας δίσκουΜέγεθος πλακέτας

1


Με τον όρο αυτό εννοούμε στην πραγματικότητα το φυσικό μέγεθος του σκληρού δίσκου, το οποίο κυρίως αναφέρεται στη διάμετρο της πλακέτας. Γίνεται εύκολα κατανοητό, ότι όσο μεγαλύτερες πλακέτες χρησιμοποιούμε, τόσο περισσότερα δεδομένα μπορούμε να αποθηκεύσουμε. Μερικοί κατασκευαστές προσπαθούν να εκμεταλλευτούν όσο το δυνατό περισσότερο από το φυσικό χώρο που τους δίνεται, για να αυξήσουν τη χωρητικότητα των δίσκων. Από την άλλη όμως οι μεγαλύτερες πλακέτες προσφέρουν χαμηλότερη απόδοση, από τις μικρότερες της ίδιας χωρητικότητας γιατί τα δεδομένα είναι πιο πολύ διεσπαρμένα στο χώρο και συνεπώς χρειάζεται περισσότερος χρόνος για να τοποθετηθούν ή να διαβαστούν. Το πλέον συνηθισμένο μέγεθος πλακετών των σκληρών δίσκων για προσωπικούς υπολογιστές είναι 3.5" και 5.25" (ίντσες). Το μέγεθος αυτό είναι το ίδιο με το εκείνο των δισκετών, για το λόγο ότι και οι δύο οδηγοί τοποθετούνται στο ίδιο πλάτος χώρου. Το μέγεθος αυτό για τους δίσκους των φορητών υπολογιστών είναι 2.5", για ευνόητους λόγους. Επιπλέον, όσο μεγαλύτερες είναι οι πλακέτες, τόσο ισχυρότερους κινητήρες χρειάζονται, για να περιστραφούν με υψηλές ταχύτητες και τόσο πιο επιρρεπείς είναι σε βλάβες από κραδασμούς και αιφνίδιες διακυμάνσεις του ρεύματος.

Αριθμός κεφαλών

Σε κάθε σύγχρονο δίσκο υπάρχουν δύο κεφαλές για κάθε μία από τις πλακέτες του, μία στην πάνω πλευρά και μία στην κάτω. Αυτό σημαίνει ότι ένας τυπικός δίσκος (που χρησιμοποιεί 2 ή 3 πλακέτες) έχει 4 ή 6 κεφαλές. Στην παρακάτω εικόνα μπορείτε να δείτε ένα σκληρό δίσκο με 6 πλακέτες και 12 κεφαλές ανάγνωσης/εγγραφής οι οποίες κινούνται ταυτόχρονα. Οι βραχίονες, οι οποίοι μετακινούν αυτές τις κεφαλές, κινούνται μέσα και έξω, σχεδόν σαν το βραχίονα της βελόνας ενός pick-up ή ενός γραμμοφώνου. Υπάρχουν 6 βραχίονες, ένας για κάθε κεφαλή, των οποίων η συγχρονισμένη κίνηση προκαλείται από ένα ηλεκτρομηχανικό σύστημα το οποίο ονομάζεται μηχανισμός κίνησης κεφαλών (head actuator). Τα δεδομένα του δίσκου μπορούν να προσπελαστούν μόνο από μία κεφαλή κάθε φορά Σε κάθε σύγχρονο δίσκο υπάρχουν δύο κεφαλές για κάθε μία από τις πλακέτες του, μία στην πάνω πλευρά και μία στην κάτω. Αυτό σημαίνει ότι ένας τυπικός δίσκος (που χρησιμοποιεί 2 ή 3 πλακέτες) έχει 4 ή 6 κεφαλές. Στην παρακάτω εικόνα μπορείτε να δείτε ένα σκληρό δίσκο με 6 πλακέτες και 12 κεφαλές ανάγνωσης/εγγραφής οι οποίες κινούνται ταυτόχρονα. Οι βραχίονες, οι οποίοι μετακινούν αυτές τις κεφαλές, κινούνται μέσα και έξω, σχεδόν σαν το βραχίονα της βελόνας ενός pick-up ή ενός γραμμοφώνου. Υπάρχουν 6 βραχίονες, ένας για κάθε κεφαλή, των οποίων η συγχρονισμένη κίνηση προκαλείται από ένα ηλεκτρομηχανικό σύστημα το οποίο ονομάζεται μηχανισμός κίνησης κεφαλών (head actuator). Τα δεδομένα του δίσκου μπορούν να προσπελαστούν μόνο από μία κεφαλή κάθε φορά

1


Δίσκος με 6 πλακέτες και 12 κεφαλέςΎψος πτήσης κεφαλών

Ένα ιδιαίτερο χαρακτηριστικό, το οποίο κάνει την τεχνολογία των σκληρών δίσκων να ξεχωρίζει από αυτή των δισκετών και των ταινιών, είναι το γεγονός ότι οι κεφαλές δεν έρχονται σε επαφή με την επιφάνεια, όπου είναι αποθηκευμένα τα δεδομένα. Οι κεφαλές "ίπτανται" πάνω από αυτή την επιφάνεια και όλες οι δουλειές τους γίνονται χωρίς πραγματική επαφή της κεφαλής με το μαγνητικό υλικό. Το διάστημα που μεσολαβεί από την πλακέτα μέχρι την κεφαλή ονομάζεται Floating Height ή Head Gap και μερικές φορές Flying Height, όρος που δεν είναι πολύ ακριβής επειδή η κεφαλή περισσότερο επιπλέει παρά πετάει πάνω από την πλακέτα. Οι κεφαλές κρατούνται από ένα αδύναμο ελατήριο, το οποίο τις αναγκάζει να πιέζουν ενάντια στις πλακέτες, όταν ο δίσκος δεν περιστρέφεται. Αυτό γίνεται, για να εξασφαλίσουμε ότι οι κεφαλές δε θα φύγουν μακριά από τις πλακέτες. Το να διατηρήσουμε ένα ακριβές ύψος, είναι ουσιώδες για τη σωστή λειτουργία. Όταν ο δίσκος περιστρέφεται σε υψηλή ταχύτητα, προκαλεί αέρα ο οποίος ρέει κάτω από την κεφαλή και την πιέζει προς την αντίθετη κατεύθυνση από τις πλακέτες. Έτσι η κεφαλή δεν ίπταται πάνω από την πλακέτα αλλά επιπλέει πάνω σ΄ αυτή χωρίς να την ακουμπά.

Το ύψος στο οποίο οι κεφαλές επιπλέουν, είναι ένας ειδικός παράγοντας σχεδιασμού και εξετάζεται στενά από τους μηχανικούς, που κατασκευάζουν τους σκληρούς δίσκους. Εάν το ύψος αυτό είναι πολύ μεγάλο, οι κεφαλές δεν μπορούν να διαβάσουν και να γράψουν σωστά. Αν είναι πολύ μικρό, υπάρχει μεγάλο ρίσκο από σύγκρουση της κεφαλής στην πλακέτα. Όπως αναφέρθηκε σε προηγούμενη ενότητα, όσο πιο πολύ αυξάνουμε την πυκνότητα της μαγνητικής επιφάνειας, τόσο πιο αδύναμα είναι τα μαγνητικά πεδία των μικρoμαγνητών. Επομένως η κεφαλή πρέπει να είναι ικανή να επιπλέει πιο κοντά στη μαγνητική επιφάνεια για να μπορεί να "αισθανθεί" αυτά τα πεδία, κάτι που απαιτεί υψηλή ποιότητα κατασκευής, ώστε να αποφευχθούν επαφές της κεφαλής στην πλακέτα. Οι σύγχρονοι σκληροί δίσκοι έχουν ένα "ύψος πτήσης" της τάξεως των 3, 5 εκατομμυριοστών της ίντσας, το οποίο κάθε χρόνο μειώνεται. Όσο αυτό το ύψος μειώνεται, τόσο πιο πολύ πρέπει να εξασφαλίζεται ότι η επιφάνεια των πλακετών είναι επίπεδη και ότι πάνω της δεν υπάρχει σκόνη ή βρωμιά, γιατί αυτό θα προκαλούσε βλάβη στη μαγνητική επιφάνεια. Στην παρακάτω εικόνα βλέπουμε το ύψος αυτό σε σχέση με άλλα μεγέθη όπως μια ανθρώπινη τρίχα που έχει πάχος πάνω από 2,000 μικρο-ίντσες

Ύψος πτήσης κεφαλών Από τη στιγμή που οι κεφαλές επιπλέουν σε ένα μικροσκοπικό στρώμα αέρα πάνω από τις πλακέτες, είναι πιθανό να έρθουν σε επαφή με την επιφάνεια αυτών των πλακετών κάτω από συγκεκριμένες καταστάσεις. Στην πραγματικότητα αυτό είναι πιο πιθανό να συμβεί κατά την αρχή περιστροφής ή κατά το σταμάτημα. Αν η κεφαλή έρθει σε επαφή με την επιφάνεια κατά τη διάρκεια λειτουργικής ταχύτητας (όταν ο δίσκος δουλεύει πραγματικά), το αποτέλεσμα μπορεί να είναι απώλεια δεδομένων, καταστροφή της κεφαλής, καταστροφή της επιφάνειας του δίσκου ή όλα αυτά μαζί. Αυτό συνήθως ονομάζεται σύγκρουση κεφαλής (head crash) και οι πιο κοινοί

1


λόγοι που μπορεί να την προκαλέσουν είναι η μόλυνση της επιφάνειας του δίσκου και η απότομη διακοπή του ρεύματος ενώ αυτός βρίσκεται σε λειτουργία. Ωστόσο, οι σύγχρονοι δίσκοι έχουν ένα προστατευτικό επίπεδο, όπως είπαμε, το οποίο μπορεί να εμποδίσει ένα ποσοστό "βλάβης" όταν γίνει κάτι επικίνδυνο για την ασφάλεια του δίσκου.

1


ΔΙΑΔΡΟΜΟΙ ΠΕΡΙΦΕΡΕΙΑΚΩΝ ΚΑΙ ΚΑΡΤΕΣ ΕΠΕΚΤΑΣΗΣ

Γενικά

Ένα υπολογιστικό σύστημα αποτελείται βασικά από τον επεξεργαστή, την μνήμη και τις περιφερειακές μονάδες. Οι συσκευές αυτές πρέπει να επικοινωνούν και να ανταλλάσσουν μεταξύ τους δεδομένα.

Ένας απλοϊκός τρόπος σύνδεσης είναι ο παρακάτω.

Κάθε συσκευή συνδέεται με όλες τις άλλες συσκευές με τις οποίες πρέπει να επικοινωνήσει. Αυτός ο τρόπος σύνδεσης αν και άμεσος έχει το μειονέκτημα ότι οδηγεί σε πολύπλοκη διασύνδεση. Επίσης δεν μπορούν εύκολα να συνδεθούν καινούργιες συσκευές.

Ένας πιο ευέλικτος και αποτελεσματικός τρόπος σύνδεσης των συσκευών του υπολογιστικού συστήματος είναι η παράλληλη σύνδεση των συσκευών μέσω μιας κοινής λεωφόρου διακινήσεις δεδομένων όπως φαίνεται πιο κάτω. Η λεωφόρος αυτή ονομάζεται διάδρομος του υπολογιστικού συστήματος.

Διάδρομος Υπολ. Συστήματος

Το μειονέκτημα αυτής της σύνδεσης είναι ότι μόνο δυο μονάδες μπορούν κάθε φορά να επικοινωνούν ταυτόχρονα μεταξύ τους. Συνήθως υπάρχει η δυνατότητα επικοινωνίας μόνο του επεξεργαστή με μια συσκευή. Για παράδειγμα για την απεικόνιση στην οθόνη ενός χαρακτήρα

1

Επεξεργαστής

Σκληρός Δίσκος

Μονάδα CD

Μνήμη

Ποντίκι Πληκτρολόγιο

Οθόνη Ηχεία

Επεξεργαστής Μνήμη

Ποντίκι Πληκτρολόγιο

Οθόνη Ηχεία Σκληρός Δίσκος

Μονάδα CD


από το πάτημα ενός πλήκτρου, πρέπει να περάσει πρώτα ο χαρακτήρας από το πληκτρολόγιο στον επεξεργαστή και στη συνέχεια από αυτόν στην οθόνη, πάντα μέσου του διαδρόμου δεδομένων.

Ο διάδρομος του υπολογιστικού συστήματος αποτελείται από ένα σύνολο παράλληλων γραμμών σύνδεσης. Το πλήθος τους ονομάζεται εύρος διαδρόμου. Το εύρος του διαδρόμου των δεδομένων είναι σημαντικό για την ταχύτητα μεταφοράς δεδομένων. Υπάρχουν οι εξής ομάδες γραμμών ανάλογα με το είδος της πληροφορίας που περνάει από αυτές.

1. Διάδρομος δεδομένων (data bus). Μεταφέρουν δεδομένα.2. Διάδρομος διευθύνσεων (address bus). Η πληροφορία που μεταφέρετε χαρακτηρίζει

και προσδιορίζει την συσκευή με την οποία θέλει να επικοινωνήσει ο επεξεργαστής.3. Διάδρομος ελέγχου. Μεταφέρουν σήματα συνχρονισμού και εντολές του επεξεργαστή

και των περιφερειακών συσκευών.

Σύνδεση Μονάδων με το διάδρομο.

Ένας επεξεργαστής διαθέτει τα εξής σήματα με τα οποία επικοινωνεί με τις υπόλοιπες συσκευές.

1. Σήματα διευθύνσεων. Δίνει την διεύθυνση της μονάδας με την οποία θέλει να επικοινωνήσει

2. Σήματα δεδομένων. Με αυτά διαβάζει και γράφει στις υπόλοιπες μονάδες3. Σήμα RE (Read Enable). Ενεργοποιείται όταν ο επεξεργαστής θέλει να διαβάσει

δεδομένα.4. Σήμα WE (Write Enable). Ενεργοποιείται όταν ο επεξεργαστής θέλει να γράψει

δεδομένα.

1


RE WE

Μήμη

RE WE

Διάδρομος Δεδομένων

Διάδρομος Διευθύνσεων

REΜονάδαΕισόδου

WEΜονάδαΕξόδου

RE

WE


Λειτουργία διαδρόμου

Την διακίνηση των δεδομένων στο διάδρομο την ρυθμίζει ο επεξεργαστής. Έτσι πότε θα δώσουν η θα πάρουν δεδομένα οι περιφερειακές μονάδες και η μνήμη κανονίζεται από τα σήματα διευθύνσεων και ελέγχου που δίνει ο επεξεργαστής. Κάθε περιφερειακή μονάδα έχει μια διεύθυνση με την οποία προσδιορίζεται. Η διεύθυνση αυτή είναι το όνομα της. Βέβαια υπάρχουν περιφερειακές μονάδες που διαθέτουν περισσότερες από μια διευθύνσεις. Κάθε περιφερειακή μονάδα διαθέτει ένα κύκλωμα αποκωδικοποίησης της διεύθυνσης. Στο κύκλωμα αυτό κάθε μονάδα συγκρίνει τα δεδομένα του διαδρόμου δεδομένων με την δική της διεύθυνση. Αν η διεύθυνση είναι ίδια, τότε η μονάδα αυτή συνδέεται στο διάδρομο δεδομένων και ανταλλάσσει δεδομένα με τον επεξεργαστή.

Επικοινωνία συσκευών με τον επεξεργαστή

Ας υποθέσουμε ότι έχουμε τρεις συσκευές σε ένα υπολογιστικό σύστημα. Σε απλά υπολογιστικά συστήματα για να δει ο επεξεργαστής αν μια συσκευή θέλει να επικοινωνήσει μαζί του για ανταλλαγή δεδομένων ελέγχει κατά τακτά διαστήματα κάθε συσκευή. Δηλαδή κατά τακτά χρονικά διαστήματα σταματάει την εκτέλεση του προγράμματος για να ελέγξει ένα σήμα κάθε μονάδα αν είναι ενεργοποιημένο.

Το πλεονέκτημα αυτής της μεθόδου είναι ότι η σχεδίαση του συστήματος είναι απλή όπως και το πρόγραμμα υλοποίησης.

Το μειονέκτημα είναι ότι κάθε φορά που θέλουμε να συνδέσουμε μια νέα συσκευή, πρέπει να αλλάξουμε και το πρόγραμμα. Επίσης ο επεξεργαστής χάνει χρόνο για τον έλεγχο των σημάτων των συσκευών.

Διακοπές(interrupt)

Μια άλλη μέθοδος που χρησιμοποιείται είναι αυτή των διακοπών. Σύμφωνα με αυτή ο επεξεργαστής έχει ένα σήμα εισόδου το οποίο τον ειδοποιεί ότι μια συσκευή θέλει να επικοινωνήσει μαζί του. Ο επεξεργαστής κάθε φορά που τελειώνει την εκτέλεση μιας εντολής κοιτάει αυτό το σήμα..

Όταν αναγνωρίσει ότι πρέπει να επικοινωνήσει με μια συσκευή, σταματάει την εκτέλεση του προγράμματος και εξυπηρετεί την μονάδα..

Στην πραγματικότητα υπάρχει ένα κύκλωμα που ονομάζεται προγραμματιζόμενος ελεγκτής διακοπών (PIC). Το κύκλωμα αυτό παράγει το σήμα διακοπής, και τον αριθμό της μονάδας που θέλει να επικοινωνήσει. Κάθε μονάδα διαθέτει έναν μοναδικό αριθμό IRQ για την αναγνώριση της. Η μονάδα αρχικά επικοινωνεί με τον PIC και αυτός με τον επεξεργαστή.

1


Μονάδα 1

Μονάδα 2

Μονάδα 3


Άμεση Προσπέλαση ΜνήμηςΆμεση προσπέλαση μνήμης (DMA Direct Memory Access) είναι τρόπος μαζικής μεταφοράς δεδομένων μεταξύ περιφερειακών μονάδων και μνήμης χωρίς την μεσολάβηση του επεξεργαστή. Για το λόγω αυτό χρησιμοποιείται ένας ελεγκτής (ολοκληρωμένο κύκλωμα )

DMA που συνδέεται πάνω στον διάδρομο δεδομένων. Όταν έχουμε άμεση προσπέλαση μνήμης ο ελεγκτής DMA αναλαμβάνει τον έλεγχο του διαδρόμου αντί του επεξεργαστή.Υπάρχουν δυο τρόποι λειτουργίας του ελεγκτή DMA.1ος Μεταφορά Ριπής (burst mode). Ο έλεγχος του διαδρόμου στον ελεγκτή ως το τέλος της μεταφοράς των δεδομένων.2ος Κλέψιμο κύκλου (cycle stealing) ο έλεγχος του διαδρόμου στον ελεγκτή μόνο όταν δεν τον χρησιμοποιεί ο επεξεργαστής.Ο τρόπος που χρησιμοποιείται εξαρτάτε από την ταχύτητα της περιφερειακής μονάδας.

1

ΕπεξεργαστήςPIC

Programmable Interrupt Controller

INTR

INTA

INT Name

Μονάδα 1 Μονάδα 2 Μονάδα 3

INTRINTA


Διάδρομοι περιφερειακών

Λειτουργούν με χαμηλότερες συχνότητες από αυτές του διαδρόμου επεξεργαστή και σε αυτούς συνδέονται οι περιφερειακές μονάδες. Συνδέονται με τον διάδρομο του επεξεργαστή μέσω ειδικών κυκλωμάτων που ονομάζονται κυκλώματα ελέγχου του διαδρόμου περιφερειακών.

Οι διάδρομοί περιφερειακών διαθέτουν ειδικές υποδοχές, οι οποίες ονομάζονται υποδοχές επέκτασης (expansion slots).

Διάδρομος ISA

Διάδρομος ISA 8bits 16bitsΕύρος διαδρόμου δεδομένων 8bits 16bitsΕύρος διαδρόμου διευθύνσεων 20bits 24bitsΤαχύτητα μεταφοράς δεδομένων 4Mb/sec 8Mb/sec

Μέγιστη συχνότητα λειτουργίας 8.33MHz.

Διάδρομος VL-BUS (Τοπικός διάδρομος VESA)

2

Διάδρομος επεξεργαστή (Υψηλή συχνότητα λειτουργίας)

CPU Μνήμη

Κυκλώματα ελέγχου διαδρόμου περιφερειακών

Διάδρομος περιφερειακών (Χαμηλή συχνότητα λειτουργίας)

Περιφερειακά ενσωμα-τωμένα στην μητρική

Κάρτες επέκτασης


Είναι ο διάδρομος του επεξεργαστή. Χρησιμοποιείται μόνο στους 80386 & 80486 με μικρή συχνότητα λειτουργίας (έως 40 MHz) που είναι και η συχνότητα του διαδρόμου.

Διάδρομος PCI

Έχει την δυνατότητα να λειτουργεί ανεξάρτητα από τον επεξεργαστή. Για την σύνδεση του με την μνήμη και τον επεξεργαστή χρησιμοποιείται η γέφυρα PCI.

Συχνότητα λειτουργίας PCI 33 MHzΕύρος διαδρόμου δεδομένων 32 bitsΤαχύτητα μεταφοράς δεδομένων 133Mb/sec

Διάδρομος AGP

Διάδρομος ειδικά για κάρτες γραφικών.

Εύρος διαδρόμου δεδομένων 32bitsΣυχνότητα λειτουργίας 66MHz

2

Διάδρομος PCI (33MHz, Data Bus 32bits)

CPU

Μνήμη

Διάδρομος ISA

Αργές περιφερειακές μονάδες

Κάρτες επέκτασης

Γέφυρα PCI

Γέφυρα Κάρτα επέκταση

ς

Κάρτα επέκταση

ς


Έχει τρις καταστάσεις λειτουργίας:1Χ 266Mb/sec2X 533Mb/sec4X 1066Mb/sec

Υπολογισμός.Ταχύτητα = Συχνότητα εξωτερικού διαδρόμου X Εύρος διαδρόμου δεδομένων.

800Mb/sec=100MHz*8bytes 8bytes=8*8dits=64bytes.

Σύγκρισή διαδρόμων περιφερειακών

ΔιάδρομοιΕύρος

διαδρόμωνΣυχνότηταλειτουργίας

Ταχύτητα μεταφοράς δεδομένων

ISA 8bits 8bits έως 8.33MHz 4Mb/secISA 16bits 16bits έως 8.33MHz 8Mb/secVL-BUS 32bits Ίδια με επεξεργαστή 160Mb/sec στα 40MHz

PCI 32bits 33MHz 133Mb/sec

AGP 32bits 66MHz1x=266Mb/sec2x=533Mb/sec4x=1066Mb/sec

2

CPU

800Mb/sec

ΜνήμηΓέφυρα

133Mb/sec

Διάδρομος PCI

Διάδρομος AGP

800Mb/sec 800Mb/sec


2


ΚΑΡΤΕΣ ΓΡΑΦΙΚΩΝ

Κάρτα οθόνης (video adapter) – προσαρμογέας γραφικών (graphics adapter) – προσαρμογέας εικόνας.

Μετατρέπει τα ψηφιακά δεδομένα (bits) από τη CPU σε αναλογικό σήμα εικόνας που μπορεί να απεικονίσει η οθόνη.

1981 τεχνολογία MDA (Monochrome Display Adapter) ανάλυση 720Χ350. >> >> CGA (Color Graphics Adapter) ταυτόχρονα 4 χρώματα από ένα σύνολο

16 με ανάλυση 320Χ200 ή 2 χρώματα με ανάλυση 640Χ200. >> >> Hercules μονόχρωμα γραφικά με ανάλυση 720Χ348. >> >> EGA (Enhanced Graphics Adapter) 16 χρώματα, ανάλυση 640Χ350.1987 >> >> VGA (Video Graphics Array) 16 χρώματα, ανάλυση 640Χ480.1988 >> >> SVGA (Super VGA) 16 ή περισσότερα χρώματα σε ανάλυση 640Χ480,

800Χ600, 1024Χ768, 1280Χ1024 ….

Οι κάρτες γραφικών διακρίνονται σε 1. Απλές & 2. Κάρτες με επιταχυντή.

Απλές

2

Ψηφιοποιημένη

εικόνα

Αναλογικό

σήμα

CPUΜνήμη Κάρτας

DACΕλεγκτής Κάρτας

3 ηλεκτρικά πυροβόλα καθοδικού

σωλήνα


DAC (Digital to Analog Converter) μετατροπέας ψηφιακού σήματος σε αναλογικό.3 ηλεκτρικά πυροβόλα, ένα για κάθε χρώμα (κόκκινο, πράσινο, μπλε).

Ο DAC μετατρέπει τις ψηφιακές τιμές σε τιμές ηλεκτρικής τάσης, χρησιμοποιώντας έναν πίνακα που αντιστοιχίζει το κάθε χρώμα σε μια τάση ρεύματος για καθένα από τα (3) τρία βασικά χρώματα.

Σε μια τυπική VGA ο πίνακας περιέχει 262.144 δυνατά χρώματα από τα οποία αποθηκεύονται ταυτόχρονα στην μνήμη τα 256.

Ο DAC καθορίζει και τη συχνότητα ανανέωσης της οθόνης (δηλαδή στέλνει τα στοιχεία οριζόντιας και κάθετης σάρωσης που απαιτούνται). Όσο μεγαλύτερη είναι η συχνότητα ανανέωσης τόσο μεγαλύτερη η ευκρίνεια.. Οι σημερινές συχνότητες φθάνουν τα 220Hz.

2. Κάρτες γραφικών με επιταχυντή

Οι συγκεκριμένες κάρτες περιέχουν έναν ελεγκτή που ονομάζεται Παραθυρικός επιταχυντής (Windows ή Graphics Accelerators). Αυτός επιτρέπει τις εργασίες (αντιγραφή τμημάτων εικόνας από μια περιοχή σε μια άλλη, σχεδίαση γραμμών, χρωματισμός γεωμετρικών σχημάτων, κλπ) να εκτελούνται στην κάρτα γραφικών και όχι στη CPU.

Την λειτουργία αναλαμβάνει να την ελέγξει το πρόγραμμα-οδηγός (driver) της κάρτας γραφικών που αν «δει» ότι μπορεί να κάνει την εργασία ο επιταχυντής του την αναθέτει.

2


Κάρτα γραφικών

Μνήμη

Επιταχυντής γραφικών

Οθόνη


Χαρακτηριστικά κάρτας γραφικών

1. Βάθος χρώματος (Color depth) Είναι το πλήθος των bit που απαιτούνται για να περιγραφεί το χρώμα των εικονοστοιχείων (pixel).Χρώμα 4bit 24=16 χρώματα.

24bit 224=16.777.216 χρώματαΗ τιμή του βάθους χρώματος εξαρτάται από τον DAC. Σημερινές τιμές = 24 bit.

2. Μνήμη κάρτας (Video memory). Αριθμός Bytes=(οριζόντιος ανάλυση * βάθος χρώματος)/8.Μνήμες κάρτας γραφικών DRAMDynamic Random Access Memory

VRAMVideo >> >> >>3. Συχνότητα ανανέωσης (Refresh Rate) Ελάχιστη χωρίς προβλήματα κούρασης των ματιών

70-72 Hz. Η συχνότητα ανανέωσης πρέπει να υποστηρίζεται και από την οθόνη.4. Προγράμματα οδήγησης (drivers). Τα προγράμματα οδήγησης ενημερώνουν τον

επεξεργαστή για το ποια κάρτα γραφικών είναι εγκατεστημένη, ενεργοποιούν τις λειτουργίες του επιταχυντή γραφικών και φροντίζουν για τη σωστή λειτουργία της μνήμης και του DAC.

5. Ανάλυση (resolution).

2


ΚΑΡΤΑ ΗΧΟΥ

Αναλογικό-ψηφιακό σήμα

Κάθε αριθμός που παριστάνει την τιμή του σήματος μια προκαθορισμένη στιγμή ονομάζεται δείγμα. Ο αριθμός των δειγμάτων που περνούμε ανά δευτερόλεπτο ονομάζεται ρυθμός δειγματοληψίας. Όσο πιο μεγάλος είναι ο αριθμός δειγματοληψίας τόσο ποιο πίστη εικόνα του αρχικού σήματος έχουμε.

Ο αριθμός των δυαδικών ψηφίων (bits) που χρησιμοποιούνται για την καταγραφή του που πλάτους του αναλογικού σήματος στην μετατροπή σε ψηφιακό, ονομάζεται μέγεθος του δείγματος ή αριθμό των σταθμών και εξαρτάται από τον αριθμό των bits του A/D μετατροπέα.

Αριθμός σε bits Στάθμες σήματος8 25612 409616 6553624 16777216

Δομή κάρτας ήχουΣε μια τυπική κάρτα ήχου διακρίνουμε: Τον ψηφιακό σε αναλογικό μετατροπέα (D/A) Τον αναλογικό σε ψηφιακό μετατροπέα (A/D) Την μονάδα MIDI Την μονάδα παραγωγής ήχου FM ή Wavetable Τον αναλογικό μίκτη Τη γραμμή οδήγησης μεγαφώνου (Speaker out) Τη γραμμή εξόδου (Line out) Τη γραμμή εισόδου (Line in) Τη γραμμή εισόδου του μικροφώνου (Mic in) Την αναλογική γραμμή εισόδου από CD (CD audio)

2

Έξοδος του μετατροπέαΕίσοδος του μετατροπέα A/DΜετατροπέας

Αναλογικού σε Ψηφιακό


Κάποια επιπλέον κυκλώματα προσαρμογής, όπως κυκλώματα προσαρμογής για οδηγό CD, κυκλώματα προσαρμογής για μοχλό παιχνιδιών (joystick) κτλ.

MIDI Πρότυπο περιγραφής του προγραμματισμού μιας μονάδας παραγωγής ήχου.Οι κατασκευαστές ονομάζουν MIDI τα κυκλώματα και το λογισμικό που διαθέτουν οι κάρτες, για να μπορούν να εκτελέσουν ένα κομμάτι που έχει περιγραφεί σε γλώσσα MIDI. Υποστηρίζει 128 διαφορετικά όργανα.

Μονάδα παραγωγής ήχου. Συνθέτει τους ήχους. Υπάρχουν τρεις διαφορετικές τεχνολογίες.1. Η σύνθεση με διαμόρφωση συχνότητας (FM). Σε απλές κάρτες ήχου. 2. Η σύνθεση με χρήση πίνακα μνήμης (Wavetable).διαθέτει αρκετά μεγάλη μνήμη όπου

έχουν αποθηκευτεί ψηφιοποιημένα δείγματα ήχου από διαφορετικά όργανα.3. Η σύνθεση χρησιμοποιώντας φυσικά μοντέλα.. Μαθηματική περιγραφή των ήχων.

Τεχνικά χαρακτηριστικά κάρτας ήχου

1. Μνήμη (RAM ή ROM)2. Είσοδος, έξοδος και προσαρμοστικά κυκλώματα3. Δειγματοληψία και ακρίβεια σε bits. Υπεραρκετή δειγματοληψία 44.1KHz και ακρίβεια

24bits.4. Μέγιστος αριθμός καναλιών.

2

Προς το διάδρομο του υπολογιστή

Είσοδος μοχλούΠαιχνιδιών

Είσοδος MIDI

Γραμμή ΕισόδουLine in

Γραμμή ΕξόδουLine out

Γραμμή μεγαφώνουSpeaker out

Γραμμή μικροφώνουMic in

Αναλογική είσοδος

CD

Κύκλωμα ελέγχου της κάρτας

ΜετατροπέαςD/A

ΜετατροπέαςA/D

Μονάδα παραγωγής ήχου

Αναλογικός Μείκτης


ΘΥΡΕΣ ΕΠΙΚΟΙΝΩΝΙΑΣ (ports)

1. Παράλληλη2. Σειριακή3. USB4. PS/2

Κάθε θύρα είναι τυποποιημένη, δηλαδή ο τρόπος σύνδεσης, η ταχύτητα, τα σήματα που ανταλλάσσει και γενικά τα χαρακτηριστικά μιας θύρας επικοινωνίας του υπολογιστή είναι αυστηρά προδιαγεγραμμένα.

Κάθε θύρα διαθέτει ένα ειδικό προσαρμοστικό κύκλωμα (interface) για την επικοινωνία με την κεντρική μονάδα επεξεργασίας, μέσω του διαδρόμου του υπολογιστή.

Δομή των θυρών.

Η επικοινωνία της CPU με τα προσαρμοστικά κυκλώματα γίνεται μέσω διευθύνσεων Θύρας (port address). Μέσω τον διευθύνσεων αυτών η CPU μπορεί:

1. Να δέχεται και να στέλνει δεδομένα μέσω τις θύρας.2. Να ελέγχει την ταχύτητα και γενικότερα τα χαρακτηριστικά της επικοινωνίας.

Στο προσαρμοστικό κύκλωμα της θύρας διαθέτει επίσης μια διακοπή, με την οποία ειδοποιεί την CPU, για παράδειγμα, ότι έχει έτοιμα δεδομένα , ή ότι υπάρχει κάποιο λάθος κατά την αποστολή των δεδομένων κ.ο.κ.

1. Παράλληλη θύρα

Η βασική της χρήση η σύνδεση του εκτυπωτή. Υποδοχή τύπου D θηλυκή 25 ακροδεκτών.

2

Δεδομένα και Έλεγχος

Διάδρομος δεδομένων-διευθύνσεων

Προσαρμοστικά κυκλώματα(Interface circuit)

Υποδοχή βύσματος της θύρας Υποδοχή βύσματος της θύρας


Ακροδέκτες του D-25 Όνομα Περιγραφή1 #STR Έτοιμα δεδομένα

2-9 DO-D7 Γραμμές δεδομένων D0-D710 #ACK Επιβεβαίωση λήψης11 BSY Ένδειξη απασχόλησης12 PAP Τελείωσε το χαρτί13 OFON Ο εκτυπωτής είναι έτοιμος14 #ALF Αυτόματη αλλαγή γραμμής15 #ERR Σφάλμα του εκτυπωτή16 #INI Αρχικοποίηση εκτυπωτή17 #DSL Επιλογή εκτυπωτή18 Ground Γη

Διευθύνσεις και διακοπές της παράλληλης θύρας.

Θύρα Διεύθυνση ΔιακοπήLpt1 378H-37AH IRQ7Lpt2 278H-27AH IRQ5Lpt3 3BCH-3BFH IRQ7Lpt4 2BCH-2BFH IRQ5

Τύποι παράλληλη θύρας

Μονόδρομη 140 Kb/sec Αμφίδρομη (Standard) 300 Kb/sec Βελτιωμένη Παράλληλη Θύρα EPP 2 Mb/sec Βελτιωμένων δυνατοτήτων Θύρα ECP (κάνει χρήση καναλιού DMA).

Σειριακή θύρα.Λειτουργεί με το πρότυπο RS-232, το οποίο προβλέπει τον τρόπο σύνδεσης δύο συσκευών που επικοινωνούν με σειριακό τρόπο.

Για κάθε byte που αποστέλλεται σειριακά (8bits) αποστέλλονται επιπλέον ένα bit στην αρχή (start bit) και ένα στο τέλος (stop bit).

Ο ρυθμός αποστολής των δεδομένων είναι ίσος με 1/τ και ονομάζεται ρυθμός bps. Ο ρυθμός αυτός μετριέται σε bit ανά δευτερόλεπτο (bits per second).

3


Χρησιμοποιούνται 2 υποδοχές βυσμάτων το D25 και το D9.

D25 D9 Σήμα Modem Πλήρες όνομα2 3 TD Αποστολή δεδομένων3 2 RD Λήψη δεδομένων4 7 RTS Αίτηση αποστολής δεδομένων5 8 CTS Ελεύθερος να στείλεις δεδομένα6 6 DSR Το Modem είναι έτοιμο7 5 SG Γείωση σήματος8 1 CD Εντοπισμός φέρουσας20 4 DTR Ο υπολογιστής έτοιμος22 9 RI Ένδειξη κουδουνιού

12,13,14,16,19 Σήμα 2ου ανάστροφου καναλιού15,17,21,25 Σήμα σύγχρονης επικοινωνίας

SG=Χρησιμοποιείται για να εξισωθεί η στάθμη της γης στις δυο συσκευές.

Προσαρμοστικό κύκλωμα (UART) είναι η βασική μονάδα μιας σειριακής θύρας. Το UART μετατρέπει τα παράλληλα δεδομένα, που λαμβάνει από το δίαυλο του υπολογιστή (διάδρομο δεδομένων), σε σειριακά και αντιστρόφως.

Θύρα Διεύθυνση ΔιακοπήCOM1 3F8H-3FFH IRQ4COM2 2F8H-2FFH IRQ3COM3 3E8H-3EFH IRQ4COM4 2E8H-2BFH IRQ3

Η ταχύτητα τις σειριακής θύρας ορίζεται από τον αριθμό των bps που υποστηρίζει το UATR. Τα σύγχρονα UART 16550/16650/16750 υποστηρίζουν ταχύτητες έως 46Kb/sec

USB (Universal Serial Bus)

Η θύρα USB αποτελεί μια σειριακή θύρα δεδομένων. Ακολουθεί ένα σειριακό πρωτόκολλο που υποστηρίζει μέχρι 127 συσκευές συνδεδεμένες πάνω στη ίδια θύρα.Η USBυποστηρίζει υψηλούς αριθμούς μεταφοράς δεδομένων που φθάνουν τα 12Mbit/sec. Οι συσκευές USB είναι plug & play.

Η θύρα USB δεν είναι απλά μια θύρα, αλλά, όπως και το όνομα της (Serial Bus), πρόκειται για ένα σειριακό διάδρομο. Ο διάδρομος αυτός υποστηρίζει τη σύνδεση πολλών συσκευών, όπως ακριβώς συμβαίνει και σε ένα δίκτυο. Η σύνδεση των συσκευών USB γίνεται σε τοπολογία αστέρα. Όλος ο διάδρομος ξεκινά από τον υπολογιστή που ονομάζεται host.

Υπάρχουν δύο τύποι συσκευών USB: Οι διανομείς (hubs), που παρέχουν νέα σημεία σύνδεσης και Οι υπόλοιπες συσκευές.

Το καλώδιο USB αποτελείται από τέσσαρες αγωγούς.

3


Αριθμός Αποδέκτη Σήμα1 Vcc2 -Data3 +Data4 Ground

Το πρωτόκολλο USB υποστηρίζει δυο ταχύτητες.1. 1,5Mbit/sec2. 12Mbit/sec

Θύρες PS/2

Εμφανίσθηκε αρχικά στον υπολογιστή PS/2 της IBM

3


ΚΑΡΤΑ ΒΙΝΤΕΟ

1. Μετατρέπει το αναλογικό σήμα βίντεο εισόδου σε ψηφιακό.2. Επεξεργάζεται το ψηφιακό βίντεο και μετατρέπει το ψηφιακό σε αναλογικό.

Οι κάρτες βίντεο λειτουργούν με υπέρθεση (overlay) του σήματος βίντεο, χρησιμοποιώντας την κάρτα οθόνης (VGA) του Η/Υ. Η οθόνη συνδέεται πάνω στην κάρτα βίντεο με τρόπο ώστε να εξασφαλίζεται η επικοινωνία μεταξύ των δύο καρτών.

Διαθέτουν ειδικό επεξεργαστή (accelerator ή coprocessor) για να αυξάνεται η ταχύτητα επεξεργασίας εικόνας. Πρόκειται για ένα ειδικό ολοκληρωμένο κύκλωμα, που ενσωματώνεται στην κάρτα και υποστηρίζει συμπίεση M-JPEG ή MPEG σε μορφή υλικού, με μεγάλο λόγο συμπίεσης της τάξης (100:1).

Συνήθως οι κάρτες video δεν ενσωματώνουν ηχητικές δυνατότητες και γι' αυτό η έξοδος των ηχητικών δεδομένων γίνεται μέσω της κάρτας ήχου.

Υπάρχουν κάρτες που διαθέτουν δέκτη τηλεόρασης και μπορούν να λαμβάνουν και να αποκωδικοποιούν τηλεοπτικό σήμα μέσω κεραίας. Η επιλογή των καναλιών γίνεται με ειδικό λογισμικό που συνοδεύει την κάρτα . υπάρχουν κάρτες που διαθέτουν και ραδιοφωνικό δέκτη.

Χωρητικότητα (bits) βίντεο = F(fps)*S(pixel)*C(bits/pixel)*t(sec)F= ταχύτητα ανανέωσης σε fps (συνήθως 30 fps)S= μέγεθος εικόνας σε pixelC= το χρωματικό βάθος σε bits/pixel (πόσα bits για την αναπαράσταση των χρωμάτων)t= χρόνος.

Για την επεξεργασία του βίντεο υπάρχουν διάφορα προγράμματα όπως το Adobe Premiere.

Η ψηφιοποίηση του σήματος του βίντεο χαρακτηρίζεται από τις εξής παραμέτρους.1. Συχνότητα δειγματοληψίας (sampling rate). Το αναλογικό έχει μέγιστη συχνότητα

5MHz, στην δειγματοληψία χρησιμοποιούμε 2 πλαίσια 10 MHz.2. Ταχύτητα πλαισίων (frame rate) Το τηλεοπτικό πρότυπο είναι 25fps στο PAL/SE-

CAM & 30 fps στο NTSC. Ανεκτό αποτέλεσμα και με 15fps.3. Μέγεθος εικόνας (image size). Το ψηφιακό βίντεο δημιουργείται στην πράξη από μια

σειρά χαρτογραφικών (bitmap) εικόνων. Χρησιμοποιούμε συνήθως ανάλυση του ¼ της οθόνης.

4. Χρωματικό βάθος (color depth). Καθορίζει την ποιότητα της εικόνας του βίντεο.

3


ΜΝΗΜΗ

Η μνήμη του συστήματος παίζει σημαντικό ρόλο στη σωστή λειτουργία του υπολογιστή, αφού συνεισφέρει θετικά στις εξής παραμέτρους:

Απόδοση: Το είδος και η ποσότητα της μνήμης επηρεάζει τη συνολική απόδοση του υπολογιστή. Ανεπάρκεια μνήμης αναγκάζει τον επεξεργαστή να εργάζεται μέχρι και 50% κάτω από την πραγματική του απόδοση.

Υποστήριξη Λογισμικού: Τα νέα προγράμματα απαιτούν πολύ περισσότερη μνήμη σε σχέση με τα παλαιότερα.

Αξιοπιστία και Σταθερότητα: Ανεπαρκής ποσότητα μνήμης καθώς και λανθασμένος τύπος μπορεί να προκαλέσουν την εμφάνιση διαφόρων μυστήριων προβλημάτων στο σύστημα.

Βασικές κατηγορίες ολοκληρωμένων κυκλωμάτων μνήμης.

1. RAM (Random Access Memory)2. ROM (Read Only Memory)

Χαρακτηριστικά μνήμης.

1. Ταχύτητα = Χρόνος προσπέλασης (access time), ο χρόνος που χρειάζεται η μνήμη προκειμένου να δώσει στο διάδρομο δεδομένων τα δεδομένα που της ζητήθηκαν. Ο χρόνος αυτός μετριέται σε nsec (1nsec=1.000.000.000 sec).

2. Η χωρητικότητα της μνήμης.

Είδη μνήμης ROM.

1. ROM χωρίς δυνατότητα να αλλάξουν τα δεδομένα.2. PROM (Programmable ROM) προγραμματισμός με ειδικές συσκευές.

Προγραμματίζεται μια μόνο φορά.3. EPROM (Erasable PROM) PROM που υπάρχει η δυνατότητα διαγραφής των

δεδομένων και εγγραφής ξανά. Στην μνήμη υπάρχει ένα παράθυρο από κρύσταλλο που αν ρίξουμε υπεριώδη ακτινοβολία για διάστημα 10-15 λεπτά τα περιεχόμενα διαγράφονται.

4. Flash ROM Τα δεδομένα σβήνουν με εφαρμογή ηλεκτρικής τάσης.

Είδη μνήμης RAM.

1. SRAM (Static RAM – Στατική RAM). Υλοποίηση με Flip-Flop. Ταχύτητα <2nsec. Μικρή χωρητικότητα. Χρησιμοποιείται για λανθάνουσα.

2. DRAM (Dynamic RAM – Δυναμική RAM). Υλοποίηση με Πυκνωτές. Χρειάζεται η διαρκής ανανέωση του φορτίου των πυκνωτών. Ταχύτητα 60nsec

3


Ένας πυκνωτής στις DRAM3. α. FPM DRAM (Fast Page Mode DRAM)

β. EDO RAM (Extended Data Out RAM)γ. SDRAM (Synchronous DRAM–Σύγχρονη DRAM) Ταχύτητα 8,9,10nsec. Λειτουργεί σε συγχρονισμό με το κύριο ρολόι του συστήματος. Συχνότητα λειτουργίας 100MHz, 133MHz.δ. DDR SDRAM (Double Data Rate SDRAM) η μεταφορά δεδομένων γίνεται δυο φορές μέσα στην διάρκεια ενός κύκλου (παλμού) ρολογιού και στην άνοδο (0 σε 1) και στην κάθοδο (1 σε 0) ε. DRDRAM η Rambus DRAM. Η τεχνική της στηρίζεται πάνω σε έναν υψηλής ταχύτητας 16-bits δίαυλο με συχνότητα 400 MHz. στ. LSDRAM ανταγωνιστής της RDRAM με δίαυλο 64bits

Τρόπος λειτουργίας της κύριας μνήμης RAM

Συσκευασίες μνήμης.

1. DIP (Dual Inline Package – Συσκευασία διπλής σειράς επαφών).2. SIMM (Single Inline Memory Module)3. DIMM (Dual Inline Memory Module)

2 SIMM 30 & 72 επαφών.DIMM 168 επαφών (84 σε κάθε πλευρά).

3


Χαρακτηριστικά συσκευασίας μνήμης.

Συσκευασία Είδος Οργάνωση (Λέξη) ΕπεξεργαστήςSIMM 30 DRAM 8bits 386,486,5x86SIMM72 DRAM, EDO

FPM DRAM32bits 486,5x86

Pentium, K5DIMM 168 SDRAM 64bits Pentium, K5

Pentium ProPentium II, III,VICeleron, Athlon

Τα εξωτερικά σήματα μιας μνήμης

Μια μνήμη επικοινωνεί με τα υπόλοιπα κυκλώματα μέσω τριών ομάδων σημάτων.Ας πάρουμε μια μνήμη με χωρητικότητα 1024 byte = 1Kbytes.

Α0- Α9 Σήματα διεύθυνσηςD0-D7 Σήματα δεδομένωνRE Read Enable Ανάγνωσης δεδομένωνWE Write Enable Εγγραφή δεδομένων

3

Μνήμη

Α0Α1Α2Α3Α4Α5Α6Α7Α8Α9

RE

CE

WE

DO

D1

D2

D3

D4

D5

D6

D7

Σήματαδιεύθυνσης

Σήματαδεδομένων


CE Chip Enable Ενεργοποίηση της μνήμης.

3


ΤΡΟΦΟΔΟΤΙΚΟ

Μετατρέπει την εναλλασσόμενη τάση του δικτύου σε κατάλληλη συνεχή τάση. (+3.3V, 5V, 12V)

Τύποι τροφοδοτικών

1. PC/XT2. AT3. Baby AT4. LPX5. ATX6. NLX7. SFX (Micro ATX)

Όλα διαθέτουν δυο τύπους βυσμάτων Τα βύσματα τροφοδοσίας της μητρικής Τα βύσματα τροφοδοσίας των οδηγών δισκέτας, δίσκων.

PC/XT

Τροφοδοσία μητρικής από δύο βύσματα με έξι ακροδέκτες το Ρ8 και Ρ9P8-1 (πορτοκαλί) P.G. (Power Good) P9-1(μαύρο) GND (γη)P8-2 Ασύνδετο(NC) P9-2(μαύρο) GND (γη)P8-3(κίτρινο) +12V P9-3(άσπρο) -5VP8-4(μπλε) -12V P9-4(κόκκινο) +5VP8-5(μαύρο) GND (γη) P9-5(κόκκινο) +5VP8-6(μαύρο) GND (γη) P9-6(κόκκινο) +5V

Τα καλώδια της γείωσης δίπλα-δίπλα

Συνδετήρας τροφοδοσίας

Βύσματα τροφοδοσίας δισκέτας-δίσκου1 Κίτρινο +12V2 Μαύρο GND3 Μαύρο GND4 Κόκκινο +5V

3


ΑΤ

Τα καλώδια και τα βύσματα ίδια με του τύπου XΤ εκτός από το σήμα Ρ8-2 που από ασύνδετο έγινε +5VΤα τροφοδοτικά όντα κυκλοφόρησαν σε δύο εκδόσεις

Τα τροφοδοτικά για κουτιά τύπου desktop που είχαν διακόπτη on/off πάνω στο κουτί Τα τροφοδοτικά για κουτιά tower των οποίων ο διακόπτης on/off με τη βοήθεια ενός

καλωδίου στερεωνόταν στην πρόσοψη του κουτιού. Ο διακόπτης αυτός ήταν διπλός και διέκοπτε τόσο τη φάση όσο και τον ουδέτερο.

Καλώδια στο διακόπτη.Καφέ Φάση από το δίκτυοΜπλε ΟυδέτεροςΜαύρο ΦάσηΆσπρο Ουδέτερος

Τα καλώδια καφέ και μπλε πάντα υπό τάση αν ο υπολογιστής είναι στην πρίζα.

Baby AT

Ίδιο με το ΑΤ με μικρότερες διαστάσεις (χωράει και σε κουτί ΑΤ)

LPX

Ακόμα μικρότερες διαστάσεις

ATX Style

Ίδιο σε διαστάσεις με το LPX αλλά διαθέτει ένα καινούργιο τύπο βύσματος 20 ακροδεκτών για την τροφοδοσία της μητρικής

1. πορτοκαλί +3.3V 11. πορτοκαλί +3.3V2. πορτοκαλί +3.3V 12. μπλε -12V3. μαύρο GND 13. μαύρο GND4. κόκκινο +5V 14. πράσινο PS-ON5. μαύρο GND 15. μαύρο GND6. κόκκινο +5V 16. μαύρο GND7. μαύρο GND 17. μαύρο GND8. γκρι Power Good 18. άσπρο -5V9. μοβ +5VSB 19. κόκκινο +5V10.κίτρινο +12V 20. κόκκινο +5V

3 καινούργια σήματα1. Τάση 3.3 V με την οποία λειτουργούν όλοι οι καινούργιοι επεξεργαστές2. Το σήμα PS on 3. Το σήμα 5VSB

Το σήμα PS-on χρησιμοποιείται για τον έλεγχο του τροφοδοτικού μέσω του υπολογιστή. Χρησιμοποιώντας το σήμα αυτό μπορεί το λειτουργικό να κλείνει αυτόματα τον υπολογιστή, διακόπτοντας την τροφοδοσία.

3


Το σήμα 5VSB (5V Stand By) παρέχει τάση 5V συνεχώς.

NLX

Απόγονος του LPX, παρέχει όμως τις ίδιες εξόδους με το τροφοδοτικό ATX

SFX

Προορίζεται για μητρικές τύπου micro ATX. Ιδιαίτερα μικρές διαστάσεις. Για να το πετύχουν οι κατασκευαστές περιόρισαν την ισχύ σε 90W και παράλληλα δεν παρέχει έξοδο –5V.

ΤΟ ΚΟΥΤΊ ΤΗΣ ΚΕΝΤΡΙΚΉΣ ΜΟΝΆΔΑΣ

Τύποι Desktop Slim-line desktop

Tower

Mini Tower Midi Tower Full Tower

4


ΒΎΣΜΑΤΑ

1. D-25 ακροδεκτών 13+12 θηλυκό κι αρσενικό (συνήθως παράλληλη)2. Centronics 36 αποδέκτες για Printer (18 για μεταφορά δεδομένων) και (18 για GND)3. D9 ακροδεκτών 5+4

Σειριακή θύρα Παράλληλη θύρα

4. USB τύπου Α και τύπου Β.5. Βύσματά τροφοδοσίας αποθηκευτικών μέσων HD, FD(4 ακροδέκτες)6. Καλώδια οδηγών HD, FD.

a. HD 40 ακροδέκτες (3 όμοια)

b. FD 34 ακροδέκτες (5 βύσματα) (θυλικό για ελεγκτη, 2 για Β:, ακολοθει ένα στρίψιμο και 2 για Α:)

7. Κάρτας δικτύου RJ-458. Θύρα παιχνιδιών D15(8+7)9. PS/2, DIN-5(παλαιό για πληκτρολόγιο.

Συνδετήραςπληκτρολογίου

Συνδετήραςποντικιού

10. PS/2 γία ποντίκι.

Μετατροπέας (Adapter)

D9 D25D15-5 PS2D9 PS2

4


ΠΕΡΙΕΧΟΜΕΝΑ

4


ΣΗΜΕΙΩΣΕΙΣ..........................................................................................................1ΜΗΤΡΙΚΗ ΚΑΡΤΑ.............................................................................................................................2

Βασικά στοιχεία μητρικής κάρτας...................................................................................................2Τύποι μητρικών................................................................................................................................6ΒΑΣΕΙΣ CPU (ZIF, Slot1)...............................................................................................................6PGA..................................................................................................................................................6SEC..................................................................................................................................................6

ΕΠΕΞΕΡΓΑΣΤΕΣ................................................................................................................................8Χαρακτηριστικά επεξεργαστών.......................................................................................................8Γενιές επεξεργαστών........................................................................................................................8

Επεξεργαστής...........................................................................................................................8Επεξεργαστής...........................................................................................................................8Επεξεργαστής...........................................................................................................................9Επεξεργαστής...........................................................................................................................9Επεξεργαστής...........................................................................................................................9

ΣΚΛΗΡΟΣ ΔΙΣΚΟΣ(HD).................................................................................................................10Χαρακτηριστικά.............................................................................................................................10Πρωτόκολλα Επικοινωνίας............................................................................................................10

ΔΙΑΔΡΟΜΟΙ ΠΕΡΙΦΕΡΕΙΑΚΩΝ ΚΑΙ ΚΑΡΤΕΣ ΕΠΕΚΤΑΣΗΣ....................................................15Γενικά.............................................................................................................................................15Σύνδεση Μονάδων με το διάδρομο...............................................................................................16Λειτουργία διαδρόμου...................................................................................................................17Επικοινωνία συσκευών με τον επεξεργαστή.................................................................................17Διακοπές(interrupt)........................................................................................................................17Άμεση Προσπέλαση Μνήμης........................................................................................................18Διάδρομοι περιφερειακών..............................................................................................................19Διάδρομος ISA...............................................................................................................................19Διάδρομος VL-BUS (Τοπικός διάδρομος VESA).........................................................................19Διάδρομος PCI...............................................................................................................................20Διάδρομος AGP.............................................................................................................................20Σύγκρισή διαδρόμων περιφερειακών.............................................................................................21Απλές.............................................................................................................................................232. Κάρτες γραφικών με επιταχυντή..............................................................................................24Χαρακτηριστικά κάρτας γραφικών................................................................................................24

ΚΑΡΤΑ ΗΧΟΥ..................................................................................................................................26Αναλογικό-ψηφιακό σήμα.............................................................................................................26Δομή κάρτας ήχου..........................................................................................................................26Τεχνικά χαρακτηριστικά κάρτας ήχου...........................................................................................27

ΘΥΡΕΣ ΕΠΙΚΟΙΝΩΝΙΑΣ (ports).....................................................................................................28Δομή των θυρών............................................................................................................................281. Παράλληλη θύρα........................................................................................................................28

Τύποι παράλληλη θύρας............................................................................................29Σειριακή θύρα................................................................................................................................29USB (Universal Serial Bus)...........................................................................................................30Θύρες PS/2.....................................................................................................................................31

ΚΑΡΤΑ ΒΙΝΤΕΟ...............................................................................................................................32ΜΝΗΜΗ............................................................................................................................................33

Βασικές κατηγορίες ολοκληρωμένων κυκλωμάτων μνήμης.........................................................33Χαρακτηριστικά μνήμης................................................................................................................33Είδη μνήμης ROM.........................................................................................................................33

4


Είδη μνήμης RAM.........................................................................................................................33Συσκευασίες μνήμης......................................................................................................................34Χαρακτηριστικά συσκευασίας μνήμης..........................................................................................35Τα εξωτερικά σήματα μιας μνήμης................................................................................................35

ΤΡΟΦΟΔΟΤΙΚΟ...............................................................................................................................36Τύποι τροφοδοτικών......................................................................................................................36

PC/XT........................................................................................................................................36ΑΤ..............................................................................................................................................37Baby AT.....................................................................................................................................37LPX............................................................................................................................................37ATX Style..................................................................................................................................37

NLX...........................................................................................................................38SFX....................................................................................................................38

ΤΟ ΚΟΥΤΊ ΤΗΣ ΚΕΝΤΡΙΚΉΣ ΜΟΝΆΔΑΣ...................................................................................38ΒΎΣΜΑΤΑ........................................................................................................................................39ΠΕΡΙΕΧΟΜΕΝΑ...............................................................................................................................40

4


4


Προβλήματα, που υποδεικνύονται με ηχητικούς τόνους.

Κατά την εκκίνηση του υπολογιστή εκτελείται το πρόγραμμα POST, το οποίο ελέγχει την σωστή λειτουργία των βασικότερων μονάδων του υπολογιστή. Το πρόγραμμα, αν βρει κάποια δυσλειτουργία, απεικονίζει στην οθόνη μήνυμα. Όταν όμως παρουσιάζεται βλάβη σε κάποια μονάδα που είναι απαραίτητη για τη λειτουργία της οθόνης, τότε ειδοποιεί με ηχητικό τόνο.

Παρακάτω παρουσιάζουμε τους συνδυασμούς των τόνων για περιγραφή της βλάβης των εταιρειών Phoenix Technologies και AMI

AwardBIOS της Phoenix TechnologiesΣυνδυασμός τόνων Περιγραφή βλάβηςΈνας μακρύς ακολουθούμενος από δύο σύντομους Σφάλμα στην κάρτα γραφικώνΌλοι οι άλλοι Σφάλμα στην μνήμη

AMIBIOS της AMIΑριθμός τόνων

Περιγραφή βλάβης Μονάδα

1 Αποτυχία στην ανανέωση της μνήμηςΜνήμη2 Σφάλμα ισοτιμίας της μνήμης

3 Αποτυχία των πρώτων 64Κ της βασικής μνήμης4 Δε λειτουργεί ο χρονιστής

Μητρικήπλακέτα

5 Σφάλμα στον επεξεργαστή6 Αποτυχία της πύλης Α207 Σφάλμα στη διακοπή του επεξεργαστή

8 Αποτυχία στην ανάγνωση / εγγραφή της μνήμης οθόνηςΚάρτα

γραφικών9 Σφάλμα στο άθροισμα ελέγχου της μνήμης ROM

Μητρικήπλακέτα

10 Σφάλμα στην ανάγνωση / εγγραφή του καταχωρητή shut-down του CMOS

11 Ελαττωματική λανθάνουσα μνήμη

Μηνύματα του BIOS κατά την διαδικασία POST.1. PRESS F1 TO CONTINUE OR DEL TO ENTER SETUP.2. <Επεξεργαστής> at XXX MHz3. Memory Test: XXXXXX K OK………Press ESC to skip memory test4. Memory test fail……..Memory Address Error at / Parity / Verify5. CMOS battery failed6. CMOS checksum error – Defaults loaded7. Keyboard error or no keyboard present8. Keyboard is locked out – Unlock the key9. Floppy disk controller error or no controller present10. Error initializing hard disk controller.11. Floppy disk(s) fail12. Primary master hard disk fail13. Primary slave hard disk fail14. Secondary master hard disk fail15. Secondary slave hard disk fail

4


4

ΠΡΟΣΩΠΙΚΟΣ ΥΠΟΛΟΓΙΣΤΗΣ

Documents

Transcript of ΠΡΟΣΩΠΙΚΟΣ ΥΠΟΛΟΓΙΣΤΗΣ