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PRZYK£ADOW Y ROZDZIA£

Anatomia PC.

SPIS TRECI

Wydanie VII

KATALOG KSI¥¯EK

Autor: Piotr Metzger

ISBN: 83-7197-751-4

Format: B5, stron: 1082

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Klasyczne kompendium wiedzy na temat budowy komputerów PC. Siódme ju¿ wydanie

Anatomii PC to ponad tysi¹c stron szczegó³owych i aktualnych informacji, dla

wszystkich, którzy chc¹ zg³êbiæ tajemnice pecetów. Rozproszon¹ i trudno dostêpna

wiedzê na temat sprzêtu komputerowego masz teraz w zasiêgu rêku, w jednym

kompletnym opracowaniu, którego kolejne edycje ciesz¹ siê nies³abn¹cym

powodzeniem wród Czytelników.

Anatomia PC jest nieocenion¹ pomoc¹ w sytuacjach, gdy komputer nie dzia³a tak jak

nale¿y. Dziêki niej poradzisz sobie nawet z najbardziej z³o¿onymi problemami ze

sprzêtem.

Omówione zosta³y:

• procesory i koprocesory;

• architektury PC (od XT do architektur wieloprocesorowych);

• obs³uga pamiêci i typy uk³adów pamiêci;

• chipsety, magistrala PCI, DMA, przerwania sprzêtowe, zegar systemowy;

• obs³uga stacji dyskietek, dysków twardych, magistrale ATA, SCSI i z³¹cze

FireWire;

• karty graficzne, magistrala AGP, przetwarzanie wideo i grafiki 3D;

• standardy obs³ugi klawiatury, myszki i innych urz¹dzeñ wejciowych;

• ³¹cza: szeregowe, równoleg³e, USB, IrDA;

• system oszczêdzania energii (ACPI);

• karty dwiêkowe, synteza FM, WaveTable i standard MIDI;

• modemy i standardy u¿ywane w transmisji modemowej;

• sieci i karty sieciowe;

• BIOS i metody zabezpieczania peceta przed nieuprawnionym dostêpem.

Ksi¹¿kê uzupe³niaj¹ dodatki powiêcone architekturze procesorów ró¿nych

producentów, opis oznaczeñ modu³ów pamiêci, bogata baza adresów internetowych

powiêconych sprzêtowi PC oraz przyk³ad sprzêtowej realizacji wspó³pracy z magistral¹

ISA. Anatomii PC towarzyszy tak¿e CD-ROM, zawieraj¹cy przydatne programy

diagnostyczne i narzêdziowe.

Jest to pozycja nie tylko dla profesjonalistów: serwisantów, projektantów urz¹dzeñ

wspó³pracuj¹cych z PC i programistów. Ka¿dy, kto chce naprawdê dowiedzieæ siê, jak

dzia³a jego pecet, znajdzie w Anatomii PC odpowied na wszystkie swoje pytania.

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ul. Chopina 6

44-100 Gliwice

tel. (32)230-98-63

e-mail: helion@helion.pl

Spis treci

Rozdział 1. Mikroprocesor......................................................................................23

Przetwarzanie rozkazów ..........................................................................................................25

RISC i CISC .......................................................................................................................25

Pipeline ...............................................................................................................................26

Faza pierwsza — pobranie (Prefetch, PF)....................................................................28

Faza druga — dekodowanie (Decode, DE)..................................................................28

Faza trzecia — wykonanie (Execute, EX) ...................................................................28

Faza czwarta — zako+czenie i zapisanie wyników (Write Back, WB) .......................28

Techniki przyspieszania......................................................................................................28

Techniki superskalarne.................................................................................................29

Przemianowywanie rejestrów.......................................................................................29

Przepowiadanie ............................................................................................................32

Optymalizacja kodu......................................................................................................35

Dost4p do pami4ci ...................................................................................................................35

Adresowanie .......................................................................................................................37

Stronicowanie .....................................................................................................................38

Caching ....................................................................................................................................40

Topologie ............................................................................................................................41

Organizacja pami4ci podr4cznej.........................................................................................43

Mapowanie bezpo;rednie (Direct Mapped) .................................................................43

Pełna asocjacja (Fully Associative)..............................................................................43

Asocjacja zespołowa (Set Associative) ........................................................................44

Strategie ..............................................................................................................................44

Write Through ..............................................................................................................45

Write Back....................................................................................................................45

Pami4> podr4czna procesora 80386....................................................................................45

Okre;lenie trafienia ......................................................................................................47

Decyzja o wymianie linijki (LRU) ...............................................................................47

Obsługa przestrzeni adresowej I/O ..........................................................................................49

Procesor 8086 .....................................................................................................................50

Procesory 80386 i 80486 ....................................................................................................50

Pentium ...............................................................................................................................51

Funkcje kontrolne i sterujBce...................................................................................................51

BIST....................................................................................................................................51

Kontrola TLB......................................................................................................................52

Kontrola pami4ci podr4cznej ..............................................................................................52

Przej;cie w stan wysokiej impedancji ................................................................................52

JTAG...................................................................................................................................52

Cz4stotliwo;> taktowania ........................................................................................................54

Zasilanie...................................................................................................................................56

Jak rozpozna> typ procesora ....................................................................................................59

Czy procesor jest zgodny z układem 80286 lub lepszym...................................................59

Procesor 8086/88 czy 80186/88..........................................................................................60

Anatomia PC

Procesor 80286 ...................................................................................................................61

Procesor 80386 ...................................................................................................................61

Procesor 486 czy Pentium ..................................................................................................61

Koprocesory.............................................................................................................................61

Koprocesor 8087.................................................................................................................62

Koprocesor 80287...............................................................................................................63

Koprocesor 80387...............................................................................................................63

Koprocesor i487SX ............................................................................................................64

Jak rozpozna> typ koprocesora ...........................................................................................64

Czy w systemie jest koprocesor ...................................................................................64

Koprocesor 8087.................................................................................................................65

Koprocesor 80287 czy 80387 .............................................................................................66

Rozszerzenia ............................................................................................................................66

MMX ..................................................................................................................................67

Zmiany w architekturze................................................................................................67

Rozpoznanie procesora P55C.......................................................................................69

Nowe rejestry ...............................................................................................................69

Nowe typy danych........................................................................................................72

Nowe rozkazy...............................................................................................................72

Przykłady zastosowa+ ..................................................................................................77

3DNow! ..............................................................................................................................79

SSE .....................................................................................................................................79

SSE2 ...................................................................................................................................83

Rozdział 2. Architektury komputerów PC ................................................................87

Model PC/XT...........................................................................................................................87

Procesor 8086 .....................................................................................................................87

Procesor 8088 .....................................................................................................................90

Dost4p do pami4ci i przestrzeni wej;cia-wyj;cia ...............................................................91

Kontroler 8288....................................................................................................................92

Pozostałe elementy architektury XT ............................................................................94

Magistrala ISA 8-bitowa.....................................................................................................96

Model AT.................................................................................................................................99

Procesor 80286 .................................................................................................................101

Magistrala ISA 16-bitowa.................................................................................................102

Komputery z procesorami 386, 486 i Pentium ......................................................................105

EISA .................................................................................................................................106

Wieloprocesorowo;> ..................................................................................................107

Magistrala zewn4trzna................................................................................................107

Kontroler DMA ..........................................................................................................107

Kontroler przerwa+ sprz4towych ...............................................................................107

Kontroler magistral.....................................................................................................108

Pami4> konfiguracji....................................................................................................108

MCA .................................................................................................................................108

VESA ................................................................................................................................110

PCI ....................................................................................................................................112

Architektury systemów wieloprocesorowych........................................................................112

Architektura MPP .............................................................................................................113

Architektura UMA............................................................................................................114

Komunikacja z pami4ciB ............................................................................................114

Caching w systemach multiprocesorowych ...............................................................116

Specyfikacja MP (Intel) ....................................................................................................118

Obsługa przerwa+.......................................................................................................119

Rozruch systemu ........................................................................................................119

Przej;cie do pracy symetrycznej ................................................................................120

Spis treci

System Dual-Pentium z magistralB PCI .....................................................................121

Tabela konfiguracji MP..............................................................................................121

Zastosowania praktyczne..................................................................................................125

Systemy operacyjne....................................................................................................125

Procesory ....................................................................................................................125

Chipsety......................................................................................................................127

Aplikacje ....................................................................................................................128

Granice teoretyczne ....................................................................................................129

Architektura komputerów przeno;nych.................................................................................130

ZłBcze PCMCIA ...............................................................................................................131

Rozdział 3. Układy pami!ciowe PC .......................................................................133

Pami4ci dynamiczne ..............................................................................................................134

Tryb konwencjonalny (Page Mode) .................................................................................135

Odczyt ........................................................................................................................135

Zapis ...........................................................................................................................136

FPM (Fast Page Mode) .....................................................................................................136

Odczyt ........................................................................................................................137

Zapis ...........................................................................................................................137

EDO (Extended Data Out)................................................................................................137

Odczyt ........................................................................................................................138

Zapis ...........................................................................................................................138

BEDO (Burst EDO) ..........................................................................................................138

Porównanie .......................................................................................................................139

SDRAM ............................................................................................................................140

Linie zewn4trzne ........................................................................................................142

Rozkazy SDRAM.......................................................................................................144

Organizacje logiczne kostek SDRAM .......................................................................148

Moduły pami4ciowe ..............................................................................................................149

Moduły SIMM-30 (SIP) ...................................................................................................150

Moduły SIMM PS/2 .........................................................................................................151

SIMM PS/2 bez parzysto;ci (FPM i EDO) ................................................................152

SIMM PS/2 36-bitowy ...............................................................................................154

System rozpoznawania modułów SIMM ...................................................................156

Moduły DIMM .................................................................................................................156

Buforowane DIMM DRAM .......................................................................................156

Niebuforowane DIMM DRAM..................................................................................160

Niebuforowane DIMM SDRAM................................................................................163

Rozpoznawanie modułu DIMM .................................................................................168

Od;wieKanie...........................................................................................................................169

RAS Only..........................................................................................................................171

CBR (CAS before RAS) ...................................................................................................172

Hidden...............................................................................................................................173

Wykrywanie bł4dów i ich korekcja .......................................................................................174

Bł4dy powtarzalne (HE) ...................................................................................................175

Bł4dy sporadyczne (SE) ...................................................................................................175

Kontrola parzysto;ci .........................................................................................................175

Kontrola ECC ...................................................................................................................177

Rozszerzenia standardu magistrali PC-66 .............................................................................178

Parametry modułów..........................................................................................................179

Pami4> konfiguracyjna (SPD) ..........................................................................................180

Moduły buforowane..........................................................................................................184

DDR-SDRAM .......................................................................................................................186

DDR-II i DDR-III .............................................................................................................193

RDRAM.................................................................................................................................193

Anatomia PC

VC-SDRAM ..........................................................................................................................200

HSDRAM ..............................................................................................................................202

Porównanie parametrów pami4ci ..........................................................................................203

LVTTL..............................................................................................................................205

SSTL_2 .............................................................................................................................205

SSTL_18 ...........................................................................................................................206

RSL ...................................................................................................................................206

Identyfikacja producentów chipów pami4ciowych ...............................................................207

Rozdział 4. Układy otoczenia procesora (chipset)..................................................209

Zakres funkcji ........................................................................................................................209

Magistrala FSB .................................................................................................................211

Obsługa pami4ci operacyjnej i magistrali pami4ciowej ...................................................213

Obsługa pami4ci podr4cznej (Cache) ...............................................................................216

Zakres pokrywany przez pami4> podr4cznB.....................................................................219

Układy obsługi podstawki typu Socket 7 ..............................................................................221

Układy współpracujBce z magistralB GTL+ i AGTL+ ..........................................................224

Układy do obsługi procesorów AMD....................................................................................230

ALi ....................................................................................................................................231

AMD .................................................................................................................................231

nVidia ...............................................................................................................................232

SiS ....................................................................................................................................232

VIA ...................................................................................................................................232

Układy ze zintegrowanB grafikB ............................................................................................234

Wewn4trzne magistrale mi4dzyukładowe .............................................................................236

PCI ....................................................................................................................................239

Hub-Interface/V-Link .......................................................................................................239

RapidIO.............................................................................................................................240

HyperTransport (LDT) .....................................................................................................244

Rozdział 5. Magistrala PCI ...................................................................................247

Gniazda magistrali PCI..........................................................................................................257

Obsługa przerwa+ ..................................................................................................................259

Pami4> konfiguracyjna urzBdze+ PCI....................................................................................261

Identyfikator producenta (Vendor ID)..............................................................................261

Identyfikator urzBdzenia (Device ID) ...............................................................................261

Rejestr komend (Command).............................................................................................262

Rejestr stanu (Status) ........................................................................................................263

Numer wersji urzBdzenia (Revision ID) ...........................................................................265

Kod klasy urzBdzenia (Class Code) ..................................................................................265

Rozmiar linii pami4ci podr4cznej (Cache Line Size) .......................................................265

Minimalny czas transmisji (Latency Timer).....................................................................265

Typ nagłówka (Header Type) ...........................................................................................268

BIST (Build-in Self-test) ..................................................................................................269

Adres bazowy (Base Address Registers) ..........................................................................269

WskaOnik CardBus CIS (CardBus CIS Pointer)...............................................................270

Dodatkowy identyfikator producenta (Subsystem Vendor ID)

i dodatkowy identyfikator urzBdzenia (Subsystem ID) ..............................................271

Adres bazowy rozszerzenia ROM (Expansion ROM Base Address)...............................271

WskaOnik do listy moKliwo;ci (Capabilities Pointer).......................................................272

Linia IRQ (Interrupt Line) ................................................................................................272

Linia INT (Interrupt Pin) ..................................................................................................272

Długo;> transmisji (Min_Gnt) ..........................................................................................273

Cz4sto;> (Max_Lat)..........................................................................................................273

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