Computercomplex met meerdere machines(MMVC) - een complex dat twee of meer computers omvat (elk heeft een processor, RAM, een reeks randapparatuur en een eigen besturingssysteem), verbindingen waartussen de prestaties van de functies die aan het complex zijn toegewezen, worden gewaarborgd.

De doelen die worden gesteld bij het combineren van computers tot een complex kunnen verschillend zijn en bepalen de aard van de verbindingen tussen computers. Meestal is het belangrijkste doel van het creëren van een MMVK het verhogen van de productiviteit, of het vergroten van de betrouwbaarheid, of beide tegelijkertijd. Wanneer dezelfde doelen worden bereikt, kunnen de verbindingen tussen computers echter aanzienlijk verschillen.

Op basis van de aard van verbindingen tussen computers kunnen complexen in drie typen worden verdeeld: indirect of zwak verbonden; direct verbonden; satelliet.

IN indirect-, of zwak gebonden complexen Computers zijn alleen met elkaar verbonden via externe opslagapparaten (ESD). Om dergelijke verbindingen te garanderen, worden VCU-besturingsapparaten met twee of meer ingangen gebruikt. Het blokschema van een dergelijke MMVK wordt getoond in Fig. 1.5. Merk op dat hier en hieronder, voor de eenvoud, diagrammen worden gegeven voor systemen met twee machines. Met drie of meer computers worden complexen op een vergelijkbare manier gebouwd. In indirect verbonden complexen vindt de communicatie tussen computers alleen op informatieniveau plaats. De uitwisseling van informatie vindt hoofdzakelijk plaats volgens het “mailbox”-principe, dat wil zeggen dat elke computer informatie in een gemeenschappelijk extern geheugen plaatst, geleid door zijn eigen programma, en dienovereenkomstig ontvangt de andere computer deze informatie op basis van zijn behoeften. Deze organisatie van verbindingen wordt meestal gebruikt in gevallen waarin het doel is om de betrouwbaarheid van het complex te vergroten door redundante computers. In dit geval lost de hoofdcomputer de gegeven problemen op, produceert resultaten en laat voortdurend alle informatie achter in het algemene geheugen die nodig is om de oplossing vanaf elk moment voort te zetten. De tweede computer, die een back-upcomputer is, kan zich in een standby-status bevinden, zodat deze in het geval van een storing van de hoofdcomputer, op signaal van de operator, functies kan gaan uitvoeren met behulp van de informatie die is opgeslagen in het algemene geheugen van de hoofdcomputer.

Rijst. 2.2. Verbindingen tussen computers en MMVK

Met een dergelijke verbinding kunnen er verschillende manieren zijn om het werk van het complex te organiseren.

1. De back-upcomputer is uitgeschakeld (onbelaste reserve) en wordt alleen ingeschakeld als de hoofdcomputer uitvalt. Voordat de back-upcomputer resultaten gaat produceren in plaats van de hoofdcomputer, zal het uiteraard een bepaalde tijd duren, die wordt bepaald door de tijd die nodig is om de computer in te schakelen, de modus waarin deze wordt geactiveerd en de tijd die is toegewezen aan controleer de bruikbaarheid ervan. Deze tijd kan behoorlijk lang duren. Een dergelijke organisatie is mogelijk wanneer het systeem waarin de computer werkt niet kritisch is voor bepaalde onderbrekingen of stops in het proces van het oplossen van problemen. Dit gebeurt meestal in gevallen waarin de computer geen besturingsinformatie levert.

2. De back-upcomputer is volledig gereed en kan op elk moment de hoofdcomputer vervangen (geladen reserve), en lost geen problemen op, of werkt in zelfcontrolemodus en lost besturingsproblemen op. In dit geval kan de overgang van het werk van de hoofdcomputer naar de back-upcomputer vrij snel worden uitgevoerd, met vrijwel geen onderbreking in de uitvoer van resultaten. Er moet echter worden opgemerkt dat de hoofdcomputer in het algemene geheugen de informatie bijwerkt die nodig is om de oplossing voort te zetten, niet continu, maar met een zekere discretie, zodat de back-upcomputer problemen begint op te lossen en enige tijd geleden terugkeert. Een dergelijke organisatie is ook acceptabel in gevallen waarin de computer rechtstreeks in de regelkring opereert en het gecontroleerde proces vrij traag is en de terugkeer in de tijd geen merkbaar effect heeft.

Bij het organiseren van werk volgens de eerste en tweede optie worden computers irrationeel gebruikt: één computer is altijd inactief. Downtime kan worden vermeden door de computer te belasten met het oplossen van enkele hulptaken die geen verband houden met het hoofdproces. Dit verhoogt de efficiëntie van het systeem - de productiviteit verdubbelt bijna.

3. Om onderbrekingen in de uitvoer van resultaten volledig te elimineren, lossen beide computers, de hoofdcomputer en de back-up, dezelfde problemen tegelijkertijd op, maar alleen de hoofdcomputer zal resultaten opleveren, en als deze faalt, zal de back-upcomputer dat doen resultaten beginnen op te leveren. In dit geval wordt de gemeenschappelijke VZU alleen gebruikt voor wederzijdse controle. Soms wordt een dergelijk complex aangevuld met een apparaat voor het vergelijken van resultaten voor controledoeleinden. Als er drie computers worden gebruikt, is het mogelijk om een ​​stemmethode te gebruiken, waarbij het eindresultaat alleen wordt gegeven als de resultaten van het oplossen van het probleem vanaf ten minste twee computers samenvallen. Dit verhoogt zowel de betrouwbaarheid van het complex als geheel als de betrouwbaarheid van de geproduceerde resultaten. Uiteraard worden bij deze optie hoge betrouwbaarheid en efficiëntie bereikt tegen een zeer hoge prijs - een verhoging van de kosten van het systeem.

Opgemerkt moet worden dat bij elke werkorganisatie en een losjes gekoppelde multimediacomputer het schakelen van de computer wordt uitgevoerd door commando's van de operator, of met behulp van aanvullende middelen die de bruikbaarheid van de computer controleren en de nodige signalen genereren. Bovendien is een snelle overgang naar het werk van de hoofdcomputer naar de back-upcomputer alleen mogelijk als de efficiëntie van het apparatuurgebruik laag is.

Direct aangesloten MMVC's hebben een aanzienlijk grotere flexibiliteit. In direct gekoppelde complexen zijn er drie soorten verbindingen (Fig. 1.5): gemeenschappelijk RAM (GRAM); directe besturing, anders processor (P) – processoraansluiting; kanaal-kanaaladapter (ACC).

Communicatie via gedeeld RAM is veel sterker dan communicatie via VPU. Hoewel de eerste verbinding ook het karakter heeft van een informatieverbinding en de uitwisseling van informatie wordt uitgevoerd volgens het ‘mailbox’-principe, kunnen alle processen in het systeem doorgaan, omdat processors directe toegang hebben tot RAM. met een aanzienlijk hogere snelheid, en hiaten in de uitvoer van resultaten tijdens de overgang van de hoofdcomputer naar de back-upcomputer worden tot een minimum beperkt. Het nadeel van communicatie via gedeeld RAM is dat als het RAM, een complex elektronisch apparaat, uitvalt, de werking van het hele systeem wordt verstoord. Om dit te voorkomen, moet u een gemeenschappelijk RAM-geheugen opbouwen uit verschillende modules en back-upinformatie. Dit leidt op zijn beurt tot een complicatie van de organisatie van het computerproces als geheel en uiteindelijk tot een complicatie van besturingssystemen. Er moet ook worden opgemerkt dat communicatie via gedeeld RAM aanzienlijk duurder is dan via VRAM.

Directe communicatie tussen processors (het directe besturingskanaal) kan niet alleen informatief zijn, maar ook commando's, dat wil zeggen dat via het directe besturingskanaal de ene processor rechtstreeks de acties van een andere processor kan besturen. Dit verbetert uiteraard de dynamiek van de overgang van de hoofdcomputer naar de back-upcomputer en maakt een vollediger wederzijdse controle over de computer mogelijk. Tegelijkertijd is de overdracht van aanzienlijke hoeveelheden informatie via een direct besturingskanaal onpraktisch, omdat in dit geval de oplossing van problemen stopt: de processors wisselen informatie uit.

Communicatie via een kanaal-naar-kanaaladapter elimineert grotendeels de nadelen van communicatie via gedeeld RAM en vermindert tegelijkertijd vrijwel niet de mogelijkheden voor het uitwisselen van informatie tussen computers in vergelijking met gedeeld RAM. De essentie van deze communicatiemethode is dat de kanalen van twee computers met elkaar communiceren via een speciaal apparaat: een adapter. Meestal is dit apparaat aangesloten op de selectiekanalen van de computer. Deze adapterverbinding zorgt voor een vrij snelle uitwisseling van informatie tussen computers, en de uitwisseling kan plaatsvinden met grote hoeveelheden informatie. In termen van de snelheid van informatieoverdracht is communicatie via de ACC niet veel minder dan communicatie via een gedeeld RAM, en wat betreft de hoeveelheid verzonden informatie is deze inferieur aan communicatie via een gedeelde FO. De functies van de ACC zijn vrij eenvoudig: dit apparaat moet zorgen voor de onderlinge synchronisatie van de werking van twee computers en het bufferen van informatie tijdens de verzending ervan. Hoewel de functies van de ACC en zijn structuur (Fig. 1.5) vrij eenvoudig zijn, compliceert de grote verscheidenheid aan bedieningsmodi van twee computers en de noodzaak om deze modi te implementeren dit apparaat aanzienlijk.

Direct gekoppelde complexen maken de implementatie mogelijk van alle methoden voor het organiseren van MMVK, kenmerkend voor losjes gekoppelde complexen. Door de verbindingen enigszins te compliceren, kan de efficiëntie van de complexen echter aanzienlijk worden verhoogd. Met name in direct verbonden complexen is een snelle overgang van de hoofdcomputer naar de back-upcomputer mogelijk, zelfs in gevallen waarin de back-upcomputer met zijn eigen taken is geladen. Dit zorgt voor een hoge betrouwbaarheid en hoge prestaties.

In echte complexen wordt niet één type communicatie tussen computers tegelijkertijd gebruikt, maar twee of meer. Daarnaast is er in direct aangesloten complexen heel vaak ook een indirecte verbinding via de VZ.

Voor complexen met satellietcomputers Kenmerkend is niet de manier van communiceren, maar de principes van computerinteractie. De structuur van verbindingen in satellietcomplexen verschilt niet van verbindingen in conventionele MMC's: meestal wordt communicatie tussen computers uitgevoerd via ACC. De eigenaardigheid van deze complexen is dat ten eerste de computers daarin aanzienlijk verschillen in hun kenmerken, en ten tweede dat er een zekere ondergeschiktheid is aan machines en een verschil in de functies die door elke computer worden uitgevoerd. Een van de computers, de belangrijkste, presteert in de regel krachtig en is bedoeld voor basisinformatieverwerking. De tweede, aanzienlijk minder krachtig, wordt een satelliet- of hulpcomputer genoemd. Het doel ervan is het organiseren van de uitwisseling van informatie tussen de hoofdcomputer en randapparatuur, OCS en externe abonnees die via datatransmissieapparatuur met de hoofdcomputer zijn verbonden. Bovendien kan de satellietcomputer een voorlopige sortering van informatie uitvoeren, deze omzetten in een vorm die geschikt is voor verwerking op de hoofdcomputer, de uitvoerinformatie in een vorm brengen die geschikt is voor de gebruiker, enz. De satellietcomputer ontlast dus de hoofdtaken. -prestaties van computers door het uitvoeren van talloze acties waarvoor ze geen grote capaciteit of complexe bewerkingen vereisen, d.w.z. bewerkingen waarvoor geen grote, krachtige computer nodig is. Bovendien kan, rekening houdend met de aard van de bewerkingen die door de satellietmachine worden uitgevoerd, deze zich richten op het uitvoeren van precies deze klasse van bewerkingen en een nog grotere productiviteit opleveren dan de hoofdcomputer.

Sommige complexen omvatten niet één, maar meerdere satellietcomputers, en elk ervan is gericht op het uitvoeren van bepaalde functies: de ene communiceert bijvoorbeeld de hoofdcomputer met apparaten voor informatie-invoer/uitvoer, de andere communiceert met externe abonnees, de derde organiseert een bestandssysteem en enz.

De recente opkomst van goedkope en eenvoudige microcomputers heeft in grote mate bijgedragen aan de ontwikkeling van satellietcomplexen. Satellietcomplexen lossen slechts één probleem op: ze verhogen de productiviteit van het complex zonder een merkbare impact te hebben op de betrouwbaarheidsindicatoren.

Het aansluiten van satellietcomputers kan in principe niet alleen via ACC, maar ook op andere manieren, maar communicatie via ACC is het handigst.

2.2. Computer netwerken

Als u geïnteresseerd bent in de naam van een apparaat dat is ontworpen om een ​​computer met andere computers te verbinden, dan zal dit artikel u zeker helpen. Een apparaat waarmee u een computer met andere kunt verbinden, wordt een adapter of netwerkkaart genoemd. Wat is dit element? Hoe werkt hij? Welke functies voert de netwerkkaart uit? In dit artikel krijgt u antwoord op deze en vele andere vragen.

Adapter: wat is het?

Een adapter is een computerrandapparaat dat rechtstreeks met het gegevensoverdrachtmedium werkt. Het is dankzij de adapter of bij gebruik van andere communicatieapparatuur dat verbindingen met andere pc's tot stand komen. Dit apparaat lost het probleem op van het garanderen van de betrouwbaarheid van de uitwisseling van binaire gegevens, die worden gepresenteerd in de vorm van overeenkomstige EM-signalen. Deze gegevens worden verzonden via externe communicatielijnen. Omdat de adapter een computercontroller is, werkt deze onder controle van de juiste stuurprogramma's van het besturingssysteem. Afhankelijk van de implementatie kan de scheiding van functies daartussen variëren.

Ontwikkeling van adapters

U weet al dat een apparaat waarmee u de ene computer met andere kunt verbinden, een adapter wordt genoemd. Laten we eens kijken hoe deze technologie zich ontwikkelde. Adapters in de eerste lokale netwerken droegen samen met een stuk coaxkabel het hele scala aan communicatieapparatuur. Dankzij hen werd de interactie tussen computers gerealiseerd. Vervolgens werd directe interactie tussen verschillende computers gebruikt. Deze technologie wordt nog steeds gebruikt. De meeste moderne standaarden voorzien echter ook in een aantal bijzondere communicatiemiddelen, zoals een switch, bridge, hub en router. Deze apparaten nemen een deel van de functies over die verband houden met de controle van de gegevensstroom.

Verkeerde aannames

Heel vaak kun je horen of lezen dat het apparaat om de ene computer met andere te verbinden de processor is. Deze verklaring is niet waar. Een apparaat om de ene elektronische computer met de andere te verbinden, wordt een netwerkkaart of adapter genoemd, en niets anders. Het is niet met zekerheid bekend waar deze misvatting vandaan komt.

Gegevensopmaak en coderingsfunctie

De functies van de adapter zijn dat informatie moet worden verzonden in de vorm van een frame met een bepaald formaat. Codering verwijst naar de presentatie van informatie met behulp van bepaalde signalen op een zodanige manier dat deze door de andere partij kan worden ontvangen. Tegelijkertijd mag de betekenis die erin zit niet verloren gaan. Laten we dit probleem in meer detail bekijken. Er zijn verschillende servicevelden in het frame. Deze velden bevatten het adres van de pc waarnaar de gegevens moeten worden verzonden, en de controlesom van elk frame. Op basis van de checksum wordt een conclusie getrokken over de juistheid van de verstrekte informatie. Wat betreft codering kunnen we zeggen dat de betekenis van deze procedure is om interferentie te overwinnen en de ontvangende apparatuur de mogelijkheid te bieden de ontvangen informatie te herkennen. Er zijn ook enkele technische kenmerken. Bij gebruik van breedbandkabels in een lokaal netwerk maken adapters bijvoorbeeld geen gebruik van signaalmodulatie, aangezien dit alleen nodig is in gevallen waarin transmissie plaatsvindt via smalbandcommunicatielijnen. Dit kunnen telefoonkanalen met stemfrequentie zijn.

Toegangsfunctie

De volgende functie wordt alleen gebruikt in interactie met de gegevensvertalingsomgeving. Het wordt alleen gebruikt in gevallen waarin toegang vereist is met behulp van een specifiek algoritme. Dit is nodig vanwege de werking van een gedeelde datavertaalomgeving. Tegenwoordig bestaat er echter een duidelijke tendens om deze aanpak te verlaten ten gunste van individuele communicatiekanalen tussen computers en netwerkcommunicatieapparatuur. Een soortgelijk principe wordt gebruikt bij bekabelde telefonie.

Synchronisatie- en conversiefunctie

Conversie en synchronisatie zijn nodig om informatie in een leesbare vorm aan te bieden. Dankzij de adapter kan informatie worden omgezet van serieel naar parallel, en omgekeerd. Dit moet worden gedaan om de eenvoudige reden dat om de synchronisatietaak te vereenvoudigen, gegevens geleidelijk, beetje bij beetje, worden overgedragen. In een computer wordt alle informatie byte voor byte verplaatst. Wat synchronisatie betreft, kunnen we zeggen dat dit noodzakelijk is om een ​​conflictvrije interactie tussen de ontvanger en zender van informatie te behouden. Dit probleem wordt door de adapter met succes opgelost dankzij het gebruik van speciale coderingsmethoden, waarbij geen extra bus met kloksignalen wordt gebruikt. Met behulp van deze methode is het eenvoudig om periodieke veranderingen in de toestand van het verzonden signaal te garanderen. Naast problemen met synchronisatie op bitniveau lost de adapter ook vergelijkbare problemen op met betrekking tot frames en bytes.

Technische kenmerken

Adapters onderscheiden zich door de gebruikte technologie en de interne databus. Als we het over de bus hebben, zijn hier de volgende typen te vinden: EISA, ISA, MCA, PCI. Met netwerktechnologieën is alles nogal dubbelzinnig. Normaal gesproken ondersteunt één adapter slechts één netwerktechnologie. Dit wordt bereikt door het gebruik van verschillende media voor gegevensoverdracht. Een van de meest populaire technologieën is Ethernet. Het ondersteunt gemakkelijk coaxiale, glasvezel- en niet-afgeschermde twisted pair-kabels. Als de adapter slechts één medium kan ondersteunen, kunnen transceivers en converters worden gebruikt. Wat zijn deze apparaten?

Converters en zendontvangers

Transceivers worden ook wel transceivers genoemd. Ze maken deel uit van de netwerkadapter en zijn de eindapparaten die de kabel verlaten. Opgemerkt moet worden dat de transceivers aanvankelijk op kabels waren geplaatst. Toen werd besloten dat de handigste manier zou zijn om hem op de adapter te plaatsen. In plaats van een zendontvanger zou een converter kunnen worden gebruikt. Het wordt gebruikt om informatie te coördineren bij het gebruik van verschillende media voor gegevensuitzending. Een voorbeeld is een lokaal thuisnetwerk dat gebruik maakt van coaxkabel en twisted pair.

Conclusie

De taak kan als voltooid worden beschouwd. De basisterminologie en ontwerpkenmerken van de adapters worden uitgelegd. Nu zou u geen vragen moeten hebben over de naam van het apparaat dat wordt gebruikt om de ene pc met de andere te verbinden. Daarnaast hebben we in dit artikel gekeken welke functies adapters vervullen, welk ontwikkelingstraject ze hebben doorlopen en hoe ze verbeterd kunnen worden. De verstrekte informatie is niet voldoende voor een diepere studie van dit probleem, maar voor een eerste studie van kwesties die verband houden met de constructie van fysieke datatransmissie is deze zeer geschikt.

A. Verzameling van informatie
B. Informatieverwerking
V. Informatie invoeren
d.Opslag van informatie

2. Een personal computer bestaat uit blokken:
A. Muis
B. Toetsenbord
V. Hardware-eenheid
Xerox

3. Het toetsenbord wordt gebruikt voor:
A. Typen
B. Als polssteun
V. Commando's invoeren
d) Schijven invoeren

4. De systeemeenheid bevat:
a.Harde schijf
b.Geheugen
V. Toetsenbord
d.Verwerker

6. De harde schijf kan de volgende formaten hebben:
A. 1,44 MB
B. 1 GB
V. 40 GB
800 MB

7. Printers zijn:
A. Laser
B. Fotokopiëren
V. Druppelstraal
d.kopiëren

8. Het modem wordt gebruikt voor:
A. internet toegang
B. Om informatie via een telefoonlijn te verzenden
V. voor games via lokaal netwerk
bijv. om geluiden om te zetten

9. Multimedia is een combinatie van:
A. Geluid
B. Printer
V. Video
Kolonok

10. Schijven zijn:
a) Magnetisch
b) moeilijk
c) zacht
d) vloeistof

11. Een computer is...
A. Elektronisch apparaat met toetsenbord en scherm.
B. Een apparaat voor het uitvoeren van berekeningen.
V. Een universeel apparaat voor het opslaan, verwerken en verzenden van informatie.
d. Spelapparaat

12. De minimale basisset van computerapparatuur omvat...
A. Monitor, toetsenbord, systeemeenheid.
B. Schijfstation, printer, monitor.
V. Monitor, printer, toetsenbord.
bijv. monitor, scanner, toetsenbord.

13. Geef op in welke apparaatgroep de invoer-/uitvoerapparaten worden vermeld
A. Streamer, harde schijf, muis.
B. Monitor, printer, toetsenbord.
V. Winchester, laserschijf, diskette.
diskette, muis, printer

14. Geef op in welke apparaatgroep de invoerapparaten worden vermeld
A. Printer, harde schijf, muis.
B. Muis, toetsenbord, joystick, lichtpen, scanner.
V. Monitor, printer, plotter, luidsprekers.
bijv. scanner, monitor, plotter.

15. Geef aan welke van de genoemde groepen apparaten tot het externe geheugen van de computer behoort?
A. Monitor, diskette, muis.
B. Floppydrive, diskette, RAM.
c) Magnetische tape, laserschijf, diskette.
bijv. schijf, monitor, harde schijf.

16. Welk uitvoerapparaat kan worden gebruikt om een ​​papieren kopie van een document te verkrijgen?
A. Monitor.
B. Een printer.
V. Scanner.
bijv. toetsenbord.

17. Waar wordt informatie opgeslagen (verdwijnt niet) nadat de computer is uitgeschakeld?
A. In RAM-geheugen.
B. In permanent geheugen.
V. In de verwerker.
d.In de monitor.

18. Waar bevindt de harde schijf zich meestal?
A. Op de monitor.
B. In de systeemeenheid.
V. In de rit.
d.In de printer.

19. Welk apparaat is ontworpen om informatie tussen externe computers te converteren en over te dragen?
A. CPU.
B. Drijfveer.
V. Modem.
g.monitor

20. Videogeheugen is een onderdeel van RAM dat bedoeld is voor...
A. Tekstinformatie opslaan.
B. Opslaan van informatie over de grafische afbeelding op het scherm.
V. Permanente opslag van grafische informatie.
g.Geluidsopslag.

1 wat is de naam van de schijf. opslagapparaat,

waaruit het besturingssysteem wordt geladen?
en opstartschijf
b opstartdiskette
c opstartpartitie
2 naam van het grafische formaat. afbeelding gebruikt in Windows OS
een pdf
b-xml
c bmp
3 de naam van de eerste opname op de schijf, waar de informatie die nodig is voor het werken met de schijf is opgenomen
een bootstrap
b opstartpartitie
c opstartsector
Het wijnprogramma is ontworpen om de volgende functie uit te voeren:
en om de ssh-server te configureren en uit te voeren
b om Windows-programma's op Linux uit te voeren
c om de virtuele box-emulator uit te voeren
d om VMware uit te voeren
e om de grafiek uit te voeren. gnome os linux-interface
5 stukje informatie dat op de computer van de webclient wordt achtergelaten door een programma dat op de webserver wordt uitgevoerd. gebruikt om gegevens op te slaan die specifiek zijn voor een bepaalde klant.
een spywarevirus trojan-spy.win32
koekje
c-virus browserblokkering
d virusbanner
6 Wat is de naam van de geheugenstandaard en -technologie die de gegevensoverdrachtsnelheid tussen geheugen en processor verdubbelt?
en dds
b dec
met ddr
d dsl
7Wat is de naam van de softwarecomponent waarmee u met computerapparaten kunt communiceren
en dsl
b droomwever
c afleiding
d dynamische talen
8Wat is de naam van een informatiebarrière die de toegang tot een beveiligd netwerk verbiedt voor alle andere protocollen dan de toegestane?
een flits
b firewall
c-bestandsfragmentatie
d vuurdraad
9-protocol voor de overdracht van gegevens tussen computers. Het tct-protocol wordt gebruikt als transportmechanisme voor verzending
een Bluetooth
wifi
vanaf ftp
d irDA
12. Wat is de naam van de interfacestandaard in draadloze communicatie?
en ieee
bIEEE 802.11
met igmp
d ieee 802.11 b/g/n
14 noem het programma voor het maken van een presentatie, vergelijkbaar met powerpoint mo
Een gelijkspel
b indruk maken
c wiskunde
d basis
17 technologie voor het omzetten van meerdere interne netwerk-IP-adressen naar externe adressen die worden gebruikt voor verbinding met internet?
een dns
b http
c nat
dip v4
18. Deze batterijen gebruiken metaalverbindingen met waterstof in plaats van het giftige cadmium
en li-ion soni Ericsson
b li-polymeer Nokia
c nikkelmetaalhydride gp
20 Welk programma breidt de mogelijkheden van een softwarepakket uit
een afspeellijst
b plug-in
c draagbaar zacht
dpe-bestand
21 speciale bestandsformaten ontwikkeld door Microsoft voor het uitwisselen van opgemaakte tekstdocumenten
een tekst
b djvu
met rtf
d pdf
e fb2
22 wat zijn de namen van de connectoren voor installatie op het moederbord van verschillende soorten processors van de 486-, pentium- en pentium pro-families
een sok 7
b sosket 478
c sokkel 1-8
d sosket 486
23 welk programma geen OS-emulator is
en qemu
b virtuele doos
met moba live-cd
dVMware-speler
g wijn
24 Welke functie vervult een bestand met de extensie vmdk?
een beschrijving van de parameters van de virtuele harde schijf
b hoofdconfiguratie virtueel besturingssysteembestand
c permanent geheugen ram
d wisselbestand voor virtuele machines
25 Wat is de evaluatieperiode die is ingesteld voor de gebruiker in het computerprogramma Microsoft Virtual PC 2007
30 dagen gratis gebruik
b bbp 60 dagen
met voeding 10 dagen
d gebruiksperiode is niet vastgesteld
Geen betaling vereist bij installatie

“Technologie voor het verwerken van numerieke informatie” Excel Vraag 1. ET is 1) Een applicatieprogramma ontworpen

voor het verwerken van tabelgestructureerde gegevens

2) Applicatieprogramma voor het verwerken van codetabellen

3) PC-apparaat dat zijn bronnen beheert tijdens het verwerken van tabelgegevens

4) Systeemprogramma dat de verwerking van tabelgegevens regelt

Vraag 2. ET is bedoeld voor

1)verwerking van numerieke gegevens gepresenteerd in de vorm van tabellen

2) ordelijke opslag en verwerking van aanzienlijke hoeveelheden gegevens

3)visualisatie van structurele relaties tussen gegevens gepresenteerd in tabellen

4) het bewerken van grote hoeveelheden informatie

Vraag 3. ET is

1) een reeks genummerde kolommen en rijen genoemd met Latijnse letters

2) een reeks genummerde lijnen en kolommen genoemd met Latijnse letters

3) een reeks genummerde rijen en kolommen

4) een reeks rijen en kolommen

Vraag 4. ET-lijnen

1) worden willekeurig door de gebruiker genoemd

2) worden aangeduid met Latijnse letters

3) worden aangeduid met letters van de Russische taal

4) zijn genummerd

Vraag 5. ET-kolommen

1) worden aangeduid met letters van de Russische taal

2) zijn genummerd

3) worden aangeduid met Latijnse letters

4) worden op willekeurige wijze door de gebruiker benoemd

Vraag 6. De ET-cel wordt geïdentificeerd voor de gebruiker

1)adres van het machinewoord OP dat aan de cel is toegewezen

2) een speciaal codewoord

3) door achtereenvolgens de kolomnaam en het rijnummer op te geven op het snijpunt waarvan de cel zich bevindt

4)naam opgegeven door de gebruiker

Vraag 7. Computationele formules worden geschreven in ET-cellen

1) in gewone wiskundige notatie

2) op een speciale manier met behulp van ingebouwde functies en volgens de regels die zijn aangenomen voor het schrijven van expressies in programmeertalen

3) volgens de regels die uitsluitend voor spreadsheets zijn aangenomen

4) volgens de regels van de wiskunde

Vraag 8. Expressie 3 (A1+B1) : 5 (2B1-3A2), geschreven volgens de regels,

geaccepteerd in de wiskunde, in ET, heeft de vorm

1)3* (A1+B1)/(5*(2*B1-3*A2))

2)3(A1+B1)/5*(2B1-3A2)

3)3(A1+B1)/(5*(2B1-3A2))

4)3*(A1+B1)/5*(2*B1-3*A2)

Vraag 9. Zoek onder de gegeven formules de formule voor ET

2)A1=A3*B8+12

Vraag 10. Het schrijven van een formule in ET kan niet omvatten

1) tekenen van rekenkundige bewerkingen

2)numerieke uitdrukkingen

3) celnamen

Vraag 11. Bij het verplaatsen of kopiëren naar ET, absolute referenties

1) niet veranderen

2) worden getransformeerd ongeacht de nieuwe positie van de formule

3) worden getransformeerd afhankelijk van de nieuwe positie van de formule

Vraag 12. Bij het verplaatsen of kopiëren van relatieve links naar ET

1) worden getransformeerd afhankelijk van de nieuwe positie van de formule

2) verander niet

3) worden getransformeerd ongeacht de nieuwe positie van de formule

4) worden getransformeerd afhankelijk van de lengte van de formule

Vraag 13. Bereik is

1) een reeks cellen die een rechthoekig gebied in de tabel vormen

2) alle cellen van één rij

3) alle cellen van één kolom

4)reeks geldige waarden

Vraag 14. Een actieve cel is een cel

1) voor het schrijven van formules

2) voor het schrijven van cijfers

3) voor het schrijven van getallen, formules, tekst

4) waarin gegevensinvoer wordt uitgevoerd

Vraag 15. Welke formule wordt verkregen als de formule van E2 naar E4 wordt gekopieerd?

Vraag 16. Welke formule wordt verkregen als de formule van E2 naar E4 wordt gekopieerd?

Vraag 17. Welke formule wordt verkregen als de formule van E2 naar E4 wordt gekopieerd?

Vraag 18. Wat zal de waarde zijn in cel C1 als je de formule =A1+B1 erin invoert?

Vraag 19. Wat zal de waarde zijn in cel C1 als je de formule daarin invoert

SOM(A1:B1)*2?

Vraag 20. Sorteren wordt genoemd

1) het proces waarbij de grootste en kleinste elementen van een array worden gevonden

2) het proces van het gedeeltelijk bestellen van een bepaalde set

3) elk herschikkingsproces

4) het proces van lineaire ordening van een bepaalde set

test 7 eenvoudige meerkeuzevragen

13. De kloksnelheid van de processor is:

A. het aantal binaire bewerkingen dat door de processor per tijdseenheid wordt uitgevoerd

B. het aantal pulsen dat per seconde wordt gegenereerd en dat de werking van computerknooppunten synchroniseert

C. het aantal mogelijke processortoegangen tot RAM per tijdseenheid

D. snelheid van informatie-uitwisseling tussen de processor en invoer-/uitvoerapparaten

14.Geef de minimaal vereiste set apparaten aan die zijn ontworpen om de computer te bedienen:

A. printer, systeemeenheid, toetsenbord

B. processor, RAM, monitor, toetsenbord

C. processor, streamer, harde schijf

D. monitor, systeemeenheid, toetsenbord

15. Wat is een microprocessor?

A. een geïntegreerd circuit dat opdrachten uitvoert die worden ontvangen bij de ingang en bediening

Computerbediening

B. een apparaat voor het opslaan van gegevens dat vaak op het werk wordt gebruikt

C. een apparaat voor het weergeven van tekst of grafische informatie

D. apparaat voor het uitvoeren van alfanumerieke gegevens

16. Gebruikersinteractie met de softwareomgeving vindt plaats met behulp van:

A. besturingssysteem

B. bestandssysteem

C. Toepassingen

D. bestandsbeheerder

17.De gebruiker kan de software rechtstreeks bedienen met behulp van

Door:

A. besturingssysteem

B. GUI

C. Gebruikersinterface

D. bestandsbeheerder

18. Methoden voor het opslaan van gegevens op fysieke media worden bepaald door:

A. besturingssysteem

B. applicatiesoftware

C. bestandssysteem

D. bestandsbeheerder

19. Grafische omgeving waarop objecten en bedieningselementen van het Windows-systeem worden weergegeven,

Gemaakt voor gebruikersgemak:

A. hardware-interface

B. gebruikersinterface

C. bureaublad

D. software-interface

20. De snelheid van een computer hangt af van:

A. CPU-kloksnelheid

B. aanwezigheid of afwezigheid van een aangesloten printer

C. organisatie van de besturingssysteeminterface

D. externe opslagcapaciteit

Ontwerp en doel van het moederbord

Een moederbord of systeembord is een meerlaagse printplaat die de basis vormt van een computer en die de architectuur, prestaties en communicatie tussen alle erop aangesloten elementen bepaalt en hun werk coördineert.

1. Inleiding.

Het moederbord is een van de belangrijkste elementen van een computer. Het bepaalt het uiterlijk ervan en zorgt voor de interactie tussen alle apparaten die op het moederbord zijn aangesloten.

Het moederbord bevat alle belangrijke elementen van de computer, zoals:

Systeemlogicaset of chipset is het hoofdonderdeel van het moederbord, dat bepaalt welk type processor, type RAM en type systeembus kan worden gebruikt;

Slot voor het installeren van een processor. Bepaalt welk type processors op het moederbord kunnen worden aangesloten. Processoren kunnen verschillende systeembusinterfaces gebruiken (bijvoorbeeld FSB, DMI, QPI, enz.), sommige processors kunnen een geïntegreerd grafisch systeem of geheugencontroller hebben, het aantal "legs" kan verschillen, enzovoort. Dienovereenkomstig is het voor elk type processor noodzakelijk om zijn eigen slot te gebruiken voor installatie. Fabrikanten van processors en moederborden maken hier vaak misbruik van, jagen op extra voordelen en creëren nieuwe processors die niet compatibel zijn met bestaande slottypes, zelfs als dit vermeden had kunnen worden. Als gevolg hiervan moet u bij het updaten van een computer niet alleen de processor, maar ook het moederbord wijzigen met alle gevolgen van dien.

- centrale processor - het hoofdapparaat van de computer, dat wiskundige, logische bewerkingen en besturingsbewerkingen van alle andere elementen van de computer uitvoert;

RAM-controller (Random Access Memory). Voorheen was de RAM-controller in de chipset ingebouwd, maar nu hebben de meeste processors een ingebouwde RAM-controller, wat de algehele prestaties verbetert en de belasting van de chipset verlicht.

RAM is een set chips voor tijdelijke opslag van gegevens. Moderne moederborden hebben de mogelijkheid om meerdere RAM-chips tegelijkertijd aan te sluiten, meestal vier of meer.

PROM (BIOS), met software die de belangrijkste componenten van de computer test en het moederbord configureert. En CMOS-geheugen waarin BIOS-instellingen worden opgeslagen. Vaak worden er meerdere CMOS-geheugenchips geïnstalleerd om de functionaliteit van de computer in geval van nood, bijvoorbeeld bij een mislukte overklokpoging, snel te herstellen;

Oplaadbare batterij of batterij die het CMOS-geheugen van stroom voorziet;

I/O-kanaalcontrollers: USB, COM, LPT, ATA, SATA, SCSI, FireWire, Ethernet, etc. Welke I/O-kanalen worden ondersteund, wordt bepaald door het type moederbord dat wordt gebruikt. Indien nodig kunnen extra I/O-controllers worden geïnstalleerd in de vorm van uitbreidingskaarten;

Een kwartsoscillator die signalen produceert die de werking van alle computerelementen synchroniseren;

Timers;

Onderbreek de regelaar. Interruptsignalen van verschillende apparaten gaan niet rechtstreeks naar de processor, maar naar de interruptcontroller, die het interruptsignaal met de juiste prioriteit op de actieve status zet;

Connectoren voor het installeren van uitbreidingskaarten: videokaarten, geluidskaarten, enz.;

Spanningsregelaars die de oorspronkelijke spanning omzetten in de vereiste spanning om de op het moederbord geïnstalleerde componenten van stroom te voorzien;

Monitoringtools die de rotatiesnelheid van de ventilator, de temperatuur van de belangrijkste computerelementen, de voedingsspanning, enz. meten;

Geluidskaart. Bijna alle moederborden bevatten ingebouwde geluidskaarten waarmee u een behoorlijke geluidskwaliteit kunt krijgen. Indien nodig kunt u een extra discrete geluidskaart installeren voor een beter geluid, maar in de meeste gevallen is dit niet vereist;

Ingebouwde speaker. Wordt voornamelijk gebruikt om de systeemprestaties te diagnosticeren. Dus aan de hand van de duur en volgorde van geluidssignalen bij het inschakelen van de computer kunnen de meeste hardwarestoringen worden vastgesteld;

Bussen zijn geleiders voor het uitwisselen van signalen tussen computercomponenten.

2. Printplaat.

De basis van het moederbord is de printplaat. Op de printplaat bevinden zich signaallijnen, vaak signaalsporen genoemd, die alle elementen van het moederbord met elkaar verbinden. Als de signaalpaden te dicht bij elkaar liggen, zullen de signalen die erlangs worden verzonden met elkaar interfereren. Hoe langer een track en hoe hoger de datasnelheid, des te meer interfereert deze met aangrenzende tracks en des te kwetsbaarder is deze voor dergelijke interferentie.

Als gevolg hiervan kunnen zelfs in zeer betrouwbare en dure computeronderdelen storingen optreden. Daarom is de belangrijkste taak bij de productie van een printplaat het plaatsen van de signaalsporen op een zodanige manier dat het effect van interferentie op de verzonden signalen wordt geminimaliseerd. Om dit te doen, is de printplaat meerlaags gemaakt, waardoor het bruikbare oppervlak van de printplaat en de afstand tussen de sporen aanzienlijk worden vergroot.

Moderne moederborden hebben doorgaans zes lagen: drie signaallagen, een grondlaag en twee voedingsvlakken.

Het aantal stroom- en signaallagen kan echter variëren, afhankelijk van de kenmerken van de moederborden.

De lay-out en lengte van de sporen zijn uiterst belangrijk voor de normale werking van alle computercomponenten. Daarom moet bij het kiezen van een moederbord speciale aandacht worden besteed aan de kwaliteit van de printplaat en de lay-out van de sporen. Dit is vooral belangrijk als u computercomponenten gaat gebruiken met niet-standaard instellingen en bedrijfsparameters. Bijvoorbeeld het overklokken van de processor of het geheugen.

De printplaat bevat alle componenten van het moederbord en connectoren voor het aansluiten van uitbreidingskaarten en randapparatuur. Onderstaande figuur toont een blokschema van de opstelling van componenten op een printplaat.

Laten we alle componenten van het moederbord eens nader bekijken en beginnen met het hoofdcomponent: de chipset.

3. Chipset.

De chipset of systeemlogicaset is de hoofdset chips op het moederbord die zorgt voor de gezamenlijke werking van de centrale processor, RAM, videokaart, randcontrollers en andere componenten die op het moederbord zijn aangesloten. Hij is het die de belangrijkste parameters van het moederbord bepaalt: het type ondersteunde processor, het volume, het kanaal en het type RAM, de frequentie en het type van de systeembus en geheugenbus, sets randcontrollers, enzovoort.

In de regel worden moderne systeemlogicasets gebouwd op basis van twee componenten, dit zijn afzonderlijke chipsets die met elkaar zijn verbonden door een hogesnelheidsbus.

De laatste tijd is er echter een tendens om de noord- en zuidbrug te combineren in één component, omdat de geheugencontroller steeds vaker rechtstreeks in de processor wordt ingebouwd, waardoor de noordbrug wordt ontlast en steeds snellere communicatiekanalen met randapparatuur en uitbreidingsmogelijkheden ontstaan. kaarten verschijnen. En de technologie voor het produceren van geïntegreerde schakelingen ontwikkelt zich ook, waardoor ze kleiner, goedkoper worden en minder energie verbruiken.

Door de noord- en zuidbrug in één chipset te combineren, kunt u de systeemprestaties verbeteren door de interactietijd met randapparatuur en interne componenten die eerder op de zuidbrug waren aangesloten te verkorten, maar dit compliceert het ontwerp van de chipset aanzienlijk en maakt het moeilijker om te upgraden en verhoogt enigszins de kosten van het moederbord.

Maar tot nu toe zijn de meeste moederborden gemaakt op basis van een chipset die in twee componenten is verdeeld. Deze componenten worden de Noord- en Zuidbrug genoemd.

De namen Noord en Zuid zijn historisch. Ze geven de locatie van de chipsetcomponenten aan ten opzichte van de PCI-bus: Noord is hoger en Zuid is lager. Waarom een ​​brug? Deze naam werd aan chipsets gegeven op basis van de functies die ze vervullen: ze dienen om verschillende bussen en interfaces met elkaar te verbinden.

De redenen om de chipset in twee delen te verdelen zijn als volgt:

1. Verschillen in snelheidsmodi.

Northbridge werkt met de snelste en meest bandbreedte-intensieve componenten. Deze componenten omvatten de videokaart en het geheugen. Tegenwoordig hebben de meeste processors echter een ingebouwde geheugencontroller, en vele hebben een ingebouwd grafisch systeem, dat, hoewel veel inferieur aan discrete videokaarten, nog steeds vaak wordt gebruikt in goedkope personal computers, laptops en netbooks. Daarom neemt elk jaar de belasting op de noordbrug af, waardoor de noodzaak om de chipset in twee delen te verdelen afneemt.

2. Vaker bijwerken van randstandaarden dan van de belangrijkste onderdelen van de computer.

Standaarden voor communicatiebussen met geheugen, videokaarten en processors veranderen veel minder vaak dan standaarden voor communicatie met uitbreidingskaarten en randapparatuur. Dit maakt het mogelijk om, in het geval van het veranderen van de communicatie-interface met randapparatuur of het ontwikkelen van een nieuw communicatiekanaal, niet de gehele chipset te veranderen, maar alleen de zuidbrug te vervangen. Bovendien werkt de noordbrug met snellere apparaten en is complexer dan de zuidbrug, aangezien de algehele prestaties van het systeem grotendeels afhangen van de werking ervan. Daarom is het veranderen ervan duur en moeilijk werk. Maar desondanks bestaat er een tendens om de noord- en zuidbruggen te combineren tot één geïntegreerd circuit.

3.1. Belangrijkste functies van de Noordbrug.

De North Bridge vervult, zoals de naam al doet vermoeden, de functies van het controleren en sturen van de datastroom van 4 bussen:

1. Communicatiebussen met de processor of systeembus.
2. Geheugenbussen.
3. Communicatiebussen met de grafische adapter.
4. Communicatiebussen met de zuidbrug.

De noordbrug is ontworpen in overeenstemming met de uitgevoerde functies. Het bestaat uit een systeembusinterface, een communicatiebusinterface met de South Bridge, een geheugencontroller en een communicatiebusinterface met de grafische kaart.

Op dit moment hebben de meeste processors een ingebouwde geheugencontroller, waardoor de geheugencontrollerfunctie voor de northbridge als verouderd kan worden beschouwd. En aangezien er veel soorten RAM zijn, zullen we een apart artikel uitlichten om het geheugen en de technologie van de interactie met de processor te beschrijven.

Bij budgetcomputers is soms een grafisch systeem in de northbridge ingebouwd. Op dit moment is het echter gebruikelijker om het grafische systeem rechtstreeks in de processor te installeren, dus we zullen deze northbridge-functie ook als verouderd beschouwen.

De hoofdtaak van de chipset is dus om alle verzoeken van de processor, videokaart en South Bridge vakkundig en snel te distribueren, prioriteiten te stellen en indien nodig een wachtrij te creëren. Bovendien moet het zo evenwichtig zijn dat de downtime zoveel mogelijk wordt beperkt wanneer computercomponenten toegang proberen te krijgen tot bepaalde bronnen.

Laten we de bestaande communicatie-interfaces met de processor, grafische adapter en South Bridge eens nader bekijken.

3.1.1. Interfaces voor communicatie met de processor.

Op dit moment zijn er de volgende interfaces om de processor op de northbridge aan te sluiten: FSB, DMI, HyperTransport, QPI.

FSB (frontsitebus)- systeembus die in de jaren negentig en 2000 werd gebruikt voor communicatie tussen de centrale processor en de northbridge. FSB is ontwikkeld door Intel en werd voor het eerst gebruikt in computers op basis van Pentium-processors.

De werkfrequentie van de FSB-bus is een van de belangrijkste parameters van de computerwerking en bepaalt grotendeels de prestaties van het hele systeem. Meestal is dit meerdere keren lager dan de werkfrequentie van de processor.

De frequenties waarop de centrale processor en de systeembus werken, hebben een gemeenschappelijke referentiefrequentie en worden in vereenvoudigde vorm berekend als Vп = Vo*k, waarbij Vп de werkfrequentie van de processor is, Vo de referentiefrequentie en k de vermenigvuldiger. In moderne systemen is de referentiefrequentie doorgaans gelijk aan de FSB-busfrequentie.

Bij de meeste moederborden kunt u de systeembusfrequentie of -vermenigvuldiger handmatig verhogen door de instellingen in het BIOS te wijzigen. Bij oudere moederborden werden dergelijke instellingen gewijzigd door jumpers te verplaatsen. Het verhogen van de systeembusfrequentie of vermenigvuldiger verhoogt de computerprestaties. Bij de meeste moderne processors uit het middensegment is de vermenigvuldiger echter vergrendeld, en de enige manier om de prestaties van een computersysteem te verbeteren is door de systeembusfrequentie te verhogen.

De FSB-frequentie nam geleidelijk toe van 50 MHz voor Intel Pentium- en AMD K5-klasse processors begin jaren negentig tot 400 MHz voor Xeon- en Core 2-klasse processors eind jaren 2000. Tegelijkertijd steeg de doorvoersnelheid van 400 Mbit/s naar 12.800 Mbit/s.

De FSB-bus werd tot 2008 gebruikt in Atom-, Celeron-, Pentium-, Core 2- en Xeon-processors. Momenteel is deze bus vervangen door de DMI-, QPI- en Hyper Transport-systeembussen.

HyperTransport– een universele high-speed point-to-point-bus met lage latentie, gebruikt om de processor met de northbridge te verbinden. De HyperTransport-bus is bidirectioneel, dat wil zeggen dat voor uitwisseling in elke richting een eigen communicatielijn wordt toegewezen. Bovendien werkt het met behulp van DDR-technologie (Double Data Rate), waarbij gegevens zowel tijdens de opkomst als ondergang van de klokpuls worden verzonden.

De technologie is ontwikkeld door het HyperTransport Technology-consortium onder leiding van AMD. Het is vermeldenswaard dat de HyperTransport-standaard open is, waardoor verschillende bedrijven deze op hun apparaten kunnen gebruiken.

De eerste versie van HyperTransport werd in 2001 geïntroduceerd en maakte uitwisseling mogelijk met een snelheid van 800 MT/s (800 megatransacties per seconde of 838860800 uitwisselingen per seconde) met een maximale doorvoer van 12,8 GB/s. Maar al in 2004 werd een nieuwe aanpassing van de HyperTransport-bus (v.2.0) uitgebracht, die 1,4 GTr/s opleverde met een maximale doorvoer van 22,4 GB/s, wat bijna 14 keer groter was dan de mogelijkheden van de FSB-bus.

Op 18 augustus 2008 werd modificatie 3.1 uitgebracht, werkend met een snelheid van 3,2 GTr/s, met een doorvoer van 51,6 GB/s. Dit is momenteel de snelste versie van de HyperTransport-bus.

HyperTransport-technologie is zeer flexibel en stelt u in staat zowel de busfrequentie als de bitdiepte te variëren. Hierdoor kan het niet alleen worden gebruikt voor het verbinden van de processor met de northbridge en RAM, maar ook op langzame apparaten. Tegelijkertijd leidt de mogelijkheid om de bitcapaciteit en -frequentie te verminderen tot energiebesparing.

De minimale busklokfrequentie is 200 MHz, terwijl gegevens dankzij DDR-technologie met een snelheid van 400 MTr/s worden overgedragen en de minimale bitbreedte 2 bits is. Met minimale parameters is de maximale doorvoer 100 MB/s. Alle volgende ondersteunde frequenties en bitdieptes zijn veelvouden van de minimale klokfrequentie en bitdiepte tot snelheid - 3,2 GTr/s, en bitdiepte - 32 bits, voor de HyperTransport v 3.1 revisie.

DMI (directe media-interface)– een point-to-point seriële bus die wordt gebruikt om de processor met de chipset te verbinden en om de zuidbrug van de chipset met de noordbrug te verbinden. Ontwikkeld door Intel in 2004.

Voor de communicatie tussen de processor en de chipset worden doorgaans 4 DMI-kanalen gebruikt, wat een maximale doorvoersnelheid oplevert van maximaal 10 GB/s voor de DMI 1.0-revisie en 20 GB/s voor de DMI 2.0-revisie die in 2011 werd geïntroduceerd. Budget mobiele systemen kunnen gebruik maken van een bus met twee DMI-kanalen, waardoor de doorvoer met de helft wordt verminderd ten opzichte van de 4-kanaals optie.

Vaak is in processors die gebruik maken van communicatie met de chipset via de DMI-bus, samen met de geheugencontroller een PCI Express-buscontroller ingebouwd, die zorgt voor interactie met de videokaart. In dit geval is er geen behoefte aan een noordbrug en vervult de chipset alleen de functies van interactie met uitbreidingskaarten en randapparatuur. Met deze moederbordarchitectuur is er geen hogesnelheidskanaal nodig voor interactie met de processor, en heeft de DMI-bus meer dan voldoende bandbreedte.

QPI (QuickPath-interconnect)– een point-to-point seriële bus die wordt gebruikt om processors met elkaar en met de chipset te communiceren. Geïntroduceerd door Intel in 2008 en gebruikt in HiEnd-processors zoals Xeon, Itanium en Core i7.

De QPI-bus is bidirectioneel, dat wil zeggen dat er voor uitwisseling in elke richting een afzonderlijk kanaal is, elk bestaande uit 20 communicatielijnen. Daarom bestaat elk kanaal uit 20 bits, waarvan de payload slechts 16 bits beslaat. De QPI-bus werkt met snelheden van 4,8 en 6,4 GTr/s, met een maximale doorvoersnelheid van respectievelijk 19,2 en 25,6 GB/s.

We hebben kort de belangrijkste interfaces besproken voor het verbinden van de processor met de chipset. Vervolgens kijken we naar de interfaces voor het aansluiten van de North Bridge op de grafische adapter.

3.1.2. Interfaces voor communicatie met de grafische adapter.

Aanvankelijk werd de gemeenschappelijke ICA-, VLB- en vervolgens PCI-bus gebruikt om met de grafische processor te communiceren, maar al snel was de bandbreedte van deze bussen niet langer voldoende om met grafische afbeeldingen te werken, vooral na de verspreiding van driedimensionale grafische afbeeldingen, die vereiste een enorm vermogen voor berekeningen en een hoge busbandbreedte voor transmissietexturen en beeldparameters.

De gewone bussen werden vervangen door een gespecialiseerde AGP-bus, geoptimaliseerd voor het werken met een grafische controller.

AGP (versnelde grafische poort)– een gespecialiseerde 32-bits bus voor het werken met een grafische adapter, ontwikkeld in 1997 door Intel.

De AGP-bus werkte op een klokfrequentie van 66 MHz en ondersteunde twee bedrijfsmodi: met DMA-geheugen (Direct Memory Access) en DME-geheugen (Direct in Memory Execute).

In de DMA-modus werd het hoofdgeheugen beschouwd als het geheugen dat in de videoadapter was ingebouwd, en in de DME-modus was dit het geheugen van de videokaart, dat zich samen met het hoofdgeheugen in één adresruimte bevond. videoadapter heeft toegang tot zowel het ingebouwde geheugen als het hoofdgeheugen van de computer.

De aanwezigheid van de DME-modus maakte het mogelijk om de hoeveelheid geheugen die in de videoadapter was ingebouwd te verminderen en daardoor de kosten ervan te verlagen. De manier waarop met DME-geheugen wordt gewerkt, wordt AGP-texturing genoemd.

Al snel was de bandbreedte van de AGP-bus echter niet langer voldoende om in de DME-modus te werken, en fabrikanten begonnen het volume van het ingebouwde geheugen te vergroten. Al snel hielp het vergroten van het ingebouwde geheugen niet meer en werd de bandbreedte van de AGP-bus absoluut onvoldoende.

De eerste versie van de AGP-bus, AGP 1x, werkte op een klokfrequentie van 66 MHz en had een maximale gegevensoverdrachtsnelheid van 266 MB/s, wat niet genoeg was voor volledige werking in de DME-modus en niet hoger was dan de snelheid van zijn voorganger, de PCI-bus (PCI 2.1 - 266 MB/s). Daarom werd vrijwel onmiddellijk de bus verbeterd en werd een manier van datatransmissie op de flank en val van de klokpuls geïntroduceerd, die het bij dezelfde klokfrequentie van 66 MHz mogelijk maakte om een ​​doorvoersnelheid van 533 MB/s te verkrijgen. Deze modus werd AGP 2x genoemd.

De eerste herziening van AGP 1.0 op de markt ondersteunde de bedrijfsmodi AGP 1x en AGP 2x.

In 1998 werd een nieuwe revisie van de bus geïntroduceerd - AGP 2.0, die de AGP 4x-bedrijfsmodus ondersteunt, waarbij 4 datablokken per klokcyclus werden overgedragen, waardoor de doorvoer 1 GB/s bereikte.

Tegelijkertijd veranderde de referentiebusklokfrequentie niet en bleef gelijk aan 66 MHz, en om het mogelijk te maken om vier datablokken in één klokcyclus te verzenden, werd een extra signaal geïntroduceerd dat synchroon loopt met de referentieklokfrequentie, maar met een frequentie van 133 MHz. Er werden gegevens verzonden over de opkomst en ondergang van de klokpuls van het extra signaal.

Tegelijkertijd werd de voedingsspanning verlaagd van 3,3 V naar 1,5 V, als gevolg hiervan waren videokaarten die alleen voor de AGP 1.0-revisie waren uitgebracht, incompatibel met videokaarten van AGP 2.0 en daaropvolgende revisies van de AGP-bus.

In 2002 werd revisie 3.0 van de AGP-bus uitgebracht. De busreferentiefrequentie bleef ongewijzigd, maar de extra klokpuls, synchroon met de referentiefrequentie getriggerd, bedroeg al 266 MHz. Tegelijkertijd werden 8 blokken overgedragen per 1 klokcyclus van de referentiefrequentie en de maximale snelheid was 2,1 GB/s.

Maar ondanks alle verbeteringen aan de AGP-bus ontwikkelden videoadapters zich sneller en vereisten ze een krachtigere bus. Dus werd de AGP-bus vervangen door de PCI-expressbus.

PCI-express is een point-to-point seriële bidirectionele bus, ontwikkeld in 2002 door de non-profitgroep PCI-SIG, waartoe bedrijven als Intel, Microsoft, IBM, AMD, Sun Microsystems en anderen behoorden.

De belangrijkste taak van de PCI Express-bus is het vervangen van de AGP grafische bus en de parallelle universele PCI-bus.

De revisie van de PCI Express 1.0-bus werkt op een klokfrequentie van 2,5 GHz, terwijl de totale doorvoer van één kanaal 400 MB/s bedraagt, aangezien er voor elke 8 bits aan overgedragen gegevens 2 servicebits zijn en de bus bidirectioneel is. dat wil zeggen dat uitwisselingen in beide richtingen gelijktijdig plaatsvinden. De bus gebruikt doorgaans meerdere kanalen: 1, 2, 4, 8, 16 of 32, afhankelijk van de benodigde bandbreedte. Bussen gebaseerd op PCI Express zijn in het algemeen dus een reeks onafhankelijke kanalen voor seriële gegevensoverdracht.

Bij gebruik van de PCI Express-bus wordt dus meestal een 16-kanaals bus gebruikt om met videokaarten te communiceren, en een enkelkanaals bus om met uitbreidingskaarten te communiceren.

De theoretische maximale totale doorvoer van een 32-kanaals bus bedraagt ​​12,8 GB/s. Tegelijkertijd is de PCI Express-bus, in tegenstelling tot de PCI-bus, die de bandbreedte tussen alle aangesloten apparaten verdeelde, gebouwd op het principe van een “ster”-topologie en krijgt elk aangesloten apparaat het exclusieve eigendom van de volledige busbandbreedte.

In de PCI express 2.0-revisie, geïntroduceerd op 15 januari 2007, werd de busbandbreedte verdubbeld. Voor één buskanaal bedroeg de totale doorvoer 800 MB/s, en voor een bus met 32 ​​kanalen – 25,6 GB/s.

Bij de herziening van PCI express 3.0, gepresenteerd in november 2010, werd de busdoorvoer verdubbeld, en het maximale aantal transacties verhoogd van 5 naar 8 miljard, en de maximale doorvoer tweemaal verhoogd, dankzij een verandering in de principe van informatiecodering, waarbij elke 129 bits aan gegevens slechts 2 servicebits zijn, wat 13 keer minder is dan in revisies 1.0 en 2.0. Voor één buskanaal werd de totale doorvoer dus 1,6 GB/s, en voor een bus met 32 ​​kanalen – 51,2 GB/s.

PCI express 3.0 komt echter nog maar net op de markt en de eerste moederborden die deze bus ondersteunen verschenen eind 2011, en de massaproductie van apparaten die de PCI express 3.0-bus ondersteunen staat gepland voor 2012.

Het is vermeldenswaard dat op dit moment de doorvoer van PCI express 2.0 voldoende is voor de normale werking van videoadapters en dat de overgang naar PCI express 3.0 geen significante prestatieverbetering zal opleveren in de combinatie van processor en videokaart. Maar zoals ze zeggen, wacht maar af.

In de nabije toekomst is het de bedoeling om een ​​herziening van PCI express 4.0 uit te brengen, waarbij de snelheid nog eens 2 keer zal worden verhoogd.

Onlangs is er een tendens geweest om de PCI Express-interface rechtstreeks in de processor te integreren. Dergelijke processors hebben doorgaans ook een ingebouwde geheugencontroller. Als gevolg hiervan is er geen behoefte aan een noordbrug en is de chipset gebouwd op basis van een enkel geïntegreerd circuit, waarvan de belangrijkste taak is om interactie met uitbreidingskaarten en randapparatuur te garanderen.

Hiermee wordt het overzicht van de communicatie-interfaces tussen de noordbrug en de videoadapter afgesloten en gaat het verder met een overzicht van de communicatie-interfaces tussen de noordbrug en de zuidbrug.

3.1.3. Communicatie-interfaces met de zuidbrug.

Lange tijd werd de PCI-bus gebruikt om de noordbrug met de zuidbrug te verbinden.

PCI (Peripheral component interconnect) is een bus voor het aansluiten van uitbreidingskaarten op het moederbord, ontwikkeld in 1992 door Intel. Ook werd hij lange tijd gebruikt om de noordbrug met de zuidbrug te verbinden. Naarmate de prestaties van uitbreidingskaarten echter toenamen, werd de bandbreedte ervan onvoldoende. Het werd aanvankelijk verdrongen door krachtigere bussen vanwege de taken om de noord- en zuidbruggen met elkaar te verbinden, en de afgelopen jaren begonnen ze een snellere bus - PCI express - te gebruiken voor communicatie met uitbreidingskaarten.

De belangrijkste technische kenmerken van de PCI-bus zijn als volgt:

Controle	1.0	2.0	2.1	2.2	2.3
datum van publicatie	1992	1993	1995	1998	2002
Beetje diepte	32	32	32/64	32/64	32/64
Frequentie	33 MHz	33 MHz	33/66MHz	33/66MHz	33/66MHz
Bandbreedte	132 MB/s	132 MB/s	132/264/528 MB/s	132/264/528 MB/s	132/264/528 MB/s
Signaal spanning	5 V	5 V	5/3,3 V	5/3,3 V	5/3,3 V
Hot-swap	Nee	Nee	Nee	Er bestaat	Er bestaat

Er zijn nog andere herzieningen van PCI-bussen, bijvoorbeeld voor gebruik in laptops en andere draagbare apparaten, of overgangsopties tussen de belangrijkste herzieningen, maar aangezien de PCI-interface op dit moment praktisch is vervangen door snellere bussen, zal ik de ontwikkelingen niet in detail beschrijven. kenmerken van alle revisies.

Als je de bus gebruikt om de noord- en zuidbrug met elkaar te verbinden, ziet het blokschema van het moederbord er als volgt uit:

Zoals je in de figuur kunt zien, waren de noord- en zuidbrug samen met uitbreidingskaarten op de PCI-bus aangesloten. De bandbreedte van de bus werd verdeeld over alle apparaten die erop waren aangesloten, en daarom werd de aangegeven piekdoorvoer niet alleen verminderd door de verzonden service-informatie, maar ook door concurrerende apparaten die op de bus waren aangesloten. Als gevolg hiervan begon de bandbreedte van de bus na verloop van tijd voldoende te zijn, en voor de communicatie tussen de noord- en zuidbruggen begonnen ze bussen te gebruiken zoals: hublink, DMI, HyperTransport en de PCI-bus bleef korte tijd als een verbinding met uitbreidingskaarten.

De hublinkbus was de eerste die PCI verving.

hublink-bus– 8-bit point-to-point-bus ontwikkeld door Intel. De bus werkt op een frequentie van 66 MHz en verzendt 4 bytes per klokcyclus, wat een maximale doorvoersnelheid van 266 MB/sec mogelijk maakt.

De introductie van de hublink-bus veranderde de architectuur van het moederbord en ontlastte de PCI-bus. De PCI-bus werd alleen gebruikt voor communicatie met randapparatuur en uitbreidingskaarten, en de hublink-bus werd alleen gebruikt voor communicatie met de northbridge.

De doorvoer van de hublinkbus was vergelijkbaar met die van de PCI-bus, maar aangezien deze het kanaal niet met andere apparaten hoefde te delen en de PCI-bus werd ontlast, was de doorvoer ruim voldoende. Maar de computertechnologie staat niet stil en de hublink-bus wordt momenteel praktisch niet gebruikt vanwege onvoldoende snelheid. Het is verdrongen door banden zoals DMI en HyperTransport.

Een korte beschrijving van de DMI-bus en HyperTransport werd in de sectie gegeven, dus ik zal deze niet herhalen.

Er waren andere interfaces om de noordbrug met de zuidbrug te verbinden, maar de meeste zijn al hopeloos verouderd of worden zelden gebruikt, dus we zullen ons daar niet op concentreren. Hiermee is het overzicht van de belangrijkste functies en inrichting van de noordbrug afgesloten en wordt overgegaan tot de zuidbrug.

3.2. Belangrijkste functies van de South Bridge.

De South Bridge is verantwoordelijk voor het organiseren van de interactie met langzame computercomponenten: uitbreidingskaarten, randapparatuur, invoer-/uitvoerapparaten, communicatiekanalen tussen machines, enzovoort.

Dat wil zeggen dat de South Bridge gegevens en verzoeken van apparaten die ermee verbonden zijn, doorgeeft aan de North Bridge, die ze doorstuurt naar de processor of RAM, en processoropdrachten en gegevens ontvangt van RAM van de North Bridge, en deze doorgeeft aan de apparaten die ermee verbonden zijn. Het.

De zuidelijke brug omvat:

Communicatiebuscontroller met north bridge (PCI, hublink, DMI, HyperTransport, etc.);

Communicatiebuscontroller met uitbreidingskaarten (PCI, PCIe, etc.);

Controller voor communicatielijnen met randapparatuur en andere computers (USB, FireWire, Ethernet, etc.);

Communicatiebuscontroller voor harde schijven (ATA, SATA, SCSI, enz.);

Communicatiebuscontroller met langzame apparaten (ISA, LPC, SPI-bussen, etc.).

Laten we de communicatie-interfaces die worden gebruikt door de South Bridge en de daarin ingebouwde controllers voor randapparatuur eens nader bekijken.

We hebben de communicatie-interfaces tussen de noordbrug en de zuidbrug al overwogen. Laten we daarom meteen verder gaan met communicatie-interfaces met uitbreidingskaarten.

3.2.1. Communicatie-interfaces met uitbreidingskaarten.

Op dit moment zijn PCI en PCIexpress de belangrijkste interfaces voor uitwisseling met uitbreidingskaarten. De PCI-interface wordt echter actief vervangen en zal de komende jaren praktisch tot het verleden behoren en alleen in enkele gespecialiseerde computers worden gebruikt.

Ik heb in dit artikel al een beschrijving en korte kenmerken van de PCI- en PCIexpress-interfaces gegeven, dus ik zal deze niet herhalen. Laten we meteen overgaan tot de beschouwing van communicatie-interfaces met randapparatuur, invoer-uitvoerapparaten en andere computers.

3.2.2. Communicatie-interfaces met randapparatuur, invoer-uitvoerapparaten en andere computers.

Er is een grote verscheidenheid aan interfaces voor communicatie met randapparatuur en andere computers, waarvan de meest voorkomende in het moederbord zijn ingebouwd, maar u kunt ook elk van de interfaces toevoegen met behulp van uitbreidingskaarten die via de PCI- of PCIexpress-bus op het moederbord zijn aangesloten.

Ik zal een korte beschrijving en kenmerken geven van de meest populaire interfaces.

USB (Universele Seriële Bus)– een universeel serieel datatransmissiekanaal voor het aansluiten van randapparatuur met gemiddelde en lage snelheid op een computer.

De bus is strikt georiënteerd en bestaat uit een kanaalcontroller en verschillende daarop aangesloten eindapparaten. Meestal worden USB-kanaalcontrollers ingebouwd in de zuidbrug van het moederbord. Moderne moederborden bieden plaats aan maximaal 12 USB-kanaalcontrollers met elk twee poorten.

Het is onmogelijk om twee kanaalcontrollers of twee eindapparaten aan te sluiten, dus je kunt niet direct twee computers of twee randapparaten via een USB-kanaal met elkaar verbinden.

Er kunnen echter extra apparaten worden gebruikt om tussen twee kanaalcontrollers te communiceren. Bijvoorbeeld een Ethernet-adapteremulator. Twee computers zijn er via een USB-kanaal op aangesloten en beide zien het eindapparaat. De Ethernet-adapter geeft gegevens door die van de ene computer naar de andere worden ontvangen, waarbij het Ethernet-netwerkprotocol wordt geëmuleerd. Het is echter noodzakelijk om specifieke Ethernet-adapteremulatorstuurprogramma's op elke aangesloten computer te installeren.

De USB-interface heeft ingebouwde stroomleidingen, waardoor u apparaten zonder eigen stroombron kunt gebruiken of tegelijkertijd de batterijen van eindapparaten, zoals telefoons, kunt opladen terwijl u gegevens uitwisselt.

Als er echter een vermenigvuldiger (USB-hub) wordt gebruikt tussen de kanaalcontroller en het eindapparaat, moet deze over extra externe voeding beschikken om alle daarop aangesloten apparaten van de door de USB-interfacestandaard vereiste stroom te voorzien. Als u een USB-hub zonder extra stroombron gebruikt, zullen deze hoogstwaarschijnlijk niet werken als u meerdere apparaten zonder eigen stroombron aansluit.

USB ondersteunt hot-plugging van eindapparaten. Dit is mogelijk vanwege de langere aardpen dan de signaalpinnen. Daarom worden bij het aansluiten van een eindapparaat eerst de aardcontacten gesloten en wordt het potentiaalverschil tussen de computer en het eindapparaat vereffend. Daarom resulteert het verder aansluiten van signaalgeleiders niet in een spanningsstoot.

Op dit moment zijn er drie belangrijke herzieningen van de USB-interface (1.0, 2.0 en 3.0). Bovendien zijn ze van onderaf compatibel, dat wil zeggen dat apparaten bedoeld voor revisie 1.0 zullen werken met de interface van revisie 2.0, apparaten die bedoeld zijn voor USB 2.0 zullen werken met USB 3.0, maar apparaten voor USB 3.0 zullen hoogstwaarschijnlijk niet werken met USB 2.0-interface.

Laten we eens kijken naar de belangrijkste kenmerken van de interface, afhankelijk van de revisie.

USB 1.0 is de eerste versie van de USB-interface, uitgebracht in november 1995. In 1998 werd de herziening afgerond en werden fouten en tekortkomingen geëlimineerd. De resulterende herziening van USB 1.1 was de eerste die wijdverspreid werd.

De technische kenmerken van revisies 1.0 en 1.1 zijn als volgt:

Gegevensoverdrachtsnelheid – tot 12 Mbit/s (Full-Speed-modus) of 1,5 Mbit/s (Low-Speed-modus);

De maximale kabellengte is 5 meter voor de Low-Speed-modus en 3 meter voor de Full-Speed-modus;

USB 2.0 – herziening uitgebracht in april 2000. Het belangrijkste verschil met de vorige versie is een verhoging van de maximale gegevensoverdrachtsnelheid naar 480 Mbit/s. In de praktijk kunnen door grote vertragingen tussen het verzoek om gegevensoverdracht en het begin van de verzending snelheden van 480 Mbit/s niet worden behaald.

De technische kenmerken van revisie 2.0 zijn als volgt:

Gegevensoverdrachtsnelheid – tot 480 Mbit/s (Hi-speed), tot 12 Mbit/s (Full-Speed-modus) of tot 1,5 Mbit/s (Low-Speed-modus);

Synchrone gegevensoverdracht (op aanvraag);

Half-duplex uitwisseling (overdracht is slechts in één richting tegelijk mogelijk);

De maximale kabellengte bedraagt ​​5 meter;

Het maximale aantal aangesloten apparaten op één controller (inclusief vermenigvuldigers) is 127;

Het is mogelijk om apparaten die in modi met verschillende bandbreedtes werken op één USB-controller aan te sluiten;

Voedingsspanning voor randapparatuur – 5 V;

Maximale stroom – 500 mA;

De kabel bestaat uit vier communicatielijnen (twee lijnen voor het ontvangen en verzenden van gegevens, en twee lijnen voor het voeden van randapparatuur) en een aardingsvlecht.

USB 3.0 – herziening uitgebracht in november 2008. Bij de nieuwe revisie werd de snelheid met een orde van grootte verhoogd tot 4800 Mbit/s, en werd de stroomsterkte bijna verdubbeld, tot 900 mA. Tegelijkertijd is het uiterlijk van connectoren en kabels sterk veranderd, maar opwaartse compatibiliteit blijft bestaan. Die. Apparaten met USB 2.0 kunnen verbinding maken met de 3.0-connector en werken.

De technische kenmerken van revisie 3.0 zijn als volgt:

Gegevensoverdrachtsnelheid – tot 4800 Mbit/s (SuperSpeed-modus), tot 480 Mbit/s (Hi-speed-modus), tot 12 Mbit/s (Full-Speed-modus) of tot 1,5 Mbit/ s (Lage snelheidsmodus));

Dual-bus-architectuur (Low-Speed/Full-Speed/High-Speed-bus en afzonderlijk SuperSpeed-bus);

Asynchrone gegevensoverdracht;

Duplexuitwisseling in SuperSpeed-modus (gelijktijdig verzenden en ontvangen van gegevens is mogelijk) en simplex in andere modi.

De maximale kabellengte bedraagt ​​3 meter;

Het maximale aantal aangesloten apparaten op één controller (inclusief vermenigvuldigers) is 127;

Voedingsspanning voor randapparatuur – 5 V;

Maximale stroom – 900 mA;

Verbeterd energiebeheersysteem om energie te besparen wanneer eindapparaten niet actief zijn;

De kabel bestaat uit acht communicatielijnen. De vier communicatielijnen zijn hetzelfde als bij USB 2.0. Twee extra communicatielijnen - voor data-ontvangst, en twee - voor transmissie in SuperSpeed-modus, en twee aardingsvlechten: één voor datatransmissiekabels in Low-Speed/Full-Speed/High-Speed-modus, en één voor kabels gebruikt in SuperSpeed-modus.

IEEE 1394 (Instituut voor elektrische en elektronische ingenieurs)– een hogesnelheidsstandaard voor seriële bussen, aangenomen in 1995. Verschillende bedrijven noemen banden die volgens deze norm zijn ontworpen anders. Apple heeft FireWire, Sony heeft i.LINK, Yamaha heeft mLAN, Texas Instruments heeft Lynx, Creative heeft SB1394, enzovoort. Dit leidt vaak tot verwarring, maar ondanks de verschillende namen is het dezelfde band die volgens dezelfde standaard werkt.

Deze bus is ontworpen om snelle randapparatuur aan te sluiten, zoals externe harde schijven, digitale videocamera's, muzieksynthesizers, enzovoort.

De belangrijkste technische kenmerken van de band zijn als volgt:

De maximale gegevensoverdrachtsnelheid varieert van 400 Mbit/s, voor revisie IEEE 1394, tot 3,2 Gbit/s, voor revisie IEEE 1394b;

De maximale communicatielengte tussen twee apparaten varieert van 4,5 meter, voor IEEE 1394-revisie, tot 100 meter, voor IEEE 1394b-revisie en ouder;

Het maximale aantal apparaten dat in serie op één controller is aangesloten, is 64, inclusief IEEE-hubs. In dit geval delen alle aangesloten apparaten de busbandbreedte. Elke IEEE-hub kan maximaal 16 extra apparaten aansluiten. In plaats van een apparaat aan te sluiten, kunt u een busjumper aansluiten, waarmee u nog eens 63 apparaten kunt aansluiten. In totaal kun je maximaal 1023 busjumpers aansluiten, waarmee je een netwerk van 64.449 apparaten kunt organiseren. Je kunt niet meer apparaten aansluiten omdat in de IEEE 1394-standaard elk apparaat een 16-bits adres heeft;

Mogelijkheid om meerdere computers op een netwerk aan te sluiten;

Hot pluggen en loskoppelen van apparaten;

Mogelijkheid om busgevoede apparaten te gebruiken die geen eigen stroombron hebben. In dit geval is de maximale stroom maximaal 1,5 Ampère en de spanning 8 tot 40 Volt.

Ethernet is een standaard voor het bouwen van computernetwerken op basis vangie, ontwikkeld in 1973 door Robert Metclough van Xerox PARC Corporation.

De standaard definieert de soorten elektrische signalen en regels voor bekabelde verbindingen, beschrijft frameformaten en protocollen voor gegevensoverdracht.

Er zijn tientallen verschillende herzieningen van de standaard, maar de meest voorkomende zijn tegenwoordig een groep standaarden: Fast Ethernet en Gigabit Ethernet.

Fast Ethernet maakt datatransmissie mogelijk met snelheden tot 100 Mbit/s. En het datatransmissiebereik in één netwerksegment zonder repeaters is van 100 meter (100BASE-T standaardgroep, met gebruik van twisted pair-kabel voor datatransmissie) tot 10 kilometer (100BASE-FX standaardgroep, met gebruik van single-mode glasvezel voor datatransmissie) .

Gigabit Ethernet biedt gegevensoverdrachtsnelheden tot 1 Gbit/s. En het datatransmissiebereik in één netwerksegment zonder repeaters varieert van 100 meter (1000BASE-T standaardgroep, met gebruik van vier twisted pairs voor datatransmissie) tot 100 kilometer (1000BASE-LH standaardgroep, met gebruik van single-mode glasvezel voor datatransmissie).

Om grote hoeveelheden informatie te kunnen verzenden, zijn er tien, veertig en honderd gigabit Ethernet-standaarden die werken op basis van glasvezelcommunicatielijnen. Maar meer details over deze standaarden en over Ethernet-technologie in het algemeen zullen worden beschreven in een apart artikel gewijd aan machine-to-machine-communicatie.

Wifi– een draadloze communicatielijn die in 1991 werd gecreëerd door het Nederlandse bedrijf NCR Corporation/AT&T. WiFi is gebaseerd op de IEEE 802.11-standaard. en wordt zowel gebruikt voor communicatie met randapparatuur als voor het organiseren van lokale netwerken.

Met Wi-Fi kunt u twee computers of een computer en een randapparaat rechtstreeks verbinden met behulp van point-to-point-technologie, of een netwerk organiseren met behulp van een toegangspunt waarmee meerdere apparaten tegelijkertijd verbinding kunnen maken.

De maximale gegevensoverdrachtsnelheid is afhankelijk van de herziening van de gebruikte IEEE 802.11-standaard, maar zal in de praktijk aanzienlijk lager zijn dan de opgegeven parameters, vanwege overheadkosten, de aanwezigheid van obstakels in het signaalpad, de afstand tussen de signaalbron en de ontvanger en andere factoren. In de praktijk zal de gemiddelde doorvoer op zijn best 2-3 keer minder zijn dan de aangegeven maximale doorvoer.

Afhankelijk van de herziening van de standaard is de Wi-Fi-doorvoer als volgt:

Herziening van de standaard	Klokfrequentie	Geclaimd maximaal vermogen	Gemiddelde snelheid van gegevensoverdracht in de praktijk	Communicatiebereik binnen/buiten
802.11a	5 GHz	54 Mbit/s	18,4 Mbit/s	35/120 meter
802.11b	2,4 GHz	11 Mbit/s	3,2 Mbit/s	38/140 meter
802.11g	2,4 GHz	54 Mbit/s	15,2 Mbit/s	38/140 meter
802.11n	2,4 of 5 GHz	600 Mbit/s	59,2 Mbit/s	70/250 meter

Er zijn veel andere interfaces voor de communicatie met randapparatuur en het organiseren van lokale netwerken. Ze worden echter zelden in het moederbord ingebouwd en worden meestal gebruikt als uitbreidingskaarten. Daarom zullen we deze interfaces, samen met de hierboven beschreven, beschouwen in een artikel gewijd aan machine-to-machine-communicatie, en nu gaan we verder met een beschrijving van de communicatie-interfaces van de South Bridge met harde schijven.

3.2.3. Interfaces van South Bridge-communicatiebussen met harde schijven.

Aanvankelijk werd de ATA-interface gebruikt om met harde schijven te communiceren, maar later werd deze vervangen door handigere en modernere SATA- en SCSI-interfaces. Hier volgt een kort overzicht van deze interfaces.

ATA (Advanced Technology Attachment) of PATA (Parallel ATA) is een parallelle communicatie-interface ontwikkeld in 1986 door Western Digital. Destijds heette het IDE (Integrated Drive Electronics), maar werd later omgedoopt tot ATA, en met de komst van de SATA-interface in 2003 werd PATA omgedoopt tot PATA.

Het gebruik van de PATA-interface betekent dat de harde schijfcontroller zich niet op het moederbord bevindt of in de vorm van een uitbreidingskaart, maar in de harde schijf zelf is ingebouwd. Op het moederbord, namelijk in de zuidbrug, bevindt zich alleen een PATA-kanaalcontroller.

Voor het aansluiten van harde schijven met een PATA-interface wordt doorgaans een 40-aderige kabel gebruikt. Met de introductie van de PATA/66-modus verscheen de 80-draads versie. De maximale lengte van de kabel bedraagt ​​46 cm.Op één kabel kunnen twee apparaten worden aangesloten, waarvan één een master moet zijn en de ander een slave.

Er zijn verschillende herzieningen van de PATA-interface, die verschillen in gegevensoverdrachtsnelheid, bedieningsmodi en andere functies. Hieronder vindt u de belangrijkste herzieningen van de PATA-interface.

In de praktijk is de busdoorvoer veel lager dan de aangegeven theoretische doorvoer, vanwege de overhead van het organiseren van het uitwisselingsprotocol en andere vertragingen. Als er twee harde schijven op de bus zijn aangesloten, wordt de bandbreedte daartussen verdeeld.

In 2003 werd de PATA-interface vervangen door de SATA-interface.

SATA (Seriële ATA)– seriële interface voor communicatie tussen de South Bridge en harde schijven, ontwikkeld in 2003.

Bij gebruik van de SATA-interface wordt elke schijf met een eigen kabel aangesloten. Bovendien is de kabel veel smaller en handiger dan de kabel die in de PATA-interface wordt gebruikt, en heeft hij een maximale lengte van maximaal 1 meter. Een aparte kabel levert stroom aan de harde schijf.

En hoewel het totale aantal kabels toeneemt in vergelijking met de PATA-interface, wordt de vrije ruimte in de systeemeenheid aanzienlijk groter, omdat elke schijf met twee kabels is verbonden. Dit leidt tot een verbetering van de efficiëntie van het koelsysteem, vereenvoudigt de toegang tot verschillende elementen van de computer en de systeemeenheid ziet er van binnenuit representatiever uit.

Op dit moment zijn er drie belangrijke herzieningen van de SATA-interface. De onderstaande tabel toont de belangrijkste parameters van revisies.

De SCSI-interface staat los van deze interfaces.

SCSI (kleine computersysteeminterface)– een universele bus voor het aansluiten van snelle apparaten zoals harde schijven, dvd- en Blue-Ray-drives, scanners, printers, enzovoort. De bus heeft een hoge doorvoersnelheid, maar is complex en duur. Daarom wordt het voornamelijk gebruikt in servers en industriële computersystemen.

De eerste herziening van de interface werd gepresenteerd in 1986. Op dit moment zijn er ongeveer 10 revisies van de band. De onderstaande tabel toont de belangrijkste parameters van de meest populaire revisies.

Interface-revisie	Beetje diepte	Frequentie van gegevensoverdracht	Max. doorvoer	Kabellengte (m)	Max. aantal apparaten	Uitgegeven
SCSI-1	8 bit	5 MHz	40 Mbit/s	6	8	1986
SCSI-2	8 bit	10 MHz	80 Mbit/s	3	8	1989
SCSI-3	8 bit	20 MHz	160 Mbit/s	3	8	1992
Ultra-2 SCSI	8 bit	40 MHz	320 Mbit/s	12	8	1997
Ultra-3 SCSI	16 bits	80 MHz	1,25 Gbit/s	12	16	1999
Ultra-320 SCSI	16 bits	160 MHz	2,5 Gbit/s	12	16	2001
Ultra-640 SCSI	16 bits	320 MHz	5 Gbit/sec	12	16	2003

Het vergroten van de doorvoer van een parallelle interface gaat gepaard met een aantal problemen en in de eerste plaats is dit bescherming tegen elektromagnetische interferentie. En elke communicatielijn is een bron van elektromagnetische interferentie. Hoe meer communicatielijnen er in een parallelle bus zitten, hoe meer ze elkaar gaan storen. Hoe hoger de zendfrequentie, hoe meer elektromagnetische interferentie er is en hoe meer deze de gegevensoverdracht beïnvloedt.

Naast dit probleem zijn er minder belangrijke, zoals:

• de complexiteit en hoge kosten van het produceren van een parallelle bus;
• problemen bij synchrone gegevensoverdracht langs alle buslijnen;
• complexiteit van het apparaat en hoge prijs van buscontrollers;
• complexiteit van het organiseren van een full-duplex apparaat;
• de moeilijkheid om elk apparaat van een eigen bus te voorzien, enz.

Als gevolg hiervan is het gemakkelijker om een ​​parallelle interface te verlaten ten gunste van een seriële interface met een hogere klokfrequentie. Indien nodig kunnen meerdere seriële communicatielijnen worden gebruikt, die verder uit elkaar liggen en worden beschermd door een gevlochten afscherming. Dit is wat ze deden toen ze overstapten van de parallelle PCI-bus naar de seriële PCI Express, van PATA naar SATA. De SCSI-bus volgde hetzelfde ontwikkelingspad. Zo verscheen de SAS-interface in 2004.

SAS (serieel aangesloten SCSI)– een point-to-point seriële bus die de parallelle SCSI-bus verving. Voor communicatie via de SAS-bus wordt het SCSI-opdrachtmodel gebruikt, maar de doorvoersnelheid is verhoogd naar 6 Gbit/s (SAS-revisie 2, uitgebracht in 2010).

Het is de bedoeling dat in 2012 een revisie van SAS 3 uitkomt, met een doorvoersnelheid van 12 Gbit/s, maar apparaten die deze revisie ondersteunen zullen pas in 2014 massaal verschijnen.

Vergeet ook niet dat de SCSI-bus gemeenschappelijk was, waardoor je maximaal 16 apparaten kon aansluiten, en dat alle apparaten de busbandbreedte deelden. En de SAS-bus maakt gebruik van een point-to-point-topologie. En daarom is elk apparaat verbonden via zijn eigen communicatielijn en ontvangt het de volledige busbandbreedte.

Een SCSI- en SAS-controller wordt zelden in een moederbord ingebouwd, omdat deze vrij duur zijn. Ze worden meestal als uitbreidingskaarten op de PCI- of PCI-Express-bus aangesloten.

3.2.4. Communicatie-interfaces met trage moederbordcomponenten.

Om te communiceren met langzame componenten van moederborden, bijvoorbeeld met aangepaste ROM of trage interfacecontrollers, worden gespecialiseerde bussen gebruikt, zoals ISA, MCA, LPS en andere.

De ISA-bus (Industry Standard Architecture) is een 16-bits bus, ontwikkeld in 1981. ISA werkte met een kloksnelheid van 8 MHz en had een doorvoersnelheid tot 8 MB/s. De band is al lang verouderd en wordt in de praktijk niet meer gebruikt.

Een alternatief voor de ISA-bus was de MCA-bus (Micro Channel Architecture), ontwikkeld in 1987 door Intel. Deze bus was 32-bits met een datatransmissiefrequentie van 10 MHz en een bandbreedte tot 40 Mbit/s. Ondersteunde Plug and Play-technologie. Het gesloten karakter van de bus en het strikte licentiebeleid van IBM maakten hem echter impopulair. Op dit moment wordt de bus in de praktijk niet gebruikt.

De echte vervanging voor ISA was de LPC-bus (Low Pin Count), ontwikkeld door Intel in 1998 en nog steeds in gebruik. De bus werkt op een klokfrequentie van 33,3 MHz, wat een doorvoersnelheid oplevert van 16,67 Mbit/s.

De busbandbreedte is vrij klein, maar voldoende voor communicatie met langzame componenten van het moederbord. Via deze bus wordt een multifunctionele controller (Super I/O) aangesloten op de zuidbrug, die controllers bevat voor langzame communicatie-interfaces en randapparatuur:

• parallelle interface;
• seriële interface;
• infraroodpoort;
• PS/2-interface;
• diskettestation en andere apparaten.

De LPC-bus biedt ook toegang tot het BIOS, waarover we het in het volgende deel van ons artikel zullen hebben.

4. BIOS (basisinvoer-uitvoersysteem).

BIOS (Basic Input-Output System) is een programma dat in een alleen-lezen geheugen (ROM) wordt geflasht. In ons geval is het ROM ingebouwd in het moederbord, maar zijn eigen BIOS-versie is aanwezig in bijna alle elementen van de computer (videokaart, netwerkkaart, schijfcontrollers, enz.), en zelfs in bijna alle elektronische apparatuur (beide printers en in een videocamera, en in een modem, enz.).

Het moederbord-BIOS is verantwoordelijk voor het controleren van de functionaliteit van de controllers die in het moederbord zijn ingebouwd en van de meeste daarop aangesloten apparaten (processor, geheugen, videokaart, harde schijven, enz.). Er vindt een test plaats wanneer de computer wordt ingeschakeld in het Power-On Self Test (POST)-programma.

Vervolgens initialiseert het BIOS de controllers die in het moederbord zijn ingebouwd en sommige apparaten die daarop zijn aangesloten, en stelt hun fundamentele bedrijfsparameters in, bijvoorbeeld de frequentie van de systeembus, processor, RAM-controller, bedrijfsparameters van harde schijven, controllers ingebouwd in de moederbord, enz. d.

Als de controllers en hardware die worden getest operationeel en geconfigureerd zijn, draagt ​​het BIOS de controle over aan het besturingssysteem.

Gebruikers kunnen de meeste BIOS-instellingen beheren en zelfs bijwerken.

Een BIOS-update is zeer zelden nodig als de ontwikkelaars bijvoorbeeld een fundamentele fout in het initialisatieprogramma voor een van de apparaten hebben ontdekt en verholpen, of als ondersteuning voor een nieuw apparaat vereist is (bijvoorbeeld een nieuw processormodel). Maar in de meeste gevallen vereist de introductie van een nieuw type processor of geheugen een radicale ‘upgrade’ van de computer. Laten we hiervoor de elektronicafabrikanten bedanken.

Om BIOS-parameters te configureren is er een speciaal menu beschikbaar, dat toegankelijk is door tijdens POST-tests op de toetsencombinatie te drukken die op het beeldscherm wordt aangegeven. Meestal moet u op de DEL-toets drukken om het BIOS-instellingenmenu te openen.

In dit menu kunt u de systeemtijd en bedrijfsparameters van diskettestations en harde schijven instellen, de klokfrequentie van de processor, het geheugen en de systeembus, communicatiebussen verhogen (of verlagen) en andere computerbesturingsparameters configureren. U moet hier echter uiterst voorzichtig zijn, omdat verkeerd ingestelde parameters tot bedieningsfouten kunnen leiden of zelfs de computer kunnen beschadigen.

Alle BIOS-instellingen worden opgeslagen in vluchtig CMOS-geheugen, gevoed door een batterij of accu die op het moederbord is geïnstalleerd. Als de batterij of accu leeg is, gaat de computer mogelijk niet aan of werkt deze mogelijk niet goed. De systeemtijd of bedrijfsparameters van sommige apparaten zullen bijvoorbeeld verkeerd worden ingesteld.

5. Andere elementen van het moederbord.

Naast de hierboven beschreven elementen bevat het moederbord een klokgenerator, bestaande uit een kwartsresonator en een klokgenerator. De klokfrequentiegenerator bestaat uit twee delen, aangezien de kwartsresonator niet in staat is pulsen te genereren met de frequentie die vereist is door moderne processors, geheugen en bussen, dus wordt de door de kwartsresonator gegenereerde klokfrequentie gewijzigd met behulp van een klokgenerator die vermenigvuldigt of deelt de oorspronkelijke frequenties om de vereiste frequentie te verkrijgen.

De hoofdtaak van de klokgenerator van het moederbord is het genereren van een zeer stabiel periodiek signaal om de werking van computerelementen te synchroniseren.

De frequentie van de klokpulsen bepaalt voor een groot deel de snelheid van berekeningen. Aangezien elke door de processor uitgevoerde bewerking een bepaald aantal klokcycli vereist, geldt: hoe hoger de klokfrequentie, hoe hoger de prestaties van de processor. Uiteraard geldt dit alleen voor processors met dezelfde microarchitectuur, aangezien processors met verschillende microarchitecturen mogelijk een verschillend aantal klokcycli nodig hebben om dezelfde instructiereeks uit te voeren.

De gegenereerde klokfrequentie kan worden verhoogd, waardoor de prestaties van de computer toenemen. Maar dit proces is beladen met een aantal gevaren. Ten eerste neemt de stabiliteit van de computercomponenten af ​​wanneer de klokfrequentie toeneemt. Daarom zijn na elke "overklok" van de computer serieuze tests vereist om de stabiliteit van de werking ervan te controleren.

Bovendien kan “overklokken” leiden tot schade aan computeronderdelen. Bovendien zal het falen van de elementen hoogstwaarschijnlijk niet onmiddellijk zijn. De levensduur van elementen die onder andere dan de aanbevolen omstandigheden worden gebruikt, kan eenvoudigweg sterk worden verkort.

Naast de klokgenerator bevinden zich op het moederbord veel condensatoren die zorgen voor een soepele spanningsstroom. Feit is dat het energieverbruik van computerelementen die op het moederbord zijn aangesloten dramatisch kan veranderen, vooral wanneer het werk wordt opgeschort en hervat. Condensatoren verzachten dergelijke spanningspieken, waardoor de stabiliteit en levensduur van alle computerelementen worden vergroot.

Misschien zijn dit allemaal de belangrijkste componenten van moderne moederborden, en hier kunnen we de beoordeling van het moederbordontwerp afronden.

Basisprincipes van computerconstructie werden in de jaren ’40 van de 20e eeuw door de Amerikaanse wetenschapper John von Neumann geformuleerd:

1. Elke computer bestaat uit drie hoofdcomponenten: processor, geheugen en invoer-/uitvoerapparaten (I/O).

• een reeks verwerkingsopdrachten (programma's);
• te verwerken gegevens.

3. Zowel opdrachten als gegevens worden in het geheugen (RAM) ingevoerd – opgeslagen programmaprincipe.

4. De verwerking wordt bestuurd door de processor, wiens besturingseenheid (CU) opdrachten uit het RAM selecteert en de uitvoering ervan organiseert, en de rekenkundig-logische eenheid (ALU) voert rekenkundige en logische bewerkingen uit op de gegevens.

5. Invoer-/uitvoerapparaten (I/O) zijn verbonden met de processor en RAM.

De architectuur van moderne personal computers is gebaseerd op backbone-modulair principe. Informatiecommunicatie tussen computerapparaten vindt plaats via systeem bus(een andere naam is systeemsnelweg).

Een bus is een kabel bestaande uit vele geleiders. Eén groep dirigenten - databus aan de andere kant wordt verwerkte informatie doorgegeven - adres bus- adressen van geheugen of externe apparaten waartoe de processor toegang heeft. Het derde deel van de snelweg - controlebus Er worden besturingssignalen doorheen verzonden (bijvoorbeeld een signaal dat het apparaat klaar is voor gebruik, een signaal om het apparaat in werking te stellen, enz.).

De systeembus wordt gekarakteriseerd klok frequentie en bitdiepte. Het aantal bits dat tegelijkertijd op de bus wordt verzonden, wordt opgeroepen bus breedte. Klokfrequentie karakteriseert het aantal elementaire gegevensoverdrachtbewerkingen in 1 seconde. De busbreedte wordt gemeten in bits, de klokfrequentie wordt gemeten in megahertz.

Alle informatie die via de databus van de processor naar andere apparaten wordt verzonden, wordt vergezeld door adres verzonden via de adresbus. Dit kan het adres van een geheugencel zijn of het adres van een randapparaat. Het is noodzakelijk dat de busbreedte het mogelijk maakt dat het adres van de geheugencel wordt verzonden. Kortom, de busbreedte beperkt dus de hoeveelheid computer-RAM; deze kan niet groter zijn dan , waarbij n de busbreedte is. Het is belangrijk dat de prestaties van alle apparaten die op de bus zijn aangesloten consistent zijn. Het is niet verstandig om een ​​snelle processor en langzaam geheugen te hebben, of een snelle processor en geheugen, maar een trage harde schijf.

Hieronder ziet u een diagram van een computer die is gebouwd volgens het backbone-principe:

In moderne computers is het geïmplementeerd open architectuurprincipe, waardoor de gebruiker de computerconfiguratie kan samenstellen die hij nodig heeft en deze indien nodig kan upgraden. Configuratie Een computer verwijst naar de feitelijke verzameling computeronderdelen waaruit een computer bestaat. Dankzij het principe van open architectuur kunt u de samenstelling van computerapparaten wijzigen. Er kunnen extra randapparatuur op de informatiesnelweg worden aangesloten en sommige apparaatmodellen kunnen door andere worden vervangen.

De hardwareverbinding van een randapparaat met de backbone op fysiek niveau wordt uitgevoerd via een speciaal blok - een controller (andere namen - adapter, bord, kaart). Er zijn speciale connectoren voor het installeren van controllers op het moederbord - slots.

Softwarecontrole van de werking van een randapparaat wordt uitgevoerd via het programma - bestuurder, een onderdeel van het besturingssysteem. Omdat er een grote verscheidenheid aan apparaten is die op een computer kunnen worden geïnstalleerd, wordt elk apparaat meestal geleverd met een stuurprogramma dat rechtstreeks met dit apparaat communiceert.

De computer communiceert via externe apparaten havens– speciale connectoren op het achterpaneel van de computer. Onderscheiden opeenvolgend En parallel havens. Seriële (COM-poorten) worden gebruikt om manipulatoren en een modem aan te sluiten en kleine hoeveelheden informatie over lange afstanden te verzenden. Parallelle (LPT-poorten) worden gebruikt om printers en scanners aan te sluiten en grote hoeveelheden informatie over korte afstanden te verzenden. Onlangs zijn universele seriële poorten (USB) wijdverspreid geworden, waarop u verschillende apparaten kunt aansluiten.

De minimale computerconfiguratie omvat: een systeemeenheid, monitor, toetsenbord en muis.