Hardware

Hardware
Přehled platforem podle procesorů
PC (Wintel)
různí výrobci - domácí počítače, pracovní stanice, servery
1-4 procesory Intel, AMD …
HP PA-RISC
Firma Hewlet Packard - velké servery (unix)
Např. HP 9000 Superdome - až 128 procesorů PA-8900 - 1,1 GHz
http://www.hp.com/products1/servers/scalableservers/superdome/index.
html
Alpha
Firma Compaq (Digital) - pracovní stanice, servery (Tru64 unix,
OpenVMS, Linux)
Např. AlphaServer GS1280 Model – 64, až 64 procesorů - 1.3 GHz
Alpha EV7z
http://h18002.www1.hp.com/alphaserver/sc_gs.html
Sparc
Firma SUN -pracovní stanice, servery (Solaris 9)
Např. Sun Fire 25K, až 72 procesorů UltraSPARC IV - 400 MHz
http://cz.sun.com/products/hardware/servery/high_end/sf25k.html
PowerPC
Firma Apple - domácí počítače, pracovní stanice (Mac OS X)
Např. Power Mac G5, 2 procesory PowerPC G5 - 2,5 GHz
http://www.apple.cz/cze/apple/hardware/powermacg5/specs.html
RS64
Firma IBM - velké servery (IBM AIX 5L™, Linux® and i5/OS)
Např. IBM eServer p5 590, až 16 64 bit procesorů POWER5 - 1.65GHz
http://www03.ibm.com/servers/eserver/pseries/hardware/highend/590.html
MIPS
Firma SGI – pracovní stanice, servery, velké servery (unix)
Např Origin 3900 s až 16 procesory Mips R 16000 - 700 MHz
Např Altix 3000 s až 512 procesorů Intel Itanium 2 - 1,6 GHz
http://www.sgi.com/products/servers/altix/configs.html
1
© Ludvík Friebel 2005
Architektura PC
Procesor (CPU)
Hlavní součástka počítače, zpracovává a řídí všechny činnosti počítače.
Jádrem procesoru je aritmeticko-logická jednotka (ALU).
Parametry procesoru
Vnitřní (datová, interní) šířka procesoru - 32, 64 bitů (kolik dat zpracuje
procesor najednou)
Vnější (externí) šířka procesoru - 32, 64 bitů
Vnitřní frekvence (takt) - dnes až 4,8 GHz
Vnější frekvence (FSB) - dnes až 1066 MHz
Velikost cache - dnes až 2MB (L2 cache)
Patice, slot – stejné procesory v různém provedení – Socket 478, 775,
603, 604, A, 754, 939, 940
Dnešní procesory
Intel:
Celeron (socket 478, 775), P4 (socket 478, 775), Xeon, Pentium D
(dvoujádrové pro socket 775), frekvence až 3,6 GHz
U procesorů Intel je podpora SMP – symetrický multiprocesing, nutná
podpora OS
AMD:
Sempron, Sempron 64, Athlon XP (socket A), Athlon 64, Athlon 64 X2,
Athlon 64 FX (socket 754, socket 939), Opteron (socket 940),
dvoujádrové procesory Opteron (dual core)
U procesorů AMD se uvádí tzv. P-rating – frekvence procesoru P4
srovnatelného výkonu (kromě AMD Opteron). Např. AMD Athlon XP
3400+ má interní frekvenci pouze 2,2 GHz.
U AMD Opteron Možnost SMP
Komunikace procesoru s okolím přes:
I/O adresu -určitá (logická) adresa
v paměti)
IRQ – přerušení
DMA – přímý přístup do paměti
2
© Ludvík Friebel 2005
Základní deska (Mainboard, Motherboard)
Deska plošného spoje s mnoha integrovanými obvody a konektory
do níž se zasunuje procesor
Na základní desce nalezneme:
Chipset (sada čipů pro určitý tip procesoru, např. Intel
845, 865, 875, 915 nebo VIA KL 133, KT 333, KT 400,
KT 600, PT 800, K8T800 nebo Nvidia nF2, nF3, nF4)
BIOS (základní program počítače, AWARD, Phoenix,
AMI),
Pozice pro procesor (např. Socket 370, 478, A, 754,
939, …),
Pozice pro paměti (DIMM, RIMM, DDR, DDRII),
Pozice pro rozšiřující karty - ISA, PCI (32/64 bit), AGP
(2x,4x,8x), PCI-Express 16x, XGP
Paměť RAM (operační paměť, hlavní paměť)
Primární, vnitřní paměť – procesor s ní pracuje přímo, čte z ní data
a ukládá do ní výsledky práce, komunikuje přes ní s ostatními zařízeními
Podle konstrukce se paměti dělí na:
statické SRAM
Dynamické DRAM (FP-DRAM,
EDO, SDRAM, RDRAM)
Podle uspořádání – SIMM, DIMM, SODIMM (notebooky), RIMM (800,
1066 MHz) , DDR (400 MHz), DDRII (533 MHz), DDRIII (1050 MHz)
Uvádí se ještě hodnota Case Latency (CL) běžně 2 – 4 ns
Podle odolnosti vůči chybám – paritní, ECC
Dnes nejčastější DDR
Videokarta
Umožňuje zobrazování dat z počítače na monitoru (zobrazovací adaptér)
Může pracovat v textovém režimu (nenáročné na rychlost a paměť 80x25
znaků)
Nebo v grafickém režimu (podle počtu barev a rozlišení mnohem
náročnější)
Dnešní videokarty přidávají ještě 3D akceleraci – ještě náročnější
3
© Ludvík Friebel 2005
Pro grafickou kartu je rozhodující grafický čip a velikost paměti dříve
ještě převodník, dnes součástí gr. čipu. U grafického čipu a u paměti se
často uvádí datová šířka a frekvence viz příklad dále.
Dnes všechny grafické karty do slotu AGP nebo PCI Expres
Nejjednodušší VGA karta 256 kB
Dnešní 3D akcelerátory 32, 64, 128, 256 MB
Různí výrobci karet používají různé grafické chipy – např. ATi, Matrox,
nVidia
Příklad: Grafická karta osazená chipem nVidia např. Geforce 7800 GT
pro sběrnice PCI Express 16x, 256MB 256bit, 450MHz jádro/1050 MHz
paměti, VIVO (Video In + Video Out), dual DVI
Monitor (CRT)
Připojuje se na videokartu a zobrazuje informace z ní informace uživateli.
Nejdůležitější parametry jsou:
úhlopříčka (17“, 19“, 21“, 22“)
rozlišení (800x600, 1024x768, 1280x1024,
1600x1200, ...)
stránková frekvence (Hz)
řádková frekvence (kHz)
šířka pásma (MHz)
norma vyzařování (MPR2, TCO99, TCO 03)
Display
Funkce stejná jako monitor
Dělíme na pasivní (DSTN, HPA) pomalé, již se nepoužívají
aktivní (TFT) rychlé
podle velikosti 15“, 17“, 19“, 20“, 23“
podle doby odezvy 25, 16, 12, 8 ms
zvláštnosti: pevné rozlišení, nemají chyby monitorů, nevyzařují
4
© Ludvík Friebel 2005
Zařízení integrovaná na základní desce
• Paralelní port slouží k paralelní komunikaci – standardy:
Centronics, IEEE1284, EPP, ECP, nejčastější použití – tiskárna,
scanner
• Sériový port slouží k sériové komunikaci RS232, různá rychlost
podle řídícího obvodu (UART 8250, 16550), nejčastější použití –
myš, modem
• Řadič FD ovládá disketové mechaniky – max. 2 zařízení
• Řadič pevných disků (HD) ovládá pevné disky
o IDE - 2 kanály po 2 zařízeních (nejen disky), různé rychlosti –
režimy (PIO, DMA, UDMA) až 133MB/s u UDMA/133, serial
ATA až 1,5 Gb/s (sATAII až 3 Gb/s), u dvou zařízení na
kanál musí být jedno Master a druhé Slave (přepínače), u
některých základních desek s podporou sATA je integrován i
řadič RAID – rozšíření tohoto rozhraní i do oblasti serverů
o SCSI - 8, 16 zařízení (nejen disky) na kanál přičemž se
počítá i řadič, různé standardy SCSI-2, U2-SCSI, U160SCSI, U320 SCSI (320 MB/s), standardy jsou zpětně
kompatibilní, využití především pro servery s větším počtem
zařízení (HD)
• Řadič USB – rychlá sériová komunikace, hvězdicové uspořádání
(HUB), scannery, tiskárny, klávesnice, čtečky karet, kamery (USB
2.0) různé standardy – USB 1.0, 1.1, 2.0 (až 480 Mb/s)
• Řadič IEEE 1394 (FireWire) pro připojení digitálních kamer
(miniDV, Digital 8, scanery, externí pevné disky)
• Zvuková karta a síťová karta (viz dále)
Ostatní paměti
(vnější paměti) Uchovávají data s nimiž procesor momentálně nepracuje
a to i v době kdy je počítač vypnut.
• FD – pružné disky kapacita 1,44 MB, 1,2 MB – dnes nedostačující
• HD – pevné disky (několik tuhých kotoučů v patrech nad sebou),
magnetoindukční nebo magnetorezistivní záznam, hustota uložení
informací se uvádí v MB na čtvereční palec, parametry:
o Rozhraní – IDE (UltraATA 100,133), SCSI, serial ATA
(sATAII), USB 2.0, IEEE-1394
o kapacita (dnes až 400 GB)
o přenosová rychlost (dnes až 32 MB/s, je funkcí otáčkek)
o přístupová rychlost (dnes 8 – 10 ms)
o velikost cache (až 16 MB)
5
© Ludvík Friebel 2005
o počet otáček (dnes až 15400 ot./min)
o MTBF (1000000 hodin)
o počet hlav, cylindrů (stop), sektory na stopu
• CD
o CD-DA (audio) 74 minut
o CD-ROM data 650, 700 MB
o Média CD-R, CD-RW, různá odrazivost
o Parametry: rychlost (52x), přístupová doba (80 ms)
• DVD
o Mechaniky čtou i CD
o DVD – video DVD5, DVD9
o DVD – audio
o Parametry: rychlost, přístupová doba
• Přenosná média (vyjímatelná)
o ZIP kapacita 100, 250 MB
o LS 120 (A:drive) kapacita 120 MB
o JAZ kapacita 2 GB
o Páskové paměti: Travan (10 GB), DAT (12GB), DLT (35 GB),
Ecrix (33 GB), Ultrium
o Flash USB disky (PenDrive) kapacita až 2 GB
o Další …
Skříň počítače
(case)
Obsahuje zdroj a pozice pro HD, CD, FD,
Různá provedení : desktop, slim, minitower, miditower, bigtower,
speciální skříně určené pro montáž do 19“ skříní (servery, průmyslové
systémy).
Podle zdroje a vnitřního uspořádání se dělí AT, ATX (příslušná zákl.
deska).
Některé skříně mají i přední výstup pro audio, USB, IEEE-1394,
umožňující snadnější připojení periferií.
Některé skříně počítačů jsou určeny pro montáž do 19“ skříní.
Zvuková karta
Zabezpečuje zvukový výstup z PC (standardně PC speaker, pouze
pípá).
Součástí zvukové karty je syntezátor a A/D D/A převodník.
Kvalitu určují právě tyto součástky.
Některé zv. karty mají i vlastní paměť pro vzorky.
6
© Ludvík Friebel 2005
Nejčastější zv. karta je Sound Blaster od firmy Creative Laboratories (SB
Live 7.1 – 8 kanálů)
Na výstup ze zvukové karty se připojují reproduktory nebo sluchátka.
U většiny základních desek bývá zvuková karta integrována.
Síťová karta
(NIC Network Interface Card, Lan adaptér)
Zabezpečuje připojení do sítě LAN - nejčastěji Ethernet 100 Mb/s,
v serverech 1 Gb/s.
Výrobci: 3Com, Intel, Realtec, D-Link
Pro bezdrátový Ethernet se rozvíjí standard WiFi (Wireles Fidelity)
s rychlostí až 108 Mb/s (802.11a/b/g). Dnes je toto rozhraní běžně
integrováno v přenosných počítačích
Modem
Zabezpečuje připojení do sítí WAN i LAN přes pevnou nebo vytáčenou
linku, někdy i funkce faxu.
Vyrábí se interní i externí provedení (připojení přes sériový port nebo
USB, resp. Ethernet u ADSL).
Různé typy např. faxmodem (56 kb/s), ISDN (128 kb/s), ADSL (512/128
kb/s)
Některé ADSL modemy umožňují připojení více počítačů na jednu ADSL
linku a obsahují funkci směrovače (routeru)
Klávesnice
Dnes běžně na trhu provedení DIN (AT) nebo PS/2 (ATX), dostupné jsou
i klávesnice bezdrátové
Myš
Dnes běžně na trhu provedení sériové (starší PC), PS/2 (ATX), (USB),
optické, bezdrátové
Tiskárna
• Jehličkové (9, 24, 2x9, 2x24)
• Inkoustové (bublinkové)
7
© Ludvík Friebel 2005
• Laserové (LED)
Důležité parametry: rozlišení v jednotkách dpi (600,1200 …), rychlost v
str/min (obvykle se liší podle rozlišení a barevnosti, až 32 str./min),
formát (A3, A4, …)
Výrobci: HP, Canon, Epson, Xerox, OKI, Minolta, …
Tiskárny GDI – nemají vlastní procesor (RIP) – více zatěžují počítač
Některé tiskárny používají pro tisk zvláštní jazyk např. PostScript, PCL,
HP-GL (plotry)
Scanner
• Ruční
• Stolní
• Průchozí
Důležité parametry: rozhraní (USB, IEEE-1394, SCSI), rozlišení (dpi),
rychlost, formát (obvykle A4)
8
© Ludvík Friebel 2005