ҚАЗАҚСТАН РЕСПУБЛИКАСЫ БІЛІМ ЖӘНЕ ҒЫЛЫМ МИНИСТРЛІГІ
Қ.И.СӘТБАЕВ АТЫНДАҒЫ ҚАЗАҚ ҰЛТТЫҚ ТЕХНИКАЛЫҚ УНИВЕРСИТЕТІ
Есептеу техника кафедрасы
КУРСТЫҚ ЖҰМЫС
Тақырыбы: Жүйелік блок
Тексерген: оқытушы
Бейсбекова Г.С.
Орындаған: Джумабаева Д.
Тобы: ХТОб-04-3к
Алматы – 2004
Курстық жұмысты оындауға тапсырма
Студент: Джумабаева Д.
Тақырыбы: Жүйелік блок
Аяқталған жұмысты тапсыру уақыты “___” желтоқсан 2004ж.
Жұмыс барысында қолданылатын бастапқы мәліметтер мазмұны, жұмысты сипаттайтын
Сызба материалдар саны: ____
Кесте саны: ____
Жұмыс жетекшісі: оқытушы Бейсбекова Г.С.
Тапсырманы орындауға қабылдап алған студент: Джумабаева Д.
“___” _________ 2004ж.
МАЗМҰНЫ
КІРІСПЕ 5
1 Процессордың негізгі сипаттамасы 6
1.1 Интеграциялану дәрежесі 6
1.2 Мәліметтердің ішкі разрядтылығы 6
1.3 Мәліметтердің сыртқы разрядтылығы 6
1.4 Тактілік жиілік 7
1.5 Жадының адрестелуі 7
1.6 Процессордың жұмыс істеу режимі 8
1.6.1 Шынайы режим 8
1.6.2 Қорғалған режим 8
1.6.3 Виртуалды режим 9
2 Бірінші және екінші буын процессорлары 9
2.1 8086/8088 9
2.2 80286 9
3 Үшінші буын процессорлары 10
3.1 80386 10
4 Төртінші буын процессорлары 10
4.1 80486 11
4.2 80486 Sx 11
4.3 880486 Dx/2 11
4.4 80486Dx/4 12
5 Бесінші буын процессорлары 12
5.1 80586 (Pentіum) 12
5.2 AMD K5 13
5.3 Cyrіx 6x86 14
5.4 Pentuіm MMX 14
6 Алтыншы буын процессорлары 16
6.1 80686 (Pentіum Pro) 16
6.2 Pentіum ІІ 17
6.2.1 Klamath 18
6.2.2 Deschutes 18
6.3 Pentіum ІІІ 18
6.3.1 Katmaі 19
6.3.2 Coppermіne 19
6.4 Celeron 19
6.4.1 Covіngton 19
6.4.2 Mendocіno 20
6.4.3 Coppermіne 128K1 20
6.4.4 Xeon 20
6.4.5 Deschutes 20
6.4.6 Tanner 21
6.4.7 Cascades 21
6.5 AMD K6 - 2 21
6.6 AMD K6-3 22
6.7 VІA Cyrіx ІІІ 22
7 Жетінші буын процессорлары 23
7.1 AMD K-7 23
7.1.1 Athlon 23
7.1.2 Thunderbіrd 23
7.1.3 Duron 23
7.2 Pentіum ІV (Wіllamate) 24
8 Көппроцессорлық жүйелер 25
9 Сопроцессор 25
ҚОРЫТЫНДЫ 27
Қолданылған әдебиеттер тізімі 28
КІРІСПЕ
Процессор тікелей информацияны өңдеумен айналысады – бұл, былайша
Материнская платаның жүрегі – процессор, анығырақ айтқанда, негізгі
Процессорлар, барлық электрлік схема сияқты, типі бойынша бөлінеді.
Процессор типінің белгіленуінің алдында көп жағдайда өндірушінің кім
1 Процессордың негізгі сипаттамасы
СРU - дің өндіргіш күші келесі негізгі параметрлер
Интеграциялану дәрежесі
Өңделіп жатқан мәліметтердің ішкі және сыртқы разрядтылығы
Тактілік жиілігі
СРU – ге адрестелуі мүмкін жад.
Орнатылған КЭШ – жадының көлемі.
Сонымен қатар СРU өндіріс технологиясы бойынша ерекшеленеді.
Қазіргі заманғы CPU, CPU Pentіum–н бастап кэш-жадының екінші,
1.1 Интеграциялану дәрежесі
Микросхеманың интеграциялану дәрежесі оның ішіне қанша транзистор сиятынын
Іntel фирмасының мамандарының болжауынша егер микропроцессорлық өндірістің дамуы
1.2 Мәліметтердің ішкі разрядтылығы
Процессордың негізгі сипаттамасының бірі болып, бір уақытта өңделетін
1.3 Мәліметтердің сыртқы разрядтылығы
Процессор КЭШ жадымен, RAM – мен және т.б.
Шинаның маңызды сипаттамасы оның разрядтылығы мен такталық жиілігі
Қазіргі заман процесорларының тактілік жиілігі 300 МГц-тен асты
1.4 Тактілік жиілік
Әрбір қазіргі замандағы РС-ң оның әр түрлі компонентерінің
Алғашқы РС- де процессордың жұмысын 8 МГц жиілігімен
1- кесте
Жадылық шина Тактылық жиілік, МГц
1. Процессор 266 (FSB x4)
2. Екінші дәрежелік КЭШ жады 133 (FSB
3. Жүйелік шина 66 (FSB)
4. РСІ шинасы 33(FSBІ 2)
5. ІSA шинасы 813 (FSB) 81
Сонымен, жүйенің өнімділігі жүйелік шинаның тактілік жиілігіне тәуелді.
Жүйелік шинаның тактілік жылдамдығы CPU-ң тактілік жиілігінің өсуіне
1.5 Жадының адрестелуі
CPU РС-ң оперативті жадысымен тікелей байланыста болады. CPU
Оперативтік жадыны әрбір үйдің жеке адресі бар кішкентай
Адрестік шина– ол арқылы тұрған орны немесе жадының
Адрестік шина көлемі CPU-ң мәліметтерді оқу және жазу
Процессор материнская платаға қарағанда әлденеше рет көп жадыны
Адрестелген жадының көлемінің шинаның адрестік кеңдігіне тәуелділік кестесі.
2- кесте. Адрестелетін жады көлемінің, адрестік шина кеңдігне
Процессор типі. Шинаның адрестік кеңдігі, бит. Адрестік жадының
8086,8088
20 1 Мбайт
80286, 80386 Sx
24 16 Мбайт
10336Дх, 80486Дх, 80486 Sx, 80486 Дх2, 80486 Дх4,
32
4 Гбайт
Pentіum Pro, Pentіum ІІ, ІІІ
36 64 Гбайт
1.6 Процессордың жұмыс істеу режимі
1.6.1 Шынайы режим
Шынайы режим (Real Mode) 1 Мбайт жадының ғана
1.6.2 Қорғалған режим
Қорғалған режим (Protected Mode) бірінші рет CPU 80286-да
1.6.3 Виртуалды режим
Ең алғашында, 386 процессорларынан бастап, CPU бірнеше 8086
2 Бірінші және екінші буын процессорлары
CPU-ң екінші буыны қорғалған режимде жұмыс істейді. Бұл
2.1 8086/8088
Бұл типті процессорларды есептеу жүйесін ХТ (Extended Technology)
8088 және 8086 CPU-ге 16 разрядтық ішкі мәліметтермен
2.2 80286
1984 жылы ІBM фирмасы нарыққа бірінші РС АТ-ді
Сонымен қатар, 80286 процессоры өзінің "кіші бауырына "
3 Үшінші буын процессорлары
Үшінші буын CPU-ң екінші буын CPU-н айырмашылығы –
3.1 80386
Алғашқы 386 СPU- ін ІBM - ң бәсекелесі
CPU 8086-н салыстырғанда оның ішкі адресінің разрядтылығы екі
386 материнская платада алғашқы рет бұрын орнатылмаған элемент
80386 DX процессорының "кіші бауырының" атауы оған ұқсас,
4 Төртінші буын процессорлары
Үшінші буын СPU- не қарағанда, төртінші буын CPU-нің
4.1 80486
Іntel фирмасының 80486 процессоры ұзақ уақыт бойы жоғарғы
80386 мен 80486 прцессорларының көптеген айырмашылықтары бар. CPU
CPU 804186 командадан тұратын кеңейтілген жүйесі бар
Кэш- бақылаушының басқаруымен орындалатын 8 Кбайт көлемі бар
Сопроцессор CPU-ге тікелей интегралданған
Есептеудің конвейеризациясы орындалған, әрбір келесі команда конвейердің бірінші
80486 процессорының сопроцессормен біріккендегі геометриялық өлшемінің осыған ұқсас
Кей уақытта CPU 80486 Dx/100 CPU Pentіum-мен
4.2 80486 Sx
80486 процессоры, CPU 80486 сияқты бар, шина
4.3 880486 Dx/2
Біраз уақыт өтісімен процессордың өнімділігін арттыру үшін Іntel
Екі процессордың да ұяшықта (Socket 5) орнатылуына байланысты,
4.4 80486Dx/4
CPU 80486Dx/4 көмегімен тактілік жиілікті 4 есе ұлғайтуға
Осы процессордың (CPU 80486Dx/4) соңғы моделін Іntel фирмасы
5 Бесінші буын процессорлары
Бесінші буын CPU-і 64 разрядты, тактілік жиілігі 66
5.1 80586 (Pentіum)
Бірінші CPU 80586-ы Іntel фирмасы 1993 жылы 22
Бірінші буын CPU Pentіum – р 60-66 МГц
1994 жылы науызда Іntel фирмасы Р 54
Екінші буын CPU Pentіum-ң кернеулілігі 3,3 В
Екінші буын процессорлары көбейтілген тактолық жиілікті қолданады және
3-кесте. CPU Pentіum мен жүйелік шинаның жиілігі
CPU- ң типі Коэффициент Жүйелік шина жиілігі
Pentіum 60 1 60
Pentіum 66 1 66
Pentіum 75 1,5 50
Pentіum 90 1,5 60
Pentіum 100 1,5 66
Pentіum 120 2 60
Pentіum 133 2 66
Pentіum 150 2,5 60
Pentіum 166
Pentіum 180 3 60
Pentіum 200 3 66
CPU Pentіum үшінші буынның екіншіден басты айырмашылығы, үшінші
СPU Pentіum-ң жоғарғы өнімділігін және технологияларды жетілдіру және
CPU Pentіum-ң CPU 80486 -ға қарағанда есептеу
CPU Pentіum-ң жаңа құралдың көмегімен өткелдерді болжай алады
CPU Pentіum-ге 8 К байт командаларға, 8 К
Pentіum процессоры сопроцессормен жабдықталған, бұл оның CPU 486
Pentіum - ң адрестік шинасы – 32 биттік,
5.2 AMD K5
1996 жылының екінші жартысында, AMD компаниясы қымбат емес,
4 - кесте. AMD K5 пен Pentіum- ң
CPU архитектурасының элементі AMD K
Суперскалярлы архитектура 5 5
Конвейерлер саны 4 2
Бірінші дәрежелі кэш – жады, Кбайт 16+80 8+8
Ұсыныс бойынша орындау + -
Өткелдердің динамикалық болжамы + -
80 – разрядты FPU + +
1996 жылы маусым айында, 0,35 мкм технология бойынша
Конструктивті бұл CPU SPGA типтес және де K5-
CPU AMD K5-ң бағасы, осыған ұқсас CPU Іntel
5.3 Cyrіx 6x86
Cyrіx компаниясы РС тарихында алғаш рет интегралды өнімділігі,
5.4 Pentuіm MMX
Pentuіm MMX (P55c) процессорын бірінші рет Іntel корпорациясы
CPU Pentuіm MMX кристалы 141 мм2 ауданға ие,
MMX технологиясы бүтін сандармен орындалатын интенсивті операцияларды керек
MMX технологиясының мәні CPU Pentuіm-да 8 жаңа 64
Pentuіm сопроцессорларында әрбір ағымдағы нүктеге 80 бит болатын
MMX командасы сопроцессордың әрбір регистрінен мантиссаның 16-разрядтық бөлігін
Сопроцессор регисторлары 8 қапталған байт, 4 қапталған 16
CPU Pentuіm MMX жаңа командаларды орнатумен қатар, оның
Бірінші дәрежелі кэш- жадының көлемі екі есе ұлғайтылған
Конвейердің ұзындығы бір қадамға артты;
Өткелді болжау блогы CPU Pentіum Pro-дан алынған;
Жазба мәліметтер буферінің көлемі екі есе артты (2-ң
Екі ММХ командаларын бір уақытта орындау мүмкіншілігі бар;
Конвейердің параллельді механизм жұмысы жетілдірілген;
Процессордың орнатылған тесті бар (SelfTest).
Осындай өзгерістердің арқасында Pentіum MMX- ке оптимизацияланған (Mіcrosoft
MMX жүйесін қолдану арқылы айтарлықтай пайда көретін қолданушылардың
Нарықта қазір графикалық көріністерді редакциялайтын MMX- программалары бар.
CPU Pentіum MMX – ті орнату үшін, модифиакацияланған
Іntel корпарациясының бәсекелестері AMD және Cyrіx компаниялары өздерінің
Қазіргі күндері CPU AMD K6 166, 200, 233
PC Magazіne журналы редакциясында жасалынған тестің нәтижесіне
6 Алтыншы буын процессорлары
Алтыншы буын процессорлары жаңа 64 – разрядты
6.1 80686 (Pentіum Pro)
1995 жылы қаңтарда Іntel корпарациясы өзінің жеке аты
Pentіum Pro процессоры көне технологияларды жетілдірумен қатар жаңа
Pentіum Pro CPU Pentіum – ге қарағанда есептеуді
CPU Pentіum – де екі конвейер болса, Pentіum
Өткелді болжаудың біруақытта статикалық және динамикалық амалдары қолданылады.
Команданыңорындалуынан кейін алынған, келісімді өткел артынан жүретін, алгоритмді
CPU Pentіum Pro - ң ең негізгі мінездемесінің
Екінші дәрежелі орнатылған кэш – жадының бар болу
CPU Pentіum Pro қарапайым қолданушыларға арналмаған, ол қуатты
6.2 Pentіum ІІ
Pentіum ІІ процессоры CPU Pentіum Pro мен
Басқа барлық процессорлардан CPU Pentіum ІІ-ң айырмашылығы, CPU
CPU Pentіum ІІ орнатылған PC-ң өнімділігінің жоғары болуы
Екі жүйелік шина DІB-ң (Dual Іndependent Bas) қолданылуы.
CPU Pentіum ІІ 233–ден 450 МГц тактолық жиілігімен
5-кесте. Pentіum процессорларының кейбір мінездемелері
CPU элементінің структурасы Pentіum Pentіum
MMX Pentіum
Pro Pentіum ІІ
Қадам саны 5% 6% 14 14
Болжам бой/ша орындау - - + +
Конвейерлеркөлемі 2% 2% 3 3
Іntel копарациясы Pentіum ІІ процессорының ядросын, жаңа технологияларды
6.2.1 Klamath
1997 жылы Pentіum ІІ процессоры пайда болғанда,
Klamath ядросы бір картриджде 512 Кбайт сыртқы кэш
6.2.2 Deschutes
Жарты жылдан кейін көлемінен басқа барлық құрылымы Klamath
333 МГц тактолық жиілікті CPU – і 66
6.3 Pentіum ІІІ
1999 жылдың қаңтар айында Pentіum ІІ-ң орнына Pentіum
CPU Pentіum ІІІ S.S.E.C. 2 және PPGA (тағы
S.E.C.C. 2, S.E.C.C. секілді Slot 1 разъемында орналасады,
6.3.1 Katmaі
Алғашқы CPU–лерде 0,25 мкм технологиясы бойынша жасалған Katmaі
Бұл процессордың картриджінде CPU ядросының жарты тактылық жиілігінде
6.3.2 Coppermіne
1999 жылы қыркүйекте Coppermіne ядросы бар Pentіum ІІІ
6.4 Celeron
Pentіum ІІ процессорларының бағасының жоғарылығына байланысты, Іntel корпарациясы
6.4.1 Covіngton
Бірінші Celeron процессорлары 7,5 млн транзисторы бар, 0,25
Бұл типтегі Celeron CPU – лерінде екінші дәрежелі
6.4.2 Mendocіno
Celeron ұяласының екінші процессоры Іntel-дан сыйлыққа екінші дәрежелі
Бұл процессордың тактілік жиілігі 300, 333, 366, 400,
6.4.3 Coppermіne 128K1
Celeron процессоры Coppermіne ядросымен, 0,18 мкм технологиясы бойынша
Celeron Coppermіne-ң тактілік жиілігі 533, 566 және 600
6.4.4 Xeon
Xeon ұялас процессорлары арнайы северларда және копоцессорлық жүйелерге
6.4.5 Deschutes
Pentіum ІІ Xeon бірінші процессоры 1998ж 29 шілдеде
6.4.6 Tanner
Келесі Xeon процессорларының ұяластарында Tanner ядросы пайдаланылады. Ол
6.4.7 Cascades
1999 ж қаңтарда Іntel Xeon ұяластығының Cascades
Cascades ядросына 256 Кбайт көлемі бар кэш –
6.5 AMD K6 - 2
AMD K6 – 2 (K6-3D, Chompers) процессорын AMD
Бүтін сандармен жұмыс істеуге арналған MMX технологиясынан айырмашылығы,
Құрастырушы фирмалардың айтуы бойынша көптеген атақты видеокарталарына 3DNow!
К6-2 процессоры Socket 7 разъемында орналастырылады және 266-
Жүйелік шинаның 95 және 100 МГц тактолық жиілігін
AGP (Accelerated Graphіcs Port)
PC 100 SDRAM, Ultra DMA, ACPІ және PC
Процессордың тактолық жиілігінде жұмыс – істейтін екінші дәрежелі
К6- 2 процессорлары 266–дан 450 МГц тактолық жиілікке
6.6 AMD K6-3
AMD K6-2 процессорына қарағанда, AMD K6-3 (К6+3Д) процессорының
6.7 VІA Cyrіx ІІІ
VІA Cyrіx ІІІ процессорын, Cyrіx компаниясын иемденген, VІA
1-сурет. VІA Cyrіx ІІІ процессоры.
7 Жетінші буын процессорлары
Жетінші буын процессорлары тактілік жиілігі 400 МГц-ті құрайтын
7.1 AMD K-7
1999 ж 23 маусымда AMD корпорациясы өзінің бірінші
7.1.1 Athlon
Алғашқы CPU-лері 0,18 мкм технологиясы бойынша құрастырылады және
CPU К-7 үшін AMD фирмасы, Slot A процессорлық
7.1.2 Thunderbіrd
256 және 512 Кбайт ядросы бар екінші дәрежелі
7.1.3 Duron
CPU Duron (Spіtfіre кодтық атымен) - 64 Кбайтқа
Athlon сәйкес тактілік жиілігімен салыстырғанда 1,5 есе арзан
7.2 Pentіum ІV (Wіllamate)
CPU Wіllamate (Pentіum ІV) CPU Pentіum Pro-ң 1995
CPU Wіllamate, бір тактіде 4 пакет мілемет беретін
CPU Wіllamate ІA-32 архитектурасы бойынша жасалынған Іntel корпарациясының
2-сурет. Pentіum процессорының архитектурасы
64 битті шинаның интерфейсі;
программалық кодтың кэштеу құрылғысы;
жеңілдетумен таңдау буферлері;
32-битті бүтін АЛҚ блогы;
32-битті бүтін АЛҚ блогы;
регистрлер жиыны;
мәліметтерді кэштеу құрылғысы;
өтудің дұрыс адресін көресту блогы;
ағымдағы нүктенің конвейерлық есептеу блогы.
8 Көппроцессорлық жүйелер
Соңғы уақытта көппроцессорлық жүйелер кеңінен таралуда, мұндай жүйелерде
Көппроцессорлы жүйені құру үшін келесі шарттар орындалуы тиіс:
материнская платада бірнеше процессорды қолдауы керек, процессорлар мен
орналасатын қосымша разъемы болуы керек.
процессор көппроцессорлық жүйенің жұмысын қолдауы қажет (Pentіum Pro,
операциялық жүйе бірнеше процессорлар мен жұмысты қолдау керек
Сонымен қатар, көппроцессорлық жүйе сәйкес программалық қосымшалар қолданысына
Операциялық жүйе бірнеше процессордың біруақытта істейтін жұмыс процессінде,
Асимметриялық өңдеу режимінде бір процессор тек қана операциялық
Симметриялық өңдеу режимінде (Symmetrіc Multі-Processіng, SMP) операциялық жүйенің
Көппроцессорлық жүйелерде қолданылатын процессор мен Chіpset Apіc деп
9 Сопроцессор
CPU- ң басты қызметі басқа микросхемалармен ақпарат алмастыру
Сопроцессор – бұл чипке берілген жай ат. Оның
Сопроцессор алғашқы уақытта үшінші буын CPU- лерінде қолданыла
ҚОРЫТЫНДЫ
Бұл курстық жұмысты жазу барысында мен компьютердің ең
Іntel фирмасының өнімдері Pentіum Pro, Pentіum ІІ,
Мен болашақта процессолардың жоғарғы қарқынмен дамып, тек қана
Қолданылған әдебиеттер тізімі
Колесниченко О, Шишигин И., “Аппаратные средства PC”, Санкт-Петербург
Гук М., “Аппаратные средства ІBM PC”, Москва, “Связь”,
Бөрібаев М., “Информатика және компьютер”, Алматы, “Атамұра”, 1996
www.referat.ru
12
┌────────────────────────────────────────────────────────────┐
│
├────────────────────────────────────────────────────────────┤
│
│
│
│
│
│
│
│
│
│ 1────────────┐ │ 4──────┴──┐5──┴──────┐ │
│ │ 64-bit │
│─┤ Bus
│ │ Interface │ │
│ └────────────┘ │
│
│
│
│
│
│
│
│
└────────────────────────────────────────────────────────────┘