Hoofdstuk 3 - Computersystemen Advertentie Instructiecyclus Extern geheugen Intern geheugen Busstructuur Moederbord LauwersCollege Buitenpost Informatica

LauwersCollege Buitenpost Informatica Een advertentie Processortype kloksnelheid Bussnelheid Intern geheugen Harde schijf monitor Interface HD-moederbord videokaart Geluidskaart cd/dvd-brander Netwerkkaart Voor uitbr.kaarten LauwersCollege Buitenpost Informatica

LauwersCollege Buitenpost Informatica CPU /CVE (=PROCESSOR) Kern van de computer Voert instructies programma uit Verwerkingssnelheid wordt gemeten in MIPS (miljoen instructies per seconde) Kloksnelheid uitgedrukt in MHz LauwersCollege Buitenpost Informatica

LauwersCollege Buitenpost Informatica Typen processoren Voor de PC door fabrikant Intel: 1978 XT 8086 1982 AT 80286 1985 80386 1989 80486 1993 Pentium 60 Mhz 1996 Pentium 200 Mhz 1997 Pentium II 233 Mhz 1999 Pentium III 500 Mhz 2001 Pentium IV 1000 Mhz 2005 Pentium IV 3000 MHz Type processor Andere typen: Motorola voor Apple Macintosh Celeron voor de PC (door fabrikant Intel) Athlon (door fabrikant AMD) LauwersCollege Buitenpost Informatica

LauwersCollege Buitenpost Informatica OPBOUW PROCESSOR Besturingseenheid (control unit) ALU (rekenkundige en logische eenheid) Registers  tijdelijke opslagplaatsen LauwersCollege Buitenpost Informatica

Processor: Von Neumann-model Adres-bus Processor Control Unit RAM CU R1 R2 R3 Controle-bus Registers R4 R5 ALU R6 R7 R8 Arithmetic Logical Unit Data bus LauwersCollege Buitenpost Informatica

LauwersCollege Buitenpost Informatica INSTRUCTIECYCLUS 1. Haal instructie op uit intern geheugen en zet deze in CVE (fetch) 2. Decodeer instructie: wat moet er gebeuren en waarmee? (decode) 3. Voer de instructie uit (execute) Terug naar stap 1. LauwersCollege Buitenpost Informatica

LauwersCollege Buitenpost Informatica Werking Processor Derde stap: voer instructie uit Eerste stap: haal instructie op Adresbus Databus Tweede stap: decodeer instructie 15 101 Instructie Pointer IP 102 102 102 102 102 102 ADD A,(107) 102 A 6 39 103 245 ADD R3,R1,R2 IR ADD A,(107) Instructie Register (tel hok 107 bij A op) ADD A,(107) ADD A,(107) ADD A,(107) 36 104 115 105 ALU Processor CU Besturingsbus 106 57 ADD A,(107) 107 33 ADD A,(107) 33 Execute(voer uit) RAM Registers Accumulator Decodeer LauwersCollege Buitenpost Informatica

LauwersCollege Buitenpost Informatica VON NEUMANN-principe CVE kan maar één opdracht tegelijk verwerken. De instructies worden dus sequentieel, na elkaar verwerkt. Gevolg: vertraging  de Von Neumann-bottleneck. Oplossingen: ondersteunende processor (coprocessor) gekoppelde processor parallelle processors (duo core) LauwersCollege Buitenpost Informatica

LauwersCollege Buitenpost Informatica 3 TYPEN GEHEUGEN: 1. Registers: onderdeel processor, klein, snel, toegankelijk, zeer duur 2. Werkgeheugen: beperkte capaciteit, snel, duur. RAM, ROM, CACHE. Intern 3. Permanent of achtergrondgeheugen apart apparaat, grote capaciteit, relatief traag, goedkoop. Extern LauwersCollege Buitenpost Informatica

LauwersCollege Buitenpost Informatica Extern geheugen Twee soorten: adresseerbaar; schijf verdeeld in: sporen (cirkelbanen op schijf) sectoren (taartpunten op schijf) nummering hiervan levert snel zoeksucces op niet-adresseerbaar: tape (vgl. cassettebandje) LauwersCollege Buitenpost Informatica

LauwersCollege Buitenpost Informatica Harde schijf Schijf (metaal of glas) met magn. materiaal constante draaisnelheid bijv 7200 omw. per min. Lees/schrijfkop Lees/schrijfarm LauwersCollege Buitenpost Informatica

LauwersCollege Buitenpost Informatica Harde schijf Soorten harde schijven Scsi (small computer systems interface) Snelle toegangstijd. Eén controller kan 7 drives besturen. Ide of Ata (integrated disk electronics) Toegangstijd circa 20ms, langzamer dan SCSI-schijven. Eén controller kan 2 drives besturen. Sata (serial ata) Iets sneller dan ata spoor op spoor 0 staat de FAT (=inhoudsopgave) en de partitietabel sector aantal schijven boven elkaar zelfde spoor op elke schijf: denkbeeldige cilinder LauwersCollege Buitenpost Informatica

LauwersCollege Buitenpost Informatica CD-ROM De gebieden waar geen putjes zitten noem je lands LauwersCollege Buitenpost Informatica

LauwersCollege Buitenpost Informatica CD-ROM LauwersCollege Buitenpost Informatica

LauwersCollege Buitenpost Informatica CD-ROM spoor sector Speed Transfer Rate x1 150KB/s x2 300KB/s x4 600KB/s enz. 8 x 4 x 24 betekent dat het apparaat: - op 8x speed schrijft - op 4x speed herschrijft - en 24x speed leest. variabele draaisnelheid LauwersCollege Buitenpost Informatica

LauwersCollege Buitenpost Informatica Intern geheugen Is geadresseerd RAM  in 64 bit modules (DIMM: Dual Inline Memory Module)  type: DDR SDRAM (Double Data Rate Synchronous Data RAM) ROM  alleen leesbaar, niet uit te wissen LauwersCollege Buitenpost Informatica

Speciaal intern geheugen Cache-geheugen: deel van intern geheugen, waar veelgebruikte instructies direct opvraagbaar zijn (zeer snel) Virtueel geheugen: deel van bestand dat snel door processor kan worden geraadpleegd, maar toch op harde schijf staat versnelt de acties van de processor is merkbaar na herhaling is relatief duur LauwersCollege Buitenpost Informatica

LauwersCollege Buitenpost Informatica Busstructuur Bus = verbinding tussen processor(en), geheugen(s) en randapparatuur, in de vorm van geleidende strips op een printplaat. Drie typen: adresbus, besturingsbus (of: controlebus), en databus Aansluiting harde schijf op bus met: IDE of SCSI of SATA Aansluiting uitbreidingskaarten met: PCI Aansluiting randapparatuur o.a. met: USB (universal serial bus) LauwersCollege Buitenpost Informatica

LauwersCollege Buitenpost Informatica IDE voor aansluiting harde schijf, cdrom, etc DIMM-sloten voor RAM-modules Moederbord bios processorvoet chipset Pci-sloten Voeding + ventilator compoort USB-poorten AGP-slot voor Videokaart printerpoort LauwersCollege Buitenpost Informatica

LauwersCollege Buitenpost Informatica Achterkant computer kabel monitor voedingskabel PS2-poorten USB-poorten Seriële- of com-poorten Parallellepoort of printerpoort Game-poort geluidspoorten Monitor-aansluiting uitbreidingskaarten Einde LauwersCollege Buitenpost Informatica