Základní deska (1)

*      Označována také jako mainboard, mother-board

*      Deska plošného spoje tvořící základ celého počítače

*      Zpravidla obsahuje:

  --   procesor (mikroprocesor)

  --   patici pro numerický koprocesor (resp. osazený koprocesor)

  --   obvody čipové sady

  --   operační paměť

                                         Základní deska (2)

  --   vyrovnávací cache paměť

  --   rozšiřující sběrnici

  --   sloty umístěné na rozšiřující sběrnici pro připojení rozšiřujících karet

  --   ROM BIOS

  --   CMOS paměť

  --   akumulátor zálohující CMOS paměť

  --   hodiny reálného času

  --   řadič klávesnice

  --   nastavovací propojky (jumpers), popř. nastavovací přepínače (switches)

                                         Základní deska (3)

*      Základní deska dále může obsahovat:

  --   řadič pružných disků

  --   rozhraní pevných disků

  --   řadič diskového pole - RAID

  --   řadič USB sběrnice

  --   port A.G.P.

  --   grafickou kartu

  --   vstupní / výstupní porty (I/O kartu)

  --   zvukovou kartu

  --   síťovou kartu

  --   AMR (Audio Modem Riser) slot

                                      Procesor (mikroprocesor)

*      Integrovaný obvod zajišťující funkce CPU

*      Tvoří "srdce" a "mozek" celého počítače

*      Provádí jednotlivé instrukce programu

*      Synchronní zařízení, které pracuje podle hodinových kmitů generovaných krystalem umístěným na
základní desce

*      Do značné míry ovlivňuje výkon celého počítače

*      Čím rychlejší procesor, tím rychlejší počítač

*      Většinou umístěn na základní desce

                                      Parametry procesoru (1)

*      Frekvence (rychlost):

  --   počet operací provedených za jednu sekundu

  --   jednotka: Hertz [Hz]

  --   např.: 4,77 MHz - 3,6 GHz

  --   je-li základní deska navržena pro různé frek-vence procesoru, je možné frekvenci na ní
  nastavit, např. pomocí:

    *   propojek - jumpers

    *   přepínačů - DIP, switches

    *   programu SETUP (ROM BIOS)

                                      Parametry procesoru (2)

  --   mnohdy bývá možné nastavit vyšší frekvenci, (se zachováním korektní funkce procesoru), než je
  frekvence, pro kterou byl procesor vyroben - overclocking

  --   v takovém případě je nutné dbát na adekvátní chlazení procesoru

  --   v minulosti byly základní desky navrženy tak, aby pracovaly se stejnou frekvencí jako
  proce-sor (dnes toto řešení není technicky možné)

  --   současné základní desky pracují s různými frekvencemi (odlišnými od frekvence procesoru)

                                      Parametry procesoru (3)

  --   např.:

    *   procesor: 1,4 GHz

    *   systémová sběrnice: 133 MHz ("266 MHz")

    *   port A.G.P.: 66 MHz

    *   rozšiřující sběrnice PCI: 33 MHz

*      Efektivita mikrokódu:

  --   efektivita, se kterou jsou napsány jednotlivé mikroprogramy provádějící jednotlivé instrukce
  procesoru

  --   počet kroků potřebných pro provedení jedné instrukce (např.: vynásobení dvou čísel)

                                      Parametry procesoru (4)

*      Numerický koprocesor (FPU):

  --   přítomnost (nepřítomnost) speciální jednotky pro přímé provádění výpočtů v pohyblivé desetinné
  čárce

  --   numerický koprocesor je přítomen u všech procesorů Intel 80486DX a vyšších (vyjma 80486SX)

*      Počet instrukčních kanálů (pipelines):

  --   udává maximální počet instrukcí proveditel-ných v jednom taktu procesoru

  --   rozsah: 1 - 4 instrukční kanály

                                      Parametry procesoru (5)

*      Šířka slova:

  --   maximální počet bitů, které je možné zpracovat během jediné operace (např.: 8, 16, 32, 64
  bitů)

  --   určuje největší číslo, které procesor může zpracovat v rámci jedné operace

  --   větší čísla musí být rozdělena na menší a zpra-cována po částech

*      Šířka přenosu dat:

  --   maximální počet bitů, které je možné během jediné operace přenést z (do) čipu procesoru

                                      Parametry procesoru (6)

  --   je určena šířkou datové sběrnice procesoru

  --   nezávisí na šířce slova

  --   např.: 8, 16, 32, 64 bitů

*      L1 (interní) cache paměť:

  --   kapacita rychlé L1 (interní) cache paměti inte-grované přímo na čipu procesoru

  --   např.: 0 - 32 kB

*      Velikost adresovatelné paměti:

  --   velikost paměti, kterou je procesor schopen adresovat (používat)

                                      Parametry procesoru (7)

  --   je dána šířkou adresové sběrnice a způsobem vytváření fyzické adresy

  --   např.: 1 MB - 64 GB

                                        Procesory Intel (1)

*      Procesor 4004:

  --   4bitový procesor určený pro elektronické kalkulátory

*      Procesor 8080:

  --   8bitový procesor určený pro první 8bitové osobní počítače

*      Procesor 8086:

  --   uveden na trh v letech 1979 - 1980

  --   plně 16bitový procesor:

    *   šířka slova: 16 bitů

    *   šířka přenosu dat: 16 bitů

                                        Procesory Intel (2)

  --   kompatibilní s procesorem 8080

  --   používaný v prvních počítačích PC a PC/XT

  --   vybaven 20bitovou adresovou sběrnicí TH velikost adresovatelné paměti 1 MB

  --   dodáván v pouzdrech DIP se 40 vývody

  --   je ekvivalentem cca 29 000 tranzistorů

*      Procesor 8088:

  --   podobný svému předchůdci

  --   má pouze 8bitovou datovou sběrnici

  --   zaveden z cenových důvodů

                                        Procesory Intel (3)

*      Procesor 80186/80188:

  --   podobné procesorům 8086/8088

  --   efektivnější mikrokód

  --   nezaznamenaly většího rozšíření

*      Procesor 80286:

  --   navržen v roce 1981

  --   obsahuje asi 134 000 tranzistorů

  --   plně 16bitový

  --   pracuje ve dvou režimech:

    *   reálný režim (real mode)

    *   chráněný režim (protected mode)

                                          Intel 80386 (1)

*      Na trh uveden v roce 1986

*      Později prodáván pod oficiálním názvem 80386DX

*      Dodáván v zapouzdření PGA (později PQFP) se 132 vývody

*      Je ekvivalentem cca 275 000 tranzistorů

*      Plně 32bitový procesor:

  --   šířka slova: 32 bitů

  --   šířka přenosu dat: 32 bitů

                                          Intel 80386 (2)

*      Pracuje ve třech režimech:

  --   reálný režim (real mode):

    *   režim podobný reálnému režimu předchozích procesorů

    *   používá stejný adresovací mechanismus:

      --   stejná maximální velikost operační paměti (1 MB)

      --   stejná velikost jednoho segmentu (64 kB)

    *   v tomto režimu mohou pracovat programy určené pro předešlé procesory (8086/8088,
    80186/80188)

  --   chráněný režim (protected mode):

    *   podobný chráněnému režimu procesoru 80286

    *   adresová sběrnice má šířku 32 bitů TH fyzický adresový prostor 4 GB

                                          Intel 80386 (3)

  --   virtuální režim (virtual mode):

    *   plně podřízen chráněnému režimu

    *   procesor pracuje podobně jako procesory 8086/8088 (80186/80188)

    *   má možnost virtualizovat 1 MB operační paměti, který mohl adresovat procesor 8086 a uložit
    jej kdekoliv do 4 GB operační paměti

                                          Intel 80386 (4)

*      Proces segmentace:

                                          Intel 80386 (5)

*      Proces stránkování:

                                          Intel 80386 (6)

*      Proces stránkování vyžaduje dva přístupy
k tabulkám, které jsou umístěny v operační paměti TH přístup k nim může být pomalý

*      Procesor je vybaven jednotkou TLB (Translation Lookaside Buffer), ve které jsou uchovávány
posledně používané lineární adresy a k nim odpovídající adresy fyzické

                                          Intel 80386 (7)

*      Blokové schéma:

                                          Intel 80386 (8)

*      Základní jednotky procesoru:

  -   BIU (Bus Interface Unit -- jednotka styku se sběrnicí):

    *   tvoří bránu procesoru k okolnímu světu

    *   všechny ostatní jednotky procesoru využívají tuto jednotku pro přenos dat mezi procesorem a
    okolím

    *   pracuje výhradně s fyzickými adresami TH je nutné, aby adresa, která je poskytována
    k provedení operace, byla nejprve převedena na fyzickou adresu

                                          Intel 80386 (9)

  -   IPU  (Instruction Prefetch Unit -- jednotka předvýběru instrukcí):

    *   stará se o naplňování šestnáctibytové fronty před-vybraných instrukcí pro IDU

    *   nepřetržitě požaduje po vyzvednutí instrukce ze své fronty, aby BIU doplnila frontu z
    následující adresy

    *   instrukce jsou do fronty zapisovány po 4 bytech

    *   v případě provedení instrukce, která způsobí skok, provede IPU vyprázdnění celé fronty
    a další plnění se provádí od nové adresy

                                          Intel 80386 (10)

  -   IDU (Instruction Decode Unit -- jednotka pro dekódování instrukcí):

    *   má podobnou funkci jako IPU

    *   vyzvedne z fronty naplněné IPU první byte instruk-ce a podle něj zjistí délku celé instrukce
    (může být dlouhá až 16 B)

    *   pak vyzvedne z fronty celou instrukci (popř. požádá BIU o doplnění chybějící části)
    a převede ji na vnitřní formát

    *   takto dekódovanou instrukci umístí do své fronty dekódovaných instrukcí, která je schopna
    pojmout až 3 dekódované instrukce

    *   zde je instrukce uložena pro potřebu EU

                                          Intel 80386 (11)

  -   EU (Execution Unit -- prováděcí jednotka):

    *   provádí vlastní výpočty

    *   jejím jádrem je ALU (Arithmetic-Logical Unit), která obsahuje obvody potřebné k aritmetickým
    a logickým operacím a k provádění instrukcí

    *   obsahuje také sadu registrů procesoru

    *   úkolem EU je také informovat BIU, že výsledek je potřeba zapsat do operační paměti nebo na
    periferní zařízení

                                          Intel 80386 (12)

  -   SU (Segmentation Unit -- jednotka segmentace):

    *   má význam především v chráněném a virtuálním režimu

    *   provádí převod virtuální (logické) adresy na adresu lineární

  -   PU (Paging Unit -- stránkovací jednotka):

    *   uplatňuje se pouze v chráněném a virtuálním režimu, a to jenom při zapnutém režimu
    stránkování

    *    provádí převod lineární adresy dané SU na adresu fyzickou

    *   Ke své činnosti využívá rychlou vyrovnávací paměť TLB

                                           Intel 80386SX

*      Velmi podobný procesoru 80386DX

*      Pracuje ve stejných režimech

*      Není plně 32bitový:

  -     šířka slova: 32 bitů

  -     šířka přenosu dat: 16 bitů

*      Zaveden z cenových důvodů

*      Dovoluje, aby na něm pracoval 32bitový software

*      Výkon odpovídal zhruba procesoru 80286