Цифровой логический уровень Булева алгебра Комбинаторные схемы компаратор Арифметические схемы Сумматоры Триггеры Энергонезависимая память Шина Pentium 4 Цоколевка процессора UltraSPARC III Сигналы шины PCI Шина USB

IEEE 1394, или FireWire (название Apple), или iLink (название Sony), становится стандартом для передачи цифрового видео, но может использоваться для присоединения жестких дисков, сканеров, сети, цифровых камер, передачи профессионального аудио, и других процессов, требующих большой пропускной способности. FireWare на сегодняшний день ненамного дороже, чем другие форматы, но цена на него быстро падает.

Примеры центральных процессоров

В этом разделе мы рассмотрим процессоры Pentium 4, UltraSPARC III и 8051 на уровне аппаратного обеспечения.

Pentium 4 — прямой потомок процессора 8088, который использовался в первой модели IBM PC. Презентация Pentium 4 состоялась в ноябре 2000 года. Публике был представлен процессор с 42 млн транзисторов, частотой 1,5 ГГц и шириной строки 0,18 мкм. Понятие «ширина строки» означает ширину проводников между транзисторами (и одновременно определяет размер самих транзисторов). Чем меньше эта величина, тем больше транзисторов умещается на одной микросхеме. По сути, закон Мура прогнозирует способность инженеров к дальнейшему уменьшению ширины строки. Помимо прочего, уменьшение этой величины позволяет повысить тактовую частоту. Для сравнения, диаметр человеческого волоса составляет 20-100 мкм (причем светлые волосы тоньше темных).

В течение трех последующих лет технологический процесс в Intel претерпевал изменения, в результате чего компания смогла приступить к выпуску процес- соров с 55 млн транзисторов, частотой до 3,2 ГГц и шириной строки 0,09 мкм. Хотя Pentium 4 очень сильно отличается от процессора 8088 с его 29 ООО транзисторов, он полностью совместим с 8088 и может выполнять программы, написанные для 8088 (не говоря уже о программах для всех процессоров, появившихся между Pentium II и 8088).

С точки зрения программного обеспечения Pentium 4 представляет собой 32-разрядную машину. Он поддерживает ту же стандартную промышленную архитектуру (ISA), что и процессоры 80386, 80486, Pentium, Pentium II, Pentium Pro и Pentium III, включая те же регистры, те же команды и такую же встроенную систему обработки значений с плавающей точкой стандарта IEEE 754. Помимо этого в Pentium 4 предусмотрен набор специализированных команд для выполнения мультимедийных приложений.

С точки зрения аппаратного обеспечения Pentium 4 схож с 64-разрядными машинами, поскольку он может передавать данные в память и из памяти блоками по 64 бита. Хотя программист не замечает этих 64-разрядных передач, такая машина работает быстрее, чем обычная 32-разрядная.

На уровне микроархитектуры Pentium 4 разительно отличается от всех своих предшественников. В Pentium II, Pentium Pro и Pentium III была реализована общая внутренняя микроархитектура Р6, различавшаяся в зависимости от модели процессора только по быстродействию и ряду второстепенных параметров. Процессоры Pentium 4 снабжены новой микроархитектурой под названием NetBurst, которая существенно отличается от Р6, в частности, она предусматривает большее количество ступеней конвейера и два АЛУ (каждое из которых работает в два раза быстрее тактовой частоты, обеспечивая возможность выполнения двух операций за один цикл), а также поддерживает технологию гиперпоточности. Под гиперпоточностью понимается наличие двух наборов регистров и ряда других внутренних ресурсов, которые позволяют Pentium 4 переключаться между двумя программами с высочайшей скоростью — так, как будто в системе установлен не один, а два процессора. Микроархитектуру Pentium 4 мы обсудим в главе 4. Как бы то ни было, подобно своим предшественникам, Pentium 4 способен выполнять несколько команд за один цикл, а следовательно, является суперскалярной машиной.

Аппаратное обеспечение компьютера логический уровень

USB 1 (Universal Serial Bus) - Универсальная Последовательная Шина - это распространенная на ПК шина для внешних устройств. В высокоскоростном варианте скорость составляет 12 Мбит/с, и 1.5 Мбит/с в низкоскоростном. При использовании высокоскоростного варианта, максимальная длина кабеля 5 метров, и только 3 метра при низкоскоростном. Пока что у USB не хватает скорости для работы с основным жестким диском, но ее вполне хватает для второстепенного, CD-R, сканеров, сети, и др. устройств.
Аппаратное обеспечение компьютера Безопасность в компьютерных сетях