História novodobej výpočtovej techniky sa začala písať 12. augusta 1981, kedy firma IBM predstavila svoj prvý osobný počítač PC I (Personal Computer).
„Srdcom“ počítača bol procesor od spoločnosti Intel typu 8086, ktorý obsahoval na tú dobu obrovské množstvo tranzistorov - 29 000 a taktovaný bol frekvenciou 4,77 MHz.
Treťou firmou, ktorá stála na začiatku tohto nebývalého informačného a technologického rozvoja, bol Microsoft Corporation, ktorý PC 1 oživil svojim operačným systémom MS DOS.
Vývoj procesorov
Procesor (Processor, CPU - Central Processing Unit), ako jadro celého počítačového systému, vykonáva inštrukcie (Instruction), t.j. príkazy programovacieho jazyka, ktorými sa riadi počítač.
Trh s procesormi dnes ovládajú dve firmy - Intel a Advanced Micro Devices (AMD).
Prečítajte si tiež: Výkon a spoľahlivosť SX3
V 90. rokoch vyvíjali procesory aj iné firmy ako napr. Harris, Texas Instruments, SGS, Cyrix, pričom všetky boli s procesormi Intel kompatibilné.
Až na firmu AMD sa podarilo Intelu všetkých ostatných konkurentov vytlačiť.
Všetky procesory boli spätne kompatibilné s I8086, čo sa označovalo ako architektúra X86.
Prvý procesor bol 16-bitový, v roku 1987 prišla éra 32-bitovej platformy IA-32 (APX386) a najvýkonnejšie procesory boli postavené na architektúre IA-64.
Prvé 64-bitové procesory boli Intel Itanium, resp. AMD Athlon 64 predstavené v roku 2001.
Prečítajte si tiež: Využitie kalibru .308 Winchester v poľovníckej praxi
Základnou charakteristikou architektúry je šírka adresovej a dátovej zbernice, ktoré sú dané počtom fyzických vodičov, resp. počtom prenesených bitov.
Adresová zbernica (Address Bus) ovplyvňuje maximálne adresovateľný priestor operačnej pamäte.
Napr. prvé 16-bitové procesory mali adresovú zbernicu 20-bitovú, ktorá umožňovala pracovať maximálne s 1MB pamäte (napr. počítače PC XT s procesorom 8088 z roku 1982).
Dnešné adresové zbernice sú 64-bitové, ktoré dokážu adresovať približne 16TB operačnej pamäte.
Dátová zbernica (Data Bus) slúži na prenos dát medzi operačnou pamäťou a procesorom.
Prečítajte si tiež: Test pušky CZ .308
Šírka dátovej zbernice určuje počet paralelne spracovaných bitov, čím determinuje do značnej miery rýchlosť procesora a tým aj výkon počítača.
Znamená to, že v prvotnej 16-bitovej architektúre bolo možné priamo manipulovať s číslami do veľkosti 216, t.j. 65 536, zatiaľ čo napr. 32-bitový procesor v jednom inštrukčnom cykle spracovával číslo veľké takmer 4 miliardy.
Ďalšou dôležitou charakteristikou procesora je jeho pracovná frekvencia (Frequency).
Udáva sa vo fyzikálnych jednotkách hertz - zvyčajne ide o GHz.
Čím má procesor vyššiu frekvenciu, tým vykoná za jednotku času viac inštrukcií a tým je výkonnejší.
Napr. procesor 8088 mal vnútornú frekvenciu 4,77 MHz, Intel Pentium (rok 1993) 66 MHz a dnešný Intel Core i7 3,2 GHz.
Výkon procesora významne ovplyvňuje rýchla vyrovnávacia pamäť (Cache Memory).
Vo všeobecnosti sa používa medzi dvomi subsystémami s rôznou rýchlosťou a vyrovnáva tak rýchlosť prístupu k informáciám.
Cache pamäť v procesore ukladá kópie dát prečítaných z operačnej pamäte.
Ak sa pri ďalšom prístupe požadujú dané dáta, tak najprv sú vyhľadávané v cache pamäti a až potom v operačnej pamäti.
Pretože asi 90% operácií procesora je práve načítavanie dát, týmto spôsobom sa zvyšuje dátová priepustnosť z operačnej pamäte do procesora a tým aj celkový výkon.
Vyrovnávacia pamäť procesora býva dvojstupňová.
Časť pamäte s malou kapacitou je priamo súčasťou procesora a je rovnako rýchla ako vlastný procesor - L1, primárna.
Ďalšia pamäť, pomalšia, ale s väčšou kapacitou, je medzi procesorom a operačnou pamäťou (dnes sa už umiestňuje do puzdra s procesorom) - L2, sekundárna.
Kompromisom medzi cenou a rýchlosťou je L3 cache.
Na prelome rokov 2008 a 2009 sa začína používať L3 cache aj v bežných procesoroch (Intel Core i7, AMD Phenom) a zvyčajne má veľkosť niekoľko megabajtov.
Od roku 2005 sa zvyšovanie výkonnosti procesorov uberá cestou paralelizmu.
Koncept viacjadrových procesorov (Multicore Processors) kombinuje 2 alebo viac nezávislých procesorov do jedného puzdra, zvyčajne so spoločnou L1 cache.
Prvým predstaviteľom bol Intel Pentium D vyrobený z 2 jadier Pentium 4 Prescott na jednom čipe.
Každé jadro malo 1MB L2 cache, 2005
Pamäť
Procesor pracuje s inštrukciami a s dátami.
Triviálny príklad je napr. sčítanie dvoch čísel: sčítance a súčet sú dáta, inštrukcia realizuje vlastnú aritmetickú operáciu.
Dáta a inštrukcie pre procesor sú uložené v pamäti.
PC má viac typov pamätí, ktoré sa dajú zjednodušene rozdeliť na operačnú pamäť a sekundárnu pamäť.
Operačná pamäť, niekedy označovaná ako RAM (Random Access Memory), slúži na uloženie dát a inštrukcií, s ktorými procesor bezprostredne pracuje.
Dáta, ktoré nie sú momentálne potrebné, alebo sa nezmestia do operačnej pamäte, sú presúvané do sekundárnej pamäte - zvyčajne na pevný disk.
Pamäť RAM je realizovaná elektrickými obvodmi, preto je závislá od elektrického napájania (volatile memory).
Dáta sa po vypnutí počítača stratia.
Pevný disk využíva na ukladanie dát magnetický princíp, čo znamená, že je nezávislý od elektrického napájania (non-volatile memory).
Medzi základné charakteristiky pamäti patrí jej kapacita a frekvencia.
Pre ilustráciu, prvý PC bol osadený 256 kB RAM, pre optimálny beh Windows 7 sa odporúča 2GB RAM.
Čo sa týka frekvencie, bežne boli používané frekvencie 400MHz, neskôr 533MHz, 667MHz a 800MHz.
Dnešné moduly sa už taktujú okolo 1 GHz.
Operačnú pamäť nájdeme v počítači najčastejšie v podobe pamäťového modulu.
Časom sa podarilo vyrobiť niekoľko druhov operačných pamätí.
Hlavne v 90-tych rokoch prevažovali pamäte s označením SIMM ale objavovala sa aj tzv. EDO-RAM pamäť.
tags: #winchester #hdd #30mb #bulharsko