Компютърна система с процесор Pentium ll

Компютърна система с процесор Pentium ІІ

1.     Блокова схема на ДП с процесор Intel Pentium ІІ, Slot1, Chipset от серията 440хх.

ДП на Pentium II има следните основни блокове:

v Поцесор Pentium II  с честота 450 МHz;

v Cache памет – L1 вградена в процесора и L2  разположена на процесорната платка;

v Чипсетове - Intel разработва схемния набор като разделя неговите функции на две групи:

· микросхема наречена Northbridge (Северен мост);

· микросхема наречена Southbridge (Южен мост);

Тези две микросхеми се свързват помежду си посредством стандартната шина PCI.

v  Оперативна памет  RAM – свързана към Северния мост;

v  AGP графическия ускорител (видеокарта) –  чрез шината, наречена усъвършенстван графичен порт;

v  (Advanced Graphics Port – AGP) се свързва към схемата Northbridge.

В този случай, върху платката на графическия ускорител се вгражда банка с локална памет, до която има достъп ускорителят и се използва като буфер за подготовка на изображението върху дисплея.

· Часовник CMOS RAM – вграден в Southbridge (Южен мост);

· АТА1 и АТА2 -  за флопи и хардисково устройство;

· USB портове.

v Super I/O чипове - третият по важност чип, който се монтира на дънната платка е Super I/O чипът. Обикновено той интегрира в себе си редица устройства, които в по-ранните компютърни системи се намираха на отделни разширителни карти. Основните компоненти вградени в Super I/O чипа са:

· контролер за флопидискови устройства;

· контролери за серийни портове, Com1 и  Com2;

· контролер за паралелен  порт LPT1;

· контролерите за клавиатура и мишка. В голяма част от компютърните системи тези контролери са в отделен чип, но в по-новите системи те се вграждат в Super I/O чипа.

v  Flash ROM BIOS

Блокова схема на Pentium ll 

Pentium ІІ съдържа мултимедийни разширения. По принцип в Pentium ІІ се използва ядрото на Pentium Pro с комплекта инструкции за ММХ. L1 кеш е увеличена както при ММХ процесорите от 8 КВ на 16 КВ (данни и програмен код). L2 кеш се намира в отделен чип и заедно със същинския процесор е монтирана на специална карта-процесорен модул, който се включва в Slot1. Той има 242 извода.

Чипсета 440 FX се характеризира със следното:

· поддръжка на до 1GB EDO памет;

· кеширане на целия 1GB основна памет;

· поддръжка на USB;

· поддръжка на IDE контролер с управление на шината(Bus Master IDE);

· пълна поддръжка на ЕСС/ проверка по четност.

Северният мост на 440 FX се състои от два чипа. Главният компонент на чипа 82441FX, съдържащ PCI моста и контролера на паметта, а другият е ускорителят на шината за данни 82442FX, предназначен за PCI шината. За южен мост този чипсет използва чипа 82371SB , който поддържа високоскоростни Bus Master DMA IDE интерфейси и USB, и действа като мост между PCI и ISA шините. След него се появява чипсета 440 LX, който бързо го измества и има няколко подобрения:

· поддръжка на  AGP шината за видеокарти;

· поддръжка на 66 MHz SDRAM ;

· поддръжка на IDE интерфейса Ultra- DMA.

ROM - BIOS

BIOS-ът е базова входно - изходна система (basic input/output system) и e същинската връзка между хардуера и софтуера на една компютърна система. BIOS-ът включва софтуера на основния чип ROM памет на дънната платка (същинска част на BIOS-а ) , а също и софтуерите на ROM чиповете на адаптерните карти и допълнителните драйвъри, които се зареждат при стартиране на операционната система.

Flash ROM-BIOS – това е по-нов вид EEPROM памет. Характеризира се със способността си да се програмира и изтрива директно на платката, на която е инсталиран без да изисква специално оборудване. При нея много лесно се прави ъпгрейд без да се налага да се сменя чипа и това става чрез стартиране на специална програма за обновяване.

2.    Софтуерни прекъсвания при стартиране на системата:

Програмните прекъсвания се използват от програмистите за иницииране на прекъсване от програмата. Когато се получи заявка за програмно прекъсване, се спира изпълнението на програмата и се стартира процедура за обработка на прекъсването. Тези прекъсвания се използват от програмистите за генериране на съобщения, свързани с изпълнението на програмата.

Наред с горните два типа прекъсвания, в микропроцесорите е предвидена възможност, механизмът на обработка на прекъсванията да се използва и при възникване на проблеми, свързани с работата на CPU. Например, когато някаква програма се обръща към област в паметта,  за която няма разрешение за достъп (грешка при защита на паметта) CPU генерира прекъсване, при което се извежда съобщение за грешка.

Процедура за Update - това е процедура, предвидена като функция на Windows за автоматично обновяване на операционната система. Тя позволява при обновяване на операционната система от лицензирания доставчик нашата също да бъде обновена.

AGP – Accelerated Graphics Port. Технологията е създадена от Intel. Това е порт, който се използва само от видео карти (основно предимство има само при 3D ускорителите). Целта е да осигури по-голяма скорост на предаване на данни от паметта спрямо PCI. Има няколко стандарта за AGP, като достъпа е 32 битов. AGP 1x работи на 66MHz честота и осигурява max трансфер 266MB/s. AGP 2x работи на 66MHz, но използва двата фронта на сигнала и осигурява max трансфер 533MB/s. AGP 4x осигурява max трансфер 1066MB/s. В момента се работи по AGP 8x.
Режим 1х : AGP шината поддържа  4 скорости AGP 1x, AGP 2x, AGP 4x и AGP 8x.

AGP 1x работи на тактова честота 66 MHz  и има максимална трансферна скорост 266 МВ/sec.

3.    Характеристики на Pentium ІІ

Процесор	Размер на вътр. регистри	Шина данни	Адресна шина	Максимално адресируема памет	Слот	Кеш памет	Режими	Работна честота	Видове RAM памет	Регистри	Разшир. шини
Pentium II	32 bit	64 bit	36 bit	64 GB	Slot1	Level 1 – DATA Cache и Code Cache Level 2- на ДП	1.Реален 2.Защитен; 3..Режим на системно управление	От 60 до 233 MHz	EDO DRAM МодулиDIMM – 168 pins	Регистри с общо предназначение; Адресни; сегментни; управляващи	AGP порт

Режими на работа: Реален, със защита и със системно управление.

Регистри с общо предназначение: Регистрите на централния процесор представляват свръх бърза памет, която се използва за извършване на логическите и аритметичните операции (конюнкция, дизюнкция, изместване наляво или надясно, сума по модул две, събиране, изваждане). Информацията в регистрите се съхранява в битове с две значения – нула и едно, и се съхранява само, докато процесорът е под напрежение или докато някоя машинна команда не измени съдържанието на регистъра. Броят битове в регистрите е еднакъв и определя разрядността на персоналния компютър – 16, 32, 64-битови.

В регистрите с общо предназначение  се записват междинни резултати или се използват за адресация. Те могат да се разделят на:

a) регистри за данни (EAX, EBX, ECX, EDX);

b) регистри указатели (SP, BP, IP);

c) индексни регистри (SI, DI);

d)сегментни регистри (CS, DS, SS, ES).

 Суперскаларна архитектура В суперскаларните процесори се прави опит в рамките на последователна програма да се реализира паралелно изпълнение на командите на тази програма. След извличане на последователният поток от команди между тях се установяват само действително необходимите зависимости по данни. При това задължиелно се запазва достатъчно информация за подреждането им в първоначалната програма, така че да е възможно запазването на този ред и при прекъсване.

Ефективността на суперскаларните архитектури се ограничава от следните обстоятелства:

· Съществуват ограничения върху степента на паралелизъм на ниво команди. Това произтича от наличието на разклонения в програмите и от ограничения на крайното количество инструкции, които могат да се изпълняват паралелно.

· Сложността на проектираните и произвеждани суперскаларни

микропроцесори нараства по-бързо от количеството на паралелно изпълняваните команди.

Динамично изпълнение на инструкциите

Pentium има два конвейера U– конвейер (главен) и V–конвейер (вторичен).

Pentium процесора притежава буфер за възможните преходи в програмата-ВТВ, който използва техника, наречена предсказване на преходи.

В процесорът инструкциите се изпълняват конвейерно. Така в даден момент от време в конвейера се намират няколко инструкции в различна степен на завършеност. Това многократно увеличава производителността.

Характеристика на RISC ( Reduced Instruction Set Computer) са процесори с разширен набор от инструкции. В зависимост от архитектурата си микропроцесорите  се делят на RISC и CISC:

HARVARD ахитектура – чрез нея се подобрява бързодействието; при нея програмата и данните са в отделни памети и достъпа до тях става по различни магистрали. Микропроцесорите използващи тази архитектура се наричат RISC /със съкратен набор от инструкции/.

CPU Pentium 2