Особливості роботи, призначення, загальні характеристики, переваги та недоліки (кручена пара, коаксіальний кабель, оп-товолоконний кабель)
У першу чергу для зв’язку комп’ютерів між собою необхідне середовище, через яке передається інформація. В мережах в якості середовища передачі інформації можуть ви-користовуватись кабелі на основі мідного дроту, оптоволоконні, інфрачервоне випромі-нювання, радіо хвилі у високочастотному діапазоні. До кабелів на основі мідного дроту, відносять: кручену пару та коаксіальний кабель. На відміну від електричного в оптоволо-конному кабелі носієм інформації є світловий промінь, що поширюється у середині спеці-ального світловоду.
Техніко-експлуатаційні характеристики середовищ передавання такі: час і швидкість поширення сигналів, вартість, швидкість загасання сигналу на одиницю довжини кабелю з урахуванням його частоти, опір одного метра, маса одного метра, завадостійкість у різних навколишніх середовищах, випромінювання в довкілля.
Кручена пара
Найбільш популярним матеріалом для побудови сучасних комп'ютерних мереж є кручена пари. На сьогодні це недорогий і універсальний кабель для створення локальних комунікацій практично будь-якого рівня складності. Час поширення сигналу 8-12 нс/м. Загасання сигналу 12-28 дБ на 100м за частоти 10 МГц. Сучасні кабелі на основі крученої пари дозволяють розвинути швидкість передачі до 100 Мбіт/с і більше. Максимальна до-вжина мережі неповинна перевищувати 95м. Для підключення ПК до мережі використо-вують роз’єми типу PJ-45.
Кабелі на основі кручених пара з мідними провідниками, що застосовуються в СКС, призначені для передачі електричних сигналів.
Кабель містить декілька скручених з різними кроками кручених пара проводів і може мати кілька додаткових захисних, екрануючих і технологічних елементів, що утворюють сердечник. Кожен провід забезпечується ізоляцією із суцільного або спіненого діелектри-ка.
Використання останнього трохи знижує питому масу кабелеві і значно поліпшує йо-го частотні властивості, однак приводити до подорожчання готового виробу.
На сердечник накладена захисна оболонка у виді шланга, у більшому або меншому обсязі захищаюча кручені парі від зовнішніх впливів і зберігаюча структуру сердечника під година прокладки й експлуатації.
Наявність загальної зовнішньої захисної оболонки сердечника є підставою для відне-сення розглянутої конструкції до класу кабелів.
У залежності від основної області застосування і відповідно конструкції, кабельні вироби для СКС на основі кручених пара підрозділяються на чотири основних види:
• горизонтальний кабель;
• магістральний кабель;
• кабель для шнурів;
• перемичок.
Горизонтальний кабель типові "кручена парі", конструктивні особливості
Горизонтальний кабель типові "кручена парі", призначений для використання в гори-зонтальній підсистемі на ділянці від комутаційного устаткування в кросовій поверху до інформаційних розеток робочих місць.
Найбільш розповсюджені на практиці конструкції містять чотири кручені парі.
По видах скрутки провідників горизонтального кабелеві розрізняють парну і четвірочну (див. малюнок).
Види скруток кручених пар:
а) парна; б) четвірочна
Четвірочна скрутка дозволяє домогтися менших зовнішніх габаритів кабелю, більшої стабільності його конструкції і кращих електричних характеристик, однак кабель з четві-рочною скруткою більш складний у виробництві й обробленні і тому досить мало розпо-всюджений у техніці СКС.
Як матеріал ізоляції провідників звичайно використовується полівінілхлорид, зустрі-чаються також інші ізоляційні матеріали, наприклад, поліолефін, поліетилен і поліпропі-лен.
Застосовуються як суцільні, так і спінені матеріали, причому останні дозволяють одержати трохи кращі електричні характеристики, однак є більш дорогими і застосову-ються переважно в кабелях з верхньою граничною частотою вище 100 Мгц.
З метою зниження рівня загасання провідники горизонтального кабелю виготовля-ють з монолітного (Solid) мідного дроту.
Окремі кручені пари утворюють кабельний сердечник, покритий загальною для всіх пар зовнішньою захисною ізоляційною оболонкою товщиною приблизно 0,5-0,6 мм.
Для додання сердечникові визначеної структури в процесі виробництва і її збере-ження під час експлуатації може застосовуватися обмотка пар полімерними стрічечками або нитками.
Полегшення оброблення деяких конструкцій кабелів забезпечується використанням розривної нитки (rip-cord), розташованої під оболонкою.
При витягуванні ця нитка робить на оболонці поздовжній розріз і відкриває доступ до кабельного сердечника.
Кабелі "кручена пари", у яких під загальною оболонкою знаходяться три і більш чо-тирьохпарних елементи, відносяться до багатопарних. Для виготовлення зовнішньої обо-лонки поряд зі звичайним поливініл-хлоридом досить часто застосовується матеріал типу компаунда, що не містить галогенів і не підтримує горіння, а також так називані малодим-лячі полімери.На зовнішню оболонку наносяться написи, у яких указується тип кабелю, діаметр і тип провідників, характеристики оболонки, найменування виробника і його фірмове по-значення кабелю, найменування стандарту і лабораторії, що сертифікує, а також футові або метрові мітки довжини.
У залежності від наявності або відсутності додаткових екрануючих покрить окремих кручених пар і/або сердечника в цілому горизонтальні кабелі з кручених пар підрозділя-ються на неекрановані й екрановані. У свою чергу, серед екранованих конструкцій розріз-няють кабелі з загальним зовнішнім екраном, з екранами для кожної пари і з одночасним екрануванням окремих пар і сердечника в цілому. Екранування застосовують для підви-щення перехідного загасання (NEXT), зниження рівня ЭМИ і для підвищення перешкодо-захищеності. Зовнішній вигляд різних варіантів кабелів зображений на малюнку.
Конструкції горизонтальних кабелів
Найбільше поширення для екранування окремих пар одержали металізовані алюміні-єм тонкі полімерні плівки, причому відомі конструкції з орієнтацією сторони металізації як усередину, так і назовні.
До складу конструкції плівкового екрана звичайно вводиться додатковий тонкий не-ізольований мідний луджений або оцинкований дренажний провідник діаметром близько 0,5 мм. У функції останнього входить забезпечення електричної безперервності екрана при випадкових розривах плівки під час прокладки й експлуатації.
Екранований і неекранований кабель "кручена пари"
1. Зовнішня оболонка
2. Кручена пара
3. Загальний екран 4. Дренажний провідник
5. Екран крученої пари
Порівняльна характеристика деяких механічних і експлуатаційних параметрів осно-вних варіантів конструкції чотирьохпарних горизонтальних кабелів приведена в таблиці.
Тип кабелю UTP STP S-UTP S-UTP S-STP
Кат. 5 Кат. 6 Плівковий ек-ран Комбінований екран
Маса, кг/км 30-33 34-37 42 49 65-85 82-88
Зовнішній діаметр, мм 4.9 5.2 5.4 6.2 7.6 8.0
Робочий діа-пазон
температур, С -20 - +60, +70
Радіус вигину, мм 30-35 35-40 40-45
Магістральний кабель призначений для використання в магістральних підсистемах СКС для зв'язку між собою приміщень кросових.
У підсистемі зовнішніх магістралей звичайно велика частина маршруту прокладаєть-ся горизонтально, у підсистемі внутрішніх магістралей - вертикально. З метою зниження коефіцієнта загасання провідники виготовляються з монолітного мідного дроту. На відмі-ну від горизонтального кабелю магістральні конструкції містять більше чотирьох круче-них пар і тому часто називаються багатопарними. Аналогічно горизонтальним кабелям вони розрізняються по категоріях від 3 до 5, причому магістральні кабелі категорії 4 зу-стрічаються на практиці дуже рідко.
Конструкція кабелю залежить від його ємності.
Категорії кабелю Кількість пар
3 25,50,75,100,200,300,600,900,1800
5 25,50,100
При числі пар до 25 вони містяться в загальну оболонку. У випадку ємності понад 25 пара вони розбиваються на пучки по 25 пару в кожнім, сукупність яких утворить кабель-ний сердечник.
Рис.4 Багатопарні магістральні кабелі:
а) 25-парний кабель категорії 5
б) 300-парний кабель категорії 3
Кабель для шнурів, як це випливає з його назви, призначений для виготовлення ко-мутаційних і віконних шнурів.
Він містить у більшості випадків чотири кручених пари і по конструкції дуже схо-жий на горизонтальний кабель. Основні відмінності між цими різновидами кабельних ви-робів полягають у тому, що в кабелі для шнурів:
• для додання стійкості при багаторазових вигинах і подовження терміну експлуатації провідники виготовляються із семи тонких перевитих мідних дротів діаметром приблизно по 0,2 мм кожна (Stranded);
• ізоляційна оболонка провідника має трохи більшу в порівнянні з горизонтальним кабе-лем товщину (близько 0,25 мм);
• для виготовлення зовнішньої оболонки вибирається матеріал з підвищеною гнучкістю.
Кабель для шнурів виробляється в екранованому і неекранованому варіантах.
Провід для перемичок, або кросований провід, у більшості випадків являє собою одну неекрановану кручену пару категорії 3 без зовнішньої захисної оболонки. Провідни-ки виготовляються з монолітного мідного дроту діаметром 0,51 мм з ізоляцією з поліві-нілхлориду.
Оптоволоконний кабель
По призначенню, волоконно-оптичні кабелі (ВОК) можна розділити на:
• Монтажні (сполучні). Використовуються для механічної комутації і підключення апаратури;
• Об'єктові. Використовуються для високошвидкісних з'єднань усередині будівель. Як правило, у них використовуються покриття, що погано поширюють горіння, ви-діляють малу кількість диму, і не містять галогенів (LSF/OH - low smoke and fume zero halogen);
• Міські, Зонові. З'єднують будинки, райони, міста області. Звичайно мережі, побу-довані з їхнім використанням, мають довжина від 1-2 до 100 км.
• Магістральні. Призначені для передачі інформаційних потоків на великі відстані. Для цього використовуються кабелю з дуже якісними оптичними волокнами.
По місцю прокладки:• По підземних комунікаціях телефонних і інших служб;
• Призначені для прокладки в ґрунті. Посилена броня, захист від гризунів.
• Підвісні (на стовпах освітлення, трубостійках, контактних опорах залізниць, опо-рах ЛЕП, і т.п.). Довжина прольоту може доходити до 450м.
• Підводні.
Конструкція оптичного волокна
Типова конструкція кабельного сердечника модульного типу.
1 - оптичне волокно в буфері (ОВ) або службова жила (СЖ) з м'якого мідного дроту; 2 - гідрофобний заповнювач (ГЗ); 3 - оболонка оптичного модуля (ОМ); 4- гідрофобне заповнення; 5 - скріпний елемент, звичайно обмотка поліетилентерефталатною плівкою; 6 - центральний силовий елемент (ЦСЕ); 7- промі-жна оболонка кабелю; 8 - силовий елемент; 9 - захисна оболонка з ПЕ.
Роз’єми
При всіх достоїнствах оптичних волокон, для монтажу мереж їх необхідно з'єднува-ти. Саме складність цього процесу для світловодів із кварцового скла є основним стриму-ючим фактором оптоволоконних технології.
Розглянемо докладніше види і способи з'єднання оптичних волокон. Для початку, потрібно принципово розділити зростки (нероз'ємні з'єднання), і оптичні роз’єми. У порі-вняно невеликих мережах (до декількох кілометрів діаметром) зростки не бажані, і їх вар-то уникати. Основний на сьогодні спосіб їхнього створення - зварювання електричним розрядом.
Рис. 8.5. Принцип зварювання оптичного волокна.
Таке з'єднання надійне, довговічне, і вносить мізерно мале загасання в оптичний тракт. Але для зварювання потрібно досить дороге устаткування (у районі декількох деся-тків тисяч доларів), і порівняно висока кваліфікація оператора.
Обумовлено це необхідністю високоточного сполучення кінців волокон перед зва-рюванням, і дотримання стабільних параметрів електричної дуги. Крім цього, потрібно забезпечити рівні (і перпендикулярні осі волокна) торці (відколи) волокон, що зварюють-ся, що саме по собі є досить складною задачею.
Другий спосіб створення нероз'ємних з'єднань - механічний, або з використанням спеціальних з'єднувачів (сплайсів). Первісне призначення цієї технології - швидке тимча-сове з'єднання, використовуване для відновлення працездатності лінії у випадку розриву. Згодом, на "ремонтні" сплайси деякі фірми почали давати гарантію до 10 років, і до декі-лькох десятків циклів сполучення-роз'єднання. Принцип дії сплайса досить простий. Во-локна закріплюються в механічному кондукторі, і спеціальними гвинтами зближаються один з одним. Для гарного оптичного контакту в місці стику використовується спеціаль-ний гель зі схожими на кварцове скло оптичними властивостями. Незважаючи на зовніш-ню простоту і привабливість, спосіб не одержав широкого поширення. Причин цьому дві. По-перше, він усе-таки помітно уступає по надійності і довговічності зварюванню, і для магістральних телекомунікаційних каналів не придатний. По-друге, він обходиться доро-жче, ніж монтаж клейових розємів, і вимагає більш дорогого технологічного устаткуван-ня. Тому, він досить рідко застосовується і при монтажі локальних мереж.
Розглянемо роз’ємні з'єднання. Якщо межа дальності дії високошвидкісних електро-провідних ліній на основі кручений пари залежить від роз'ємів, то в оптоволоконних сис-темах внесені ними додаткові втрати досить малі. Загасання в них залишає близько 0,2-0,3 дб (або кілька відсотків). Тому цілком можливо створювати мережі складної топології без використання активного устаткування, комутуючи волокна на звичайних роз'ємах. Особ-ливо помітні переваги такого підходу на невеликих по довжині, але розгалужених мере-жах "останньої милі". Дуже зручно відводити по одній парі волокон на кожен будинок від загальної магістралі, з'єднуючи інші волокна в комутаційній коробці "на прохід".
На сьогодні відомо кілька десятків типів роз'ємів, і немає того єдиного, на який був би стратегічно зорієнтований розвиток галузі в цілому. Але основна ідея усіх варіантів конструкцій проста і досить очевидна. Необхідно точно сполучити осі волокон, і щільно пригорнути їхні торці друг до друга (створити контакт).
Рис. 8.6. Принцип дії оптоволоконного роз’ємну контактного типу
Незважаючи на відсутність офіційно визнаного усіма виробниками типу роз’ємну, фактично поширені ST і SC, досить схожі по своїх параметрам (загасання 0,2-0,3 дБ).
Рис. 8.7. Роз’єми оптичних волокон.
Роз’єми ST - найдешевший і розповсюджений. Він небагато краще, ніж SC, присто-сований до тяжких умов експлуатації завдяки простій і міцній металевій конструкції (до-пускає більше можливостей для застосування грубої фізичної сили). Як основні недоліки, можна назвати складність маркірування, трудомісткість підключення, і неможливість створення дуплексної вилки.SC. Був розроблений японською компанією NTT, з використанням такого ж, як у ST, керамічного наконечника діаметром 2,5 мм. Але основна ідея полягає в легкому пластма-совому корпусі, добре захищаючому наконечник, і забезпечуючий плавне підключення і відключення одним лінійним рухом. Така конструкція дозволяє досягти великої щільності монтажу, і легко адаптується до зручних здвоєних роз’ємів. Тому роз’єми SC рекомендо-вані для створення нових систем, і поступово витісняють ST.
Одномодові і багатомодові оптичні волокна
По типу конструкції, вірніше по розмірі серцевини, оптичні волокна поділяються на одномодові (ОМ) і багатомодові (БМ).
Рис. 8.3. Одномодові і багатомодові оптичні волокна
У випадку багатоходового волокна діаметр сердечника (звичайно 50 або 62,5 мкм) майже на два порядки більше, ніж довжина світлової хвилі. Це означає, що світло може поширюватися у волокні по декількох незалежних шляхах (модам). При цьому очевидно, що різні моди мають різну довжину, і сигнал на приймачі буде помітно "розмазаний" за часом.
Через це хрестоматійний тип східчастих волокон (варіант 1), з постійним коефіцієн-том переломлення (постійною щільністю) по всьому перетині сердечника, уже давно не використовується через великий модовій дисперсії.
На зміну йому прийшло градієнтне волокно (варіант 2), що має нерівномірну щіль-ність матеріалу сердечника. На малюнку добре видно, що довжини шляху променів силь-но скорочені за рахунок згладжування. Хоча промені, що проходять далі від осі світлово-да, переборюють великі відстані, вони при цьому мають велику швидкість поширення. Відбувається це через те, що щільність матеріалу від центра до зовнішнього радіуса зме-ншується по параболічному законі. А світлова хвиля поширюється тим швидше, чим ме-нше щільність середовища.
Однак, як би не були збалансовані градієнтні багатомодові волокна, цілком усунути цю проблему можна тільки при використанні волокон, що мають досить малий діаметр сердечника. У які, при відповідній довжині хвилі, буде поширюватися один єдиний про-мінь
Фізичні параметри оптичних волокон.
Принцип роботи оптоволоконной лінії не складний. Джерелом розповсюджуваного по оптичних кабелях світла є світлодіод (або напівпровідниковий лазер), а кодування ін-формації здійснюється дворівневою зміною інтенсивності світла (0-1). На іншому кінці кабелю приймаючий детектор перетворить світлові сигнали в електричні.
Для передачі інформації мало створити світлову хвилю, треба її зберегти і направити в потрібному напрямку. В однорідному середовищі світло (електромагнітна хвиля) поши-рюється прямолінійно, але на границі зміни щільності середовища по оптичних законах відбувається зміна напрямку (відображення), або переломлення.
У використовуваних у даний час схемах промінь від світлодіода або лазера впуска-ють у більш щільне середовище, обмежене менш щільним. При правильному підборі ма-теріалів, відбувається ефект повного відображення (переломлення відсутнє). Таким чи-ном, що транспортується сигнал "йде" усередині замкнутого середовища, проробляючи шлях від джерела сигналу до його приймача.
На сьогодні волоконно-оптичні системи працюють зі швидкостями, що перевищують 1 Тбіт/с на відстань понад 3000 км без підсилення.
Максимальна швидкість передавання з використанням світлодіодів декілька сотень Мбіт/с, тоді як лазери працюють зі швидкостями 10 Гбіт/с.
Інші елементи кабелю - лише спосіб охоронити тендітне волокно від ушкоджень зо-внішнім середовищем різної агресивності.
Мережі на основі коаксіального кабелю.
Коаксіальні кабелі поряд зі скрученою парою є найпоширенішим середовищем пере-давання даних у КМ. Вони мають високу швидкість передавання, завадостійкість довгові-чність, помірну вартість. Для них розроблені прості засоби з’єднання з ЛМ.
За техніко-експлуатаційними характеристиками розрізняють широко- та вузькосму-гові коаксіальні кабелі.
Широкосмугові кабелі використовуються для аналогового, широкосмугового пере-давання. Смуга перепускання такого кабелю, як звичайно, розділена на декілька аналого-вих каналів з різними частотами-носіями. Кабелі мають швидкість передавання сигналу 300-3000 Мбіт/с, загасання сигналу на частоті 100 МГц не більше 7 Дб на 100м.
Вузькосмугові кабелі застосовують для цифрового передавання. Вони мають швид-кість передавання не більше 80 Мбіт/с, загасання сигналів на частоті 10 МГц – 4 Дб на 100 км.
Найуживанішими у ЛМ коаксіальними кабелями є RG-8 (товстий Ethernet) та RG-59 (тонкий Ethernet). Для приєднання до коаксіального кабелю використовують такі розєдну-вачі: AUI - (товстий Ethernet), BNC - (тонкий Ethernet).Мережі на "тонкому" коаксіальному кабелі порівняно широко поширені. Ця техноло-гія донедавна була досить зручна для невеликих (до 5-10 комп'ютерів) мереж. Як основне достоїнство в порівнянні з кручений парою виділялася відсутність активного устаткуван-ня. Однак, останнім часом використовувані в подібних мережах хаби (комутатори) так си-льно подешевіли, що робити нову мережу на коаксіальному кабелі не має ні найменшого смислу.
Аргументи проти коаксіального кабелю досить серйозні:
• обмеження швидкості в 10 Мбіт;
• коаксіальний кабель приблизно на 30-40% дорожче, ніж кручена пари;
• низька технологічність інсталяції, складність в експлуатації;
• роз’єднання шини в будь-якому місці цілком порушує працездатність мережі, ви-кликаючи відомий серед мережних адміністраторів минулого "біг уздовж мережі з термінатором";
• низька стійкість до статичної напруги і грозових наведень;
Як правило, "товстий" коаксіал вироблявся яскраво-жовтого кольору. "Тонкий" виго-товляли чорним, рідше сірим. Через високу ціну і складності в інсталяції, перший варіант сприймається як екзотика, і знайти працюючу мережу на його основі - величезна пробле-ма. Проте, загальне представлення про нього бажано мати.
Можливо, не будь ця технологія настільки дорогою і застарілої, вона змогла б, за-вдяки зручній топології і роботі на великі відстані, знайти широке застосування в домаш-ніх (кампусних) мережах.
Рис. 7.1. Коаксіальні кабелі
У мережах 10base5 і 10base2 застосовуються тільки кабелі, що мають хвильовий опір 50 Ом. У якості основного топологічного елемента, використовується сегмент. Так нази-вається загальна довжина кабелю між двома термінаторами, установлюваними на обох кінцях мережі (один з них повинний бути заземлений).
Особливості мереж, що використовують "тонкий" коаксіальний кабель і протокол передачі даних 10base2 показані нижче.
Рис. 7.3. Схема мережі на "тонкому" коаксіальному кабелі
• До одного сегмента не може бути підключено більш 30 пристроїв, довжина якого повинна складати не більш 185 м. Мінімальна відстань між ними складає 0.5 метра. Таким чином, у локальній обчислювальній мережі може бути максимум 90 комп'ю-терів.
• Напруга пробою ізоляції між вузлами - 100 Вольт.
• Зовнішній діаметр близько 5 мм, центральний провідник - 0,8 мм, загасання на час-тоті 10 Мгц близько 160 d/км.
• Застосовуються роз’єми BNC-типу. Для підключення мережних адаптерів до кабе-лю використовуються спеціальні Т - конектори (T-Connector), при необхідності з’єднання двох відрізків кабелю використовують І - конектори.
Основні складові ПК.
Шина управління, шинні данні, особливості роботи, швид-кості.
У більшості сучасних ПК в якості системного інтерфейсу використовується системна шина. Шина (bus) – це сукупність ліній зв’язку, по яким інформація передається одночас-но. Під основною, або системною, шиною загалом розуміється шина між процесором та підсистемною шиною. Шини характеризуються розрядністю та частотою. Важливими фу-нкціональними характеристиками системної шини є кількість обслуговуваних нею при-строїв та її пропускна можливість, тобто максимально можлива швидкість передачі інфо-рмації. Пропускна здатність шини залежить від її розрядності (є шини 8-, 16-, 32- та 64-розрядні) та тактової частоти, на якій шина працює.
Розрядність, або ширина, шини (bus width), - кількість ліній зв’язку в шині, тобто чи-сло біт, які може бути передані по шині одночасно.
Тактова частота шини (bus frequency), - частота, з якою передаються послідовні бі-ти інформації по лінії зв’язку.
В якості системної шини в різних ПК використовувались і можуть використовува-тись:
• шини розширень – шини загального призначення, що дозволяють підключати велику кількість самих різноманітних пристроїв;
• локальні шини, які часто спеціалізуються на обслуговуванні не великої кіль-кості пристроїв певного класу, переважно відеосистем.
В комп’ютерах широко використовуються також периферійні шини – інтерфейси для зовнішніх запам’ятовуючих та багаточисельних периферійних повільнодіючих пристроїв. Технічні характеристики деяких шин приведені в таблиці.
Характеристика Шина
ISA EISA MCA VLB PCI AGP
Розрядність шини, біт. 16 – дані/
24 - адреса 32/32
32/32
32/32
64/64 32/32
64/64 32/32
64/64
Робоча частота, МГц 8 8-33 10-20 До 33 До 66 66/133
• кодову шину даних (КШД) – яка містить провода та схеми “ сполучення” для паралельної передачі всіх розрядів числового коду (машинного коду) операн-ду;
• кодову шину адреси (КША) - яка містить провода та схеми “сполучення” для паралельної передачі всіх розрядів коду адреси комірки основної пам’яті або порту вводу-виводу зовнішнього пристрою;• кодову шину інструкцій (КШІ), яка містить провода та схеми “ сполучення” для передачі інформації (керуючих сигналів, імпульсів) у всі блоки машини;
• шину живлення, яка містить провода та схеми “ сполучення” для підключення блоків ПК до системи енергоживлення.
Системна шина забезпечує три направлення передачі інформації:
• між мікропроцесором і основною пам’яттю;
• між мікропроцесором та портами вводу-виводу зовнішніх пристроїв;
• між основною пам’яттю та портами вводу-виводу зовнішніх пристроїв (в ре-жимі прямого доступу до пам’яті).
Управління системною шиною виконується мікропроцесором або безпосередньо чи чаще через додаткову мікросхему контролер шини, яка формує основні сигнали управлін-ня. Обмін інформацією між зовнішніми пристроями та системною шиною виконується з використанням ASCII-кодів.
Особливості таких шин, як ISA, EISA, MCI, VLB, PCI, AGP розглянемо у розділі “материнська плата”.
Мікропроцесор
Мікропроцесор - центральний пристрій ЕОМ (або обчислювальної системи), що виконує арифметичні і логічні операції, задані програмою перетворення інформації, керує обчислювальним процесом і координує роботу пристроїв системи (запам'ятовуючих, сор-туючих, вводу — виводу, підготовки даних і ін.). В обчислювальній системі може бути декілька паралельно працюючих процесорів; такі системи називають багатопроцесорни-ми.
Основними характеристиками мікропроцесора є швидкодія і розрядність. Швидкодія - це число виконуваних операцій у секунду. Розрядність характеризує обсяг інформації, що мікропроцесор обробляє за одну операцію: 8-розрядний процесор за одну операцію обробляє 8 біт інформації, 32-розрядний - 32 біт. Швидкість роботи мікропроцесора бага-то в чому визначає швидкодія комп'ютера. Він виконує всю обробку даних, що надходять у комп'ютер і які зберігаються в його пам'яті, під керуванням програми, що також зберіга-ється в пам'яті.
Функції і будова мікропроцесора
Функції процесора:
• обробка даних по заданій програмі шляхом виконання арифметичних і логічних операцій;
• програмне керування роботою пристроїв комп'ютера.
Моделі процесорів включають наступні спільно працюючі пристрої:
• Пристрій керування (УК). Здійснює координацію роботи всіх інших пристроїв, ви-конує функції керування пристроями, керує обчисленнями в комп'ютері.
• Арифметико-логічний пристрій (АЛП). Так називається пристрій для цілочисло-вих операцій. Арифметичні операції, такі як додавання, множення і ділення, а також логічні операції (OR, AND, ASL, ROL і ін.) обробляються за допомогою АЛП. Ці опе-рації складають переважну більшість програмних кодів у більшості програм. Всі опе-рації в АЛП виробляються в регістрах - спеціально відведених осередках АЛП. У про-цесорі може бути декілька АЛУ. Кожен здатний виконувати арифметичні або логічні операції незалежно від інших, що дозволяє виконувати кілька операцій одночасно. Арифметико-логічний пристрій виконує арифметичні і логічні дії. Логічні операції поділяються на дві прості операції: "Так" і "Ні" ("1" і "0"). Звичайно ці два пристрої виділяються чисто умовно, конструктивно вони не розділені.
• AGU (Address Generation Unit) - пристрій генерації адрес. Це пристрій не менш ва-жливе, чим АЛП, тому що він відповідає за коректну адресацію при завантаженні або збереженні даних.
• Математичний співпроцесор (FPU). Процесор може містити кілька математичних співпроцесорів. Кожний з них здатний виконувати, щонайменше, одну операцію з кра-пкою, що плаває, незалежно від того, що роблять інші АЛП. Метод конвеєрної оброб-ки даних дозволяє одному математичному співпроцесорові виконувати кілька операцій одночасно. Співпроцесор підтримує високоточні обчислення як цілочисельні, так і з крапкою, що плаває, і, крім того, містить набір корисних констант, що прискорюють обчислення. Співпроцесор працює паралельно з центральним процесором, забезпечу-ючи, таким чином, високу продуктивність.
• Дешифратор інструкцій (команд). Аналізує інструкції з метою виділення операндів і адрес, по яких розміщаються результати. Потім випливає повідомлення іншому неза-лежному пристроєві про те, що необхідно зробити для виконання інструкції. Дешиф-ратор допускає виконання декількох інструкцій одночасно для завантаження усіх ви-конуючих пристроїв.
• Кеш-пам'ять. Особлива високошвидкісна пам'ять процесора. Кеш використовується як буфер для прискорення обміну даними між процесором і оперативною пам'яттю, а також для збереження копій інструкцій і даних, що недавно використовувалися проце-сором. Значення з кеш-пам'яті витягаються прямо, без звертання до основної пам'яті.
1. Кеш першого рівня (L1 cache). Кеш-пам'ять, що знаходиться усередині процесо-ра. Вона швидше всіх інших типів пам'яті, але менше по обсязі. Зберігає зовсім не-давно використану інформацію, що може бути використана при виконанні корот-ких програмних циклів.2. Кеш другого рівня (L2 cache). Також знаходиться усередині процесора. Інформа-ція, що зберігається в ній, використовується рідше, ніж інформація, що зберігається в кеш-пам'яті першого рівня, але зате по обсязі пам'яті він більше. Також у даний час у процесорах використовується кеш третього рівня.
3. Основна пам'ять. Набагато більше по обсязі, чим кеш-пам'ять, і значно менш швидкодіюча.
• Шина - це канал пересилання даних, використовуваний спільно різними блоками системи. Шина може являти собою набір провідних ліній у друкованій платі, проводу, припаяні до виводів роз’ємів, у які вставляються друковані плати, або плоский ка-бель. Інформація передається по шині у виді груп бітів. До складу шини для кожного біта слова може бути передбачена окрема лінія (паралельна шина), або всі біти слова можуть послідовно в часі використовувати одну лінію (послідовна шина).
Типи шин:
1. Шина даних. Служить для пересилання даних між процесором і пам'яттю або про-цесором і пристроями введення-виведення. Ці дані можуть являти собою як коман-ди мікропроцесора, так і інформацію, що він посилає в порти введення-виведення або приймає звідти.
2. Шина адрес. Використовується ЦП для вибору необхідної комірки пам'яті або пристрою введення-виведення шляхом установки на шині конкретної адреси, що відповідає однієї з комірок пам'яті або одного з елементів введення-виведення, що входять у систему.
3. Шина керування. По ній передаються керуючі сигнали, призначені пам'яті і при-строям введення-виведення. Ці сигнали вказують напрямок передачі даних (у про-цесор або з нього).
• BTB (Branch Target Buffer) - буфер цілей розгалуження. У цій таблиці знаходяться всі адреси, куди буде або може бути зроблений перехід.
• Регістри - це внутрішня пам'ять процесора. Являють собою ряд спеціалізованих дода-ткових комірок пам'яті, а також внутрішні носії інформації мікропроцесора. Регістр є пристроєм тимчасового збереження даних, числа або команди і використовується з ме-тою полегшення арифметичних, логічних і пересильних операцій. Основним елемен-том регістра є електронна схема, називана тригером, що здатна зберігати одну двоїчну цифру (розряд).
Деякі важливі регістри мають свої назви, наприклад:
1. суматор — регістр АЛП, що бере участь у виконанні кожної операції.
2. лічильник команд — регістр УП, уміст якого відповідає адресі чергової викону-ваної команди; служить для автоматичної вибірки програми з послідовних комірок пам'яті.
3. регістр команд — регістр УП для збереження коду команди на період часу, необ-хідний для її виконання. Частина його розрядів використовується для збереження коду операції, інші — для збереження кодів адрес операндів.
Еволюція процесорів
Через велику популярність процесорів фірми Intel, розглянемо еволюцію серію процесорів саме цієї фірми.
У 1969 році інженери Intel на чолі з Гордоном Муром і Робертом Нойсом розроби-ли мікропроцесор загального призначення, призначений для застосування в калькулято-рах. Це був однокристальний мікропроцесор, що одержав назву 4004 (4-розрядна шина даних і 16-контактний корпус). Нова технологія, практично відразу, лягла в основу ство-рення програмувальних калькуляторів з величезним, по тим часам (від 4-х до 64-х кіло-байт) обсягом оперативної пам'яті, здатних обробляти масиви даних.
Наступний процесор - восьмирозрядний і8008 (1972 рік) - був швидше попередника в два рази. і8008 послужив основою для прототипу процесора персональних комп'ютерів. У 1974 році був створений і8080 - перший "класичний" процесор.
У 1976 році фірма Intel почала успішно працювати над мікропроцесором 8086. Роз-мір його регістрів у порівнянні з 8080 був збільшений у два рази, що дало можливість збі-льшити його продуктивність у 10 разів. Крім того розмір інформаційних шин був збіль-шений до 16 розрядів, що дало можливість збільшити швидкість передачі інформації на мікропроцесор і з нього в два рази. Розмір його адресної шини також був істотно збільше-ний - до 20 біт. Це дозволило 86-му прямо контролювати 1М оперативної пам'яті.
У 1982 році Intel створила процесор 80286. Замість 20-розрядної адресної шини 8088/8086, 80286 мав 24-розрядну шину. Ці додаткові 4 розряди давали можливість збіль-шити максимум адресної пам'яті до 16 М.
Intel 80386 був створений у 1985 році. Зі збільшенням шини даних до 32 біт, число адресних ліній також було збільшено до 32. Саме по собі це розширення дозволило мікро-процесорові прямо звертатися до 4Гб фізичної пам'яті. Крім того він міг працювати з 16 трильйонами байт віртуальної пам'яті. Існує модифікація процесора Intel80386 — 386SX. Головна відмінність його від 80386 це 16-бітний вхід/вихід шини даних. Як наслідок його внутрішні регістри заповнюються в два кроки.Усі процесори сімейства 486 мають 32-розрядну архітектуру, внутрішню кеш-пам'ять 8 Кб (у DX4 - 16 КВ). Моделі SX не мають убудованого співпроцесора, він був винесений на плату. Моделі DX2 реалізують механізм внутрішнього подвоєння частоти (наприклад, процесор 486DX2-66 установлюється на 33-мегагерцову системну плату), що дозволяє підняти швидкодію практично в два рази, тому що ефективність кешування вну-трішньої кеш-пам'яті складає майже 90 відсотків. Процесори сімейства DX4 486DX4-75 і 486DX4-100 призначені для установки на 25-ти і 33-мегагерцові плати.
Створені в середині 1989 і 1995 року процесори Pentium і Pentium Pro значно відріз-нялися по своїй архітектурі від своїх попередників. В основу архітектури була покладена суперскалярна архітектура, що і дала можливість одержати п'ятикратне одержання проду-ктивності Pentium у порівнянні з моделлю 80486. Хоча Pentium проектувався як 32-розрядний, для зв'язку з іншими компонентами системи використовувалася зовнішня 64-розрядна шина.
Мікропроцесор Intel Pentium II був випущений у 1998 році. Правда, кеш другого рів-ня в ньому, так і залишилася у виді окремої мікросхеми. Виділена кеш-пам'ять другого рівня 512 KB. Також, мається і 32 KB кеша першого рівня (16K для даних і 16K - для ін-струкцій), що вдвічі більше, ніж у процесора Pentium Pro.
Intel Celeron
Уперше ці процесори з'явилися в квітні 1998 року. Процесори Celeron з тактовими частотами 400, 366, 333, 300 і 266 Мгц. Процесори Celeron мають усі достоїнства мікроар-хітектури P6, на основі якої був побудований процесор Pentium II.
Основні характеристики серії Celeron:
• Використовують системну шину мікроархітектури P6 з тактовою частотою 66 Мгц, що підтримує рівнобіжні транзакції і контроль парності даних;
• Оснащені неблокованою кеш-пам'яттю першого рівня ємністю 32 кбайт (16 кбайт для команд + 16 кбайт для даних);
• Оснащені убудованою кеш-пам'яттю 2-го рівня обсягом 128 Kб;
• Ядро містить від 7,5 млн. (у процесорів з тактовими частотами 300 і 266 МГц) до 19 млн. (у процесорів з частотами 400, 366, 333 МГц) транзисторів і включає убудовану кеш-пам'ять 2-го рівня.
CPU Intel Celeron 333 128K/ 66МГц PPGA
Кеш L2 128К, працює на частоті процесора
Частота шини 66 МГц
Множення 5
Гніздо процесора Socket370
Кеш L1 16ДО+16ДО (команди/дані)
Напруга харчування 2 В
Технологія 0.25 мкм
Корпус PPGA
Intel Pentium III
Однієї з найважливіших новин початку 1999 року є те, що процесор Pentium III ви-йшов у серійне виробництво. Він розроблений для прискорення роботи всіх мультимедій-них засобів і систем ПК, таких як статична і динамічна 3D графіка, відео і звук. Також оп-тимізовані і поліпшені інструкції пересилання операндів у пам'яті й обробка потоків інфо-рмації.
Серед великого числа переваг нового процесора можна виділити наступні:
• Нові оптимізовані інструкції з підтримкою SIMD;
• Оптимізація обчислень із крапкою, що плаває;
• Оптимізація MMX інструкцій;
• Поліпшений доступ до пам'яті Streamline;
• Висока тактова частота (450MHz - 1000MHz);
• Унікальний ідентифікаційний код.
Intel Pentium IV (ядро Willamette)
Основні характеристики процесора Pentium 4, заснованого на ядрі Willamette
• Виробляється за технологією 0,18 мкм;
• Працює при напрузі харчування 1,7 В;
• Має частоти від 1,3 до 2 Ггц;
• Містить 42 млн. транзисторів і має площа 217 кв. мм. Це в два рази більше, ніж площа ядра Athlon або Pentium III;
• Для цих процесорів потрібні нові материнські плати на чипсете і850.
Процесори вставляються в нове гніздо Socket 423;
• Використовує високопродуктивну 400 Мгц системну шину.
Трохи пізніше після істотного удосконалення архітектури процесора Pentium 4 (пе-рехід на 0,13-мікронну технологію) корпорація Intel зробила наступний крок, збільшивши тактову частоту зовнішньої шини процесора з 400 до 533 Мгц. Були оголошені дві моделі Pentium 4 — з тактовими частотами 2,4 і 2,26 Ггц.
Пізніше був випущений процесор Pentium 4 з тактовою частотою 2,53 ГГц. По про-дуктивності цей процесор практично не відрізнявся від процесора Pentium 4 2,4 ГГц.
Pentium 4 2.8 ГГц
Новий процесор Pentium 4 2.8 ГГц офіційно представлений у серпні 2002 року.
Основні характеристики Pentium 4 2.8 ГГц:
• Ядро Northwood;
• Технологія виготовлення - 0.13 мкм;
• Частота системної шини - 533 Мгц;
• Обсяг кеш-пам'яті другого рівня - 512 Кб.
Збільшивши до 2.8 ГГц частоту, Intel довелося трохи підняти напруга ядра. Якщо Pentium 4 2.53 ГГц для роботи необхідно 1.5 В, то Pentium 4 2.8 ГГц вимагає вже 1.55 В.Intel Pentium IV 3,06 ГГц (Hyper-Threading)
У листопаду 2002р. корпорація Intel випустила процесор Pentium 4 з частотою 3,06 ГГц, оснащений технологією Hyper-Threading, що перетворює персональний комп'ютер з одним фізичним процесором у систему з двома логічними процесорами, що працюють ба-гато в чому незалежно друг від друга. Технологія перетворення однопроцесорного ПК у фактично двухпроцесорну машину (саме так вона і бачиться операційними системами) як не можна краще підходить для використання ПК як робочу станцію.
Intel Pentium 4 3.06 ГГц є першим CPU у сімействі, що підтримує технологію Hyper-Threading, і має наступні характеристики:
• Частота ядра – 3066 Мгц, частота шини Quad Pumped Bus - 533 Мгц;
• Розмір кеша першого рівня: 8 Кбайт – для даних, 12 Кбайт – для інструкцій. Розмір кеша другого рівня – 512 Кбайт;
• Процесорне ядро Northwood. Технологія виробництва – 0.13 мкм із використанням мідних з'єднань;
• Номінальна напруга харчування ядра – 1.525 В;
• Площа ядра – 131 кв. мм, число транзисторів – 55 мільйонів;
• Фізичний інтерфейс – Socket 478;
• Підтримка наборів інструкцій MMX, SSE, SSE2;
Підтримка технології Hyper-Threading.
Intel Pentium IV Prescott
Лінійка процесорів на ядрі Prescott була представлена 2 лютого 2004 року. Також були представлені Pentium 4 на ядрі Northwood, з частотою 3,40 Ггц і Pentium 4 Extreme Edition, з такою же частотою і колишніми параметрами.
Нова лінійка Prescott, складається з моделей з частотами від 2,8 до 3,4 Ггц. Усі мо-делі випущені з частотою шини 800 Мгц. Для відмінності від аналогічних моделей на ядрі Northwood маркіруються постфіксом E. Крім того, модель 2,8 також випущена із шиною 533 МГц і маркірується як 2,8А. Prescott містить 125 млн. транзисторів, при тім, що площа кристала навіть небагато зменшилася і стала 112 мм2.
У новому процесорі збільшили обсяг кеша даних L1 до 16 КБ і L2 до 1 МБ.
Опис Процесор для настільних комп'ю-терів. Реальна частота роботи процесора - 3.80 ГГц.
Кеш L1 16 Кб даних + 12 тис. мікроко-манд
Кеш L2 2048 Kб
Технології зменшення шу-му охолодної системи Enhanced Intel SpeedStep (EIST)
Ядро Prescott2M
Кількість ядер 1
Частота шини 800 МГц
Множення 19
Гніздо процесора Socket LGA775
Підтримка Hyper Threading Є
Напруга харчування 1.25 В -1.400 В
Сумісність Потрібна плата з підтримкою Platform Compatibility Guide 04B
Потужність, що розсіюється 115 Вт
Критична температура 72.8°C
Технологія 0.09 мкм
Корпус 775 pin PLGA
Вага брутто (обмірювана в НИКСе) 0.724 кг
Інше Підтримуються додаткові набори інструкцій: SSE, SSE2, SSE3, AMD64 (Extended Memory 64 Technology), підтримується технологія EVP (Enhanced Virus Protection) , у комплект постачання входять високоякісні вентилятор і радіатор
Материнська плата
Материнська плата – це найважливіша частина комп’ютера, котра містить основні електричні компоненти машини. За допомогою материнської плати відбувається взаємодія між більшістю пристроїв машини.
Конструктивно материнська плата представляє собою печатну плату площею 100-150кв.,см, на якій розміщено велика кількість різноманітних мікросхем, роз’ємів та інших елементів. На системній платі безпосередньо розміщені:
• Роз’єм для підключення мікропроцесора;
• Набір системних мікросхем (чіпсет), що забезпечують роботу мікропроцесора та інших вузлів машини;
• Мікросхема постійного запам’ятовуючого пристрою, що містить програми ба-зової системи вводу-виводу (BIOS);
• Мікросхема енергонезалежної пам’яті (від акумулятора на МП) по технології виготовлення називаєма CMOS;
• Мікросхема кеш-пам’яті 2-го рівня;
• Роз’єми для підключення модулів оперативної пам’яті;
• Набір мікросхем та роз’ємів для системних, локальних та периферійних ін-терфейсів;
• Мікросхеми мультимедійних пристроїв.
Існують базові типорозміри плат: Full-size AT розміром 12*13,8 дюйма, Baby AT розміром 8,57*13,04, LPX та Mini LPX розмірами 9*13 та 8,2*10,4 дюйма. АТХ – самий розповсюджений формат системних плат, розміром 9,6*12 дюймів
M/B INTEL Atlanta AL Slot1 AGP ATX (BOX)
Чіпсет Intel 440LX
Підтримка типів про-цесорів Pentium II Klamath, Celeron Mendocino
Кількість розємів ISA/PCI/AGP 2/4/1, 1 рознімання поділюваний ISA/PCI
Кількість розємів SIMM/DIMM 0/3
Частота шини 66 МГц
Тип підтримуваної пам'яті SDRAM, з ECC і без
Max обсяг оперативної пам'яті 384 Мб
Гніздо процесора Slot1
Підтримка UDMA/33 Так
Формат плати ATX, 30.5 х 20 см
BIOS Intel/Phoenix
M/B EPoX EP-9NDA3J Socket939 AGP+GbLAN SATA U133 ATX 4DDR
Чіпсет nVidia nForce3 250Gb Ultra
Експериментальні частоти шини Від 200 до 350 МГц при фіксованих частотах AGP/PCI
Підтримка типів процесорів AMD Sempron, Athlon 64, Athlon 64 FX
Технології зменшення шуму охолодної системи AMD Cool 'n' Quiet.
AGP v 3.0 (4х/8x). Карти 3.3В не підтримуються.Кількість рознімань PCI 5
Частота шини 800, 1000 МГц
Кількість рознімань DDR DIMM 4 (для активізації 2х канальні режими роботи пам'яті модулі встановлюються парами)
Тип підтримуваної пам'яті DDR SDRAM
Max обсяг оперативної пам'яті 4 Гб (визначається процесором)
Гніздо процесора Socket939
Serial ATA 2 канали з можливістю підключення 2х пристроїв.
Підтримка UDMA/133 2 канали з можливістю підключення 4х пристроїв.
Формат плати ATX, (305 x 244 мм)
Інтегрований RAID-контролер Убудований у чіпсет, можлива побудова RAID ма-сивів рівнів RAID 0, 1, 0+1 з 2х Serial ATA пристро-їв і 4х IDE пристроїв.
Мережа Інтегрований у чіпсет контролер + інтерфейс фізич-ного рівня Vitesse VSC8201 10/100/1000 Мбіт/сек
Клавіатура/миша PS/2
BIOS Award BIOS
Звук Убудований 8-канальний AC 97 кодек RealTek ALC850
Сумісність із блоком харчування з додатковим розніманням ATX12V Так
Ну, власне кажучи, ми вже знаємо, як виглядає материнська плата, а от призначення і різновиди роз’ємів, перемичок і мікросхем далі і піде мова.
CMOS-пам’ять – зберігає інформацію про параметри багатьох пристроїв, що входять в ПК. Інформація в ній може змінюватись по мірі необхідності.
На системній платі розташована мікросхема постійно запам’ятовуючого пристрою, що містить програми BIOS, необхідних для управління багатьма компонентами ком-п’ютера. В BIOS є програма, яка називається System Setup – завдяки неї користувач управляє самими глибокими настройками системи. При завантаженні комп’ютера BIOS бере необхідну для своєї роботи інформацію про змінні параметри компонентів ПК з CMOS-пам’яті.
Chip Set
ChipSet- це набір або одна мікросхема, на яку, і покладається основне навантаження по забезпеченню центрального процесора даними і командами, а також, по керуванню пе-риферією, як відео карти, звукова система, оперативна пам'ять, дискові нагромаджувачі і різні порти введення/виведення. Вони містять у собі контролери переривань прямого до-ступу до пам'яті, звичайно в одну з мікросхем набору входять також годинник реального часу з CMOS-пам'яттю й іноді - клавіатурний контролер. Однак ці блоки можуть бути присутніми і у виді окремих чіпів. В останніх розробках до складу мікросхем наборів для інтегрованих плат стали включатися і контролери зовнішніх пристроїв. Зовні мікросхеми Сhірsеt'а виглядають, як найбільші після процесора, по кількість виводів від декількох де-сятків до двох сотень. Назва набору звичайно походить від маркірування основної мікро-схеми - і810,і810E,і440BX,I820,VIA Apollo pro 133A, Si630, UMC491, і82C437VX і т.п. При цьому використовується тільки код мікросхеми усередині серії: наприклад, повне на-йменування Si471 - Si85C471. Останні розробки використовують і власні імена; у ряді ви-падків це - фірмова назва (INTEL,VIA, Viper) Тип набору в основному визначає функціо-нальні можливості плати: типи підтримуваних процесорів, структура обсяг кеша, можливі сполучення типів і обсягів модулів пам'яті, підтримка режимів енергозбереження, можли-вість програмного настроювання параметрів і т.п. На тому самому наборі може випуска-тися кілька моделей системних плат, від найпростіших до досить складних з інтегровани-ми контролерами портів, дисків, відео і т.д.
Різновиди слотів
Слотом називаються роз’єми розширення розташовані на материнській платі. Вони бувають наступних типів ISA, EISA, VLB, PCI, AGP.
ISA (Industry Standard Architecture - архітектура промислового стандарту) - основна шина на комп'ютерах типу PC AT (інша назва - AT-Bus), розрядність - 16/24 (16 Мб), так-това частота - 8 МГц, гранична пропускна здатність - 5.55 Мб/с. Конструктив - 62-контактне роз’єм XT-Bus із прилягаючим до нього 36-контактним роз’ємом розширення.
EISA (Enhanced ISA - розширена ISA) - функціональне і конструктивне розширення ISA. Зовні роз’єми мають такий же вид, як і ISA, і в них можуть уставлятися плати ISA, але в глибині роз’ємна знаходяться додаткові ряди контактів EISA, а плати EISA мають більш високу ножову частину роз’ємну з двома рядами контактів розташованих у шахо-вому порядку одні ледве вище, інші трохи нижче. Розрядність - 32/32, працює також на частоті 8 Мгц. Гранична пропускна здатність - 32 Мб/с.
VLB (VESA Local Bus - локальна шина стандарту VESA) - 32-розрядне доповнення до шини ISA. Конструктивно являє собою додатковий роз’єм (116-контактний) при роз’ємі ISA. Розрядність - 32/32, тактова частота - 25..50 Мгц.
PCI (Peripheral Component Interconnect - з'єднання зовнішніх компонентів) -PCI є по-дальшим кроком у розвиток VLB. Розрядність - 32/32 (розширений варіант - 64/64), такто-ва частота - до 33 МГц (PCI 2.1 - до 66 МГц), пропускна здатність - до 132 Мб/с (264 Мб/с для 32/32 на 66 МГц і 528 Мб/с для 64/64 на 66 МГц).AGP(Acselerated Graphic Port- Прискорений Графічний Порт)- Є подальшим розвит-ком PCI націленим на прискорений обмін із графічними акселераторами. Відмінності від PCI у фізичному розташуванні слота на материнській платі і його конструкції. Так як AGP слот конструювався для установки в нього відео плат, у ньому передбачена швидкісна пе-редача даних у пам'ять відео карт, а так як вони не мають потреби в двосторонньому шви-дкісному обміні, то і відповідно зворотній зв'язок досить повільний. Пропускна здатність - 528 Мб/с, а з відео карти на системну шину до 132 Мб/с. Існує також новий стандарт AGP Pro. Коротко, суть його відмінностей від звичного AGP полягає в тім, що до звичайного роз’ємну AGP по краях додані виводи для підключення додаткових ланцюгів харчування 12В и 3.3В. Ці ланцюги покликані забезпечити збільшене енергоспоживання відео карти.
Типи роз’ємів оперативної пам'яті
На даний момент існує також кілька типів роз’ємів для установки оперативної пам'я-ті. Такі як: SIMM, DIMM, RIMM
SIMM (Single In line Memory Module - модуль пам'яті з одним рядом контактів) - мо-дуль пам'яті, що вставляється в розєм, що затискає, крім комп'ютера використовується та-кож у багатьох адаптерах, принтерах і інших пристроях. SIMM має контакти з двох сторін модуля, але усі вони з'єднані між собою, утворюючи як би один ряд контактів. Модулі SIMM бувають двох видів (30 і 72 pin) основне розходження в кількості контактів на мо-дулі. Але 30 pin -ві модулі вже досить давно зняті з виробництва.
DIMM (Dual In line Memory Module - модуль пам'яті з двома рядами контактів) - мо-дуль пам'яті, схожий на SIMM, але з роздільними контактами (172 pin тобто 2 x 84pin) ко-нтакти розташовані з 2х сторін, але гальванічно розділені на відміну від SIMM модулів, за рахунок чого збільшується розрядність або число банків пам'яті в модулі. Також застосо-вані роз’єми іншого типу ніж чим для модулів SIMM.
CELP (Card Egde Low Profile - невисока карта з ножовим роз’ємом на краю) - модуль зовнішньої кеш-пам'яті, зібраний на мікросхемах SRAM (асинхронний) або PB SRAM (синхронний). По зовнішньому вигляді схожий на 72-контактний SIMM, має ємність 256 або 512 кб.
Роз’єми для підключення зовнішніх пристроїв
USB (Universal Serial Bus - універсальна послідовна магістраль) - один із сучасних інтерфейсів для підключення зовнішніх пристроїв. Передбачає підключення до 127 зовні-шніх пристроїв до одного USB-каналу, принципово зроблений за принципом загальної шини, реалізації звичайно мають по двох каналу на контролер. Обмін по інтерфейсі - па-кетний, швидкість обміну до 12 Мбіт/с.
LPT порт- спочатку був призначений для підключення до нього принтера, але надалі з'явився ряд пристроїв здатних працювати через LPT порт (сканери, Zip приводи і т.д.). LPT порт конструктивно представляє із себе паралельний восьми розрядний порт плюс 4 розряди стану.
Режими роботи рівнобіжного (LPT) порту:
SPP (Standard Parallel Port - стандартний паралельний порт) Здійснює 8-розрядний вивід даних із синхронізацією по опитуванню або по перериваннях. Максимальна швидкість ви-воду - близько 80 кб/с. Може використовуватися для введення інформації з ліній стану, максимальна швидкість введення - приблизно вдвічі менше.
EPP (Enhanced Parallel Port - розширений паралельний порт) - швидкісний двухнаправле-ний варіант інтерфейсу. Змінено призначення деяких сигналів, уведена можливість адре-сації декількох логічних пристроїв і 8-розрядного введення даних, 16-байтовий апаратний FIFO-буфер. Максимальна швидкість обміну - до 2 Мб/с.
ECP (Enhanced Capability Port - порт із розширеними можливостями) - інтелектуальний варіант EPP. Уведено можливість поділу переданої інформації на команди і дані, підтрим-ка DMA і стиску передаючих даних методом RLE (Run-Length Encoding - кодування по-вторюваних серій).
COM порт - послідовний порт. Швидкість обміну до 115кбіт/с. Можливо підклю-чення лише одного пристрою до порту. В основному використовується для підключення маніпулятора миша або модему. Стандартно в материнську плату вбудовано два послідо-вних порти.
PS/2 порти. Практично повний аналог COM порту. Служить для підключення клавіа-тури або маніпулятора миші.
Роз’єми для підключення дискових пристроїв
FDD (Floppy Disk Drivers- Нагромаджувач на Гнучких Магнітних Дисках) Конструк-тивно представляє із себе 12х2 контактний голчастий розєм з можливістю підключення двох дисководів. Пристрій підключене до перевитого шлейфа буде диском A:, до прямого B:. Реалізовано одночасне звертання тільки до одного пристрою.
HDD(Hard Disk Drivers- Нагромаджувач на Твердих Магнітних Дисках) Конструкти-вно може бути виконаний у декількох варіантах: IDE, SCSIIDE- Більш дешевий і в даний час найпоширеніший інтерфейс. Конструктивно пред-ставляє із себе 2х20 контактний голчастий розєм. Стандартно контролер IDE має один та-кий розєм, до якого можна підключити до 2х дискових пристроїв. Стандартно на материн-ській платі зібрані 2а IDE контролера Primary і Secondary. Існують також кілька протоко-лів обміну даними: UDMA/33 - 33МБ/сек і UDMA/66 - 66МБ/сек.
Протокол UDMA/66 має вдвічі більшу швидкість передачі даних за рахунок того, що дані передається по обох фронтах тактуючого сигналу на відміну від UDMA/33, у наслід-ку чого необхідний шлейф у якому б були відсутні перешкоди від 2х паралельно їдучих провідників. Для рішення цієї проблеми застосовується 80 жильний шлейф кожен другий провідник якого з'єднаний із загальним проводом для зменшення перешкод.
SCSI- Більш дорогий і в даний час менш розповсюджений інтерфейс. Один контро-лер може обслуговувати від 1 до 32 пристроїв у залежності від конструкції. Конструктив-но розрізняються два типи SCSI :
Контролер SCSI зовні представляє із себе плату розширення або він убудований у мате-ринську плату і тоді ми можемо бачити лише 25х2 голчастий розєм. Швидкість обміну до 20МБ/с.
Контролер UWSCSI зовні теж представляє із себе плату розширення або убудований у материнську плату і тоді ми можемо бачити 34х2 трапеціодільний роз’єм плюс для під-тримки SCSI 25x2 голчастий розєм. Швидкість обміну до 80МБ/с по каналі UWSCSI.
Роз’єми процесорів
Власне кажучи, процесор саме той пристрій, що робить всі обчислення і керує всіма контролерами. Тож як визначити який процесор ви зможете поставити в ту материнську плату, що вибрали. На даний момент існує досить багато типів розємів для установки процесора такі як Socket 7, Socket 370, Socket FC-PGA, Slot I, Slot A..
Тип роз’ємну Socket-ZIF (Zero Input Force- уставляй не прикладаючи сил) конструк-тивно представляє пластиковий роз’єм з засувкою, що затискає, розташованої збоку кор-пуса розєму, призначеної для запобігання мимовільного випадання процесора. При уста-новці процесора засувка повинна бути максимально піднята нагору.
Роз’єм Socket 7 - стандартний ZIF (Zero Input Force) - роз’ємом з 296 контактами, що використовується всіма процесорами класу Р5 - Intel Pentium, AMD K5 і K6, Cyrix 6x86 і 6x86MX і Centaur Technology IDT-C6.
Роз’єм Socket 8 - нестандартний ZIF має 387 контактів і несумісний з Socket 7, і при-значений для установки в нього процесора класу Р6 - Pentium Pro. Тому що ядро процесо-ра і кеш були об'єднані на одному кристалі то і форма його вийшла прямокутною а не ква-дратною як у Socket 7.
Роз’єм Socket 370- нестандартний ZIF несумісне ні з Socket 7, ні з Socket 8, призначе-ний для установки в нього більш дешевого прототипу P6 Celeron, за винятком останньої моделі Celeron II, побудованої за технологією Coppermine.
Роз’єм Socket FC-PGA(Flip Chip Pin Grid Array) зовні нагадує Socket 370. У відмінності від 370 на FC-PGA заводиться два харчування 1,5В и 1,6В, призначений для установки нього процесорів зроблених за технологією Coprmine.
Тип роз’єму Slot конструктивно представляє пластиковий роз’єм з двома рядами ко-нтактів, у нього вставляються процесори з ножовими роз’ємами. INTEL пішла на таке в зв'язку з тим, що для здешевлення вартості процесора кеш був винесений із кристала і став розташовуватися на платі процесора.
Тип розєму Slot I- призначений для установки в нього процесора P6 Pentium II ,Pentium III і процесора P6 Celeron Slot I.
Тип розєму Slot 2- відрізняється від Slot I по комерційних причинах, тому що в нього ставляться більш дорогі моделі процесорів Xeon, вартість яких у багато разу перевищує вартість процесорів Pentium II і Pentium III.
Тип рознімання Slot A- практично той же самий Slot I тільки перевернений навпаки, призначений для установки процесора Athlon від AMD.
Висновок
Комп’ютерна мережа є системою розподіленого опрацювання інформації, що скла-дається, як мінімум з 2-х ПК, що взаємодіють між собою за допомогою спеціальних засо-бів зв’язку. Комп’ютери, що входять до складу мережі, виконують достатньо широке коло функцій. Основними з яких є: організація доступу до мережі, керування передачею інфо-рмації, надання обчислювальних ресурсів та послуг абонентам мережі. У свою чергу засо-би зв’язку покликані забезпечити надійну передачу інформації між ПК мережі. Комп’ют-ерна мережа не є простим об’єднанням комп’ютерів, а являє собою достатньо складну си-стему, яка характеризується (складається) з таких компонентів: топологій, протоколів, ін-терфейсів, мережних технічних та програмних засобів. Під мережними технічними засо-бами припускаються різноманітні фізичні пристрої, що забезпечують об’єднання ПК у єдину комп’ютерну мережу. В якості середовища передачі інформації в мережах можуть використовувати кабелі на основі мідного дроту, оптоволоконні, радіохвилі у високочас-тотному діапазоні. Від вибраного середовища передачі інформації – залежить швидкість та надійність роботи мережі.Системна шина – це основна інтерфейсна система комп’ютера, яка забезпечує спо-лучення та зв’язок всіх його пристроїв між собою. Системна шина включає в себе: кодову шину даних (КЩД), кодову шину адреси (КША), кодову шину інструкцій (КШІ), шину живлення.
Материнська плата – це найважливіша частина комп’ютера, котра містить основні електричні компоненти машини. За допомогою материнської плати відбувається взаємодія між більшістю пристроїв машини.
Конструктивно материнська плата представляє собою печатну плату площею 100-150кв.,см, на якій розміщено велика кількість різноманітних мікросхем, роз’ємів та інших елементів.
Серцем материнської плати є процесор – CPU (Central Processing Unit). Він контро-лює, регулює робочий процес. Виконує арифметичні і логічні операції, задані програмою перетворення інформації, керує обчислювальним процесом і координує роботу пристроїв системи (запам'ятовуючих, сортуючих, вводу — виводу, підготовки даних і ін.).
Література
1. В. Пасічник „Комп’ютерні мережі” 2003 р.
2. Зайченко Ю.П. „Комп’ютерні мережі” 2003 р.
3. Калита Д.М. „комп’ютерні мережі. Апаратні засоби та протоколи передачі да-них” 2003 р.
4. П’ятибратов А.П., Гудино Л.П. „Обчислювальні системи, мережі та телекому-нікації” 2003 р.
5. Бройдо В.Л. „Обчислювальні системи, мережі та телекомунікації”.
Рефераты по информатикеКанали передачі даних Особливості роботи, призначення, загальні характеристики, переваги та недоліки (кручена пара, коаксіальний кабель,
Оценок: 551 (Средняя 5 из 5)
Специалисты RetsCorp работают в digital-сфере более 7 лет. За это время мы разработали более 500+ успешных проектов. Основываясь на своем опыте и знании рынка, мы с уверенностью можем сказать, что будет работать, а что — нет. Заказывая создание лендинга для бизнеса в нашей студии, вы получаете работающие решения, необходимые именно вашему бизнесу.
Сотрудничая с нами, вы будете не клиентом, а нашим партнером. Благодаря этому мы будем развивать ваш бизнес как собственный. Мы так же как и вы заинтересованы в успехе проекта, поскольку ваша успешность будет нашей рекламой.