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original-version-anatomia-pc-wydanie-xi anat11, Komputery, internet i sieci

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Anatomia PC.
ISBN: 978-83-246-1119-5
oprawa twarda
Zawiera DVD
Zmiany od poprzedniego wydania
PotķŃne łrdĀo wiedzy o budowie komputerw PC
Wydawnictwo Helion
ul. Koľciuszki 1c
44-100 Gliwice
tel. 032 230 98 63
e-mail: helion@helion.pl
¤ Procesory
¤ ZarzĴdzanie pamiķciĴ
¤ Magistrale i zĀĴcza
¤ ObsĀuga urzĴdzeĺ zewnķtrznych
Komputer to skomplikowany organizm, a znajomoľě anatomii wspĀczesnych pecetw
to wiedza niezbķdna kaŃdemu serwisantowi, programiľcie i projektantowi urzĴdzeĺ
wspĀpracujĴcych z komputerami. Informacje te przydajĴ siķ takŃe zwykĀym
uŃytkownikom komputera, ktrzy prbujĴ samodzielnie dociec przyczyn
nieprawidĀowego dziaĀania sprzķtu i sprawnie siķ z nimi uporaě. Niestety, szczegĀowe
dane o komponentach peceta sĴ nie tylko trudno dostķpne, ale przede wszystkim
rozproszone w wielu dokumentach, specyfikacjach i schematach.
KsiĴŃka âAnatomia PCÒ to kompletne opracowanie zawierajĴce informacje
o architekturze komputerw PC i ich komponentw. Jedenaste juŃ wydanie tej
klasycznej i cieszĴcej siķ ogromnĴ popularnoľciĴ pozycji jest - podobnie jak poprzednie
- prawdziwym kompendium wiedzy o wspĀczesnych pecetach, opisujĴcym zarwno
rozwiĴzania klasyczne, jak i nowoľci z ostatnich miesiķcy. Dziķki tej ksiĴŃce poradzisz
sobie ze wszystkimi problemami sprzķtowymi, zdiagnozujesz usterki i zaprojektujesz
urzĴdzenia poprawnie wspĀpracujĴce z komputerem.
âAnatomia PC. Wydanie XIÒ opisuje zagadnienia takie, jak:
¤ mikroprocesory rodziny x86 wraz z najnowszymi Intel Core 2
oraz AMD Athlon/Opteron/Phenom;
¤ koprocesory i rozszerzenia, takie jak MMX, 3DNow, SSE, SSE2 i HT;
¤ procesory dwurdzeniowe;
¤ architektury komputerw PC XT, AT, 386, 486 i Pentium,
systemw jedno- i wieloprocesorowych oraz komputerw przenoľnych;
¤ ukĀady pamiķciowe stosowane w komputerach PC (SIMM, DRAM, SDRAM,
DDR, DDR2, DDR3) oraz zasady ich obsĀugi;
¤ chipsety Intel, VIA, SiS, i865/875, obsĀuga przerwaĺ, magistrala PCI i kanaĀ
DMA, mostkowanie PCI-E - AGP;
¤ obsĀuga stacji dyskietek i dyskw twardych (organizacja i odczyt danych,
praca kontrolera, macierze RAID);
¤ zĀĴcza ATA, SCSI i FireWire;
Ponadto w ksiĴŃce znajdziesz informacje o diagnozowaniu usterek komputera
za pomocĴ Linuksa, opisy mikroprocesorw firm Intel, AMD i Cyrix (w tym takŃe
najnowszych jednostek 64-bitowych) oraz adresy witryn internetowych producentw
sprzķtu i oprogramowania diagnostycznego.
Wydanie XI
Spis treści
Rozdział 1. Mikroprocesor ...................................................................................... 19
Przetwarzanie rozkazów .......................................................................................................... 21
RISC i CISC ...................................................................................................................... 21
Przetwarzanie potokowe ................................................................................................... 22
Techniki przyspieszania .................................................................................................... 25
Dostęp do pamięci ................................................................................................................... 32
Adresowanie ...................................................................................................................... 34
Stronicowanie .................................................................................................................... 36
Pamięci podręczne ................................................................................................................... 37
Topologie .......................................................................................................................... 38
Organizacja pamięci podręcznej ....................................................................................... 41
Strategie ............................................................................................................................ 43
Pamięć podręczna procesora 80386 .................................................................................. 43
Obsługa przestrzeni adresowej I/O .......................................................................................... 47
Procesor 8086 .................................................................................................................... 48
Procesory 80386 i 80486 ................................................................................................... 48
Pentium ............................................................................................................................. 49
Funkcje kontrolne i sterujące ..................................................................................................49
BIST .................................................................................................................................. 50
Kontrola TLB .................................................................................................................... 50
Kontrola pamięci podręcznej ............................................................................................ 50
Przejście w stan wysokiej impedancji ............................................................................... 50
JTAG ................................................................................................................................. 50
Częstotliwość taktowania ........................................................................................................ 52
Zasilanie .................................................................................................................................. 54
Jak rozpoznać typ procesora? .................................................................................................. 56
Czy procesor jest zgodny z układem 80286 lub lepszym? ............................................... 56
Procesor 8086/88 czy 80186/88? ...................................................................................... 58
Procesor 80286 .................................................................................................................. 58
Procesor 80386 .................................................................................................................. 58
Procesor 486 czy Pentium? ............................................................................................... 58
Koprocesory ............................................................................................................................ 60
Koprocesor 8087 ............................................................................................................... 62
Koprocesor 80287 ............................................................................................................. 62
Koprocesor 80387 ............................................................................................................. 63
Koprocesor i487SX ........................................................................................................... 63
Rozszerzenia ............................................................................................................................ 64
MMX ................................................................................................................................. 64
3DNow! ............................................................................................................................. 76
SSE .................................................................................................................................... 77
 4
Anatomia PC
SSE2 ..................................................................................................................................81
SSE3 ..................................................................................................................................83
SSSE3 ................................................................................................................................85
Hyper-Threading (HT) ......................................................................................................85
Przetwarzanie 64-bitowe ..........................................................................................................90
Metoda firmy Intel: Itanium ..............................................................................................91
Metoda firmy AMD: Opteron ...........................................................................................93
Przyszłość przetwarzania 64-bitowego .............................................................................96
Rozdział 2. Architektury komputerów PC ................................................................ 97
Model PC/XT ...........................................................................................................................97
Procesor 8086 ....................................................................................................................97
Procesor 8088 ..................................................................................................................100
Dostęp do pamięci i przestrzeni wejścia-wyjścia ............................................................101
Kontroler 8288 .................................................................................................................102
Magistrala ISA 8-bitowa .................................................................................................106
Model AT ...............................................................................................................................109
Procesor 80286 ................................................................................................................112
Magistrala ISA 16-bitowa ...............................................................................................113
Komputery z procesorami 386, 486 i Pentium ......................................................................115
EISA ................................................................................................................................117
MCA ................................................................................................................................119
VESA ...............................................................................................................................121
PCI, PCI-X i PCI Express ...............................................................................................122
Architektury systemów wieloprocesorowych ........................................................................124
Architektura MPP ............................................................................................................124
Architektura UMA ...........................................................................................................125
Architektura NUMA ........................................................................................................129
Specyfikacja MP (Intel) ...................................................................................................130
Zastosowania praktyczne .................................................................................................138
Architektura komputerów przenośnych .................................................................................146
Złącze PCMCIA ..............................................................................................................146
Rozdział 3. Układy pamięciowe PC ....................................................................... 149
Pamięci dynamiczne ..............................................................................................................150
Tryb konwencjonalny (Page Mode) ................................................................................151
FPM (Fast Page Mode) ....................................................................................................151
EDO (Extended Data Out) ...............................................................................................154
BEDO (Burst EDO) .........................................................................................................154
Porównanie ......................................................................................................................156
SDRAM ...........................................................................................................................156
Moduły pamięciowe ..............................................................................................................165
Moduły SIMM-30 (SIP) ..................................................................................................167
Moduły SIMM PS/2 ........................................................................................................167
Moduły DIMM 168-stykowe ..........................................................................................173
Odświeżanie ...........................................................................................................................186
RAS Only ........................................................................................................................188
CBR (CAS before RAS) ..................................................................................................189
Hidden .............................................................................................................................190
Wykrywanie błędów i ich korekcja .......................................................................................191
Błędy powtarzalne (HE) ..................................................................................................191
Błędy sporadyczne (SE) ..................................................................................................192
Kontrola parzystości ........................................................................................................192
Kontrola ECC ..................................................................................................................194
Spis treści
5
Rozszerzenia standardu magistrali PC-66 ............................................................................. 195
Parametry modułów ........................................................................................................ 196
Pamięć konfiguracyjna (SPD) ......................................................................................... 198
Moduły buforowane ........................................................................................................ 201
DDR SDRAM ....................................................................................................................... 203
Systemy dwukanałowe .................................................................................................... 212
DDR2 SDRAM ............................................................................................................... 213
Moduły DIMM DDR2 .................................................................................................... 213
DDR3 SDRAM ............................................................................................................... 219
Moduły DIMM DDR3 .................................................................................................... 220
Moduły FB-DIMM ......................................................................................................... 222
RDRAM ................................................................................................................................ 224
VC-SDRAM .......................................................................................................................... 230
Rozdział 4. Układy otoczenia procesora ................................................................ 233
Zakres funkcji ........................................................................................................................ 233
Magistrala FSB ............................................................................................................... 235
Obsługa pamięci operacyjnej i magistrali pamięciowej ................................................. 237
Obsługa pamięci podręcznej (Cache) ............................................................................. 239
Zakres pokrywany przez pamięć podręczną ................................................................... 241
Pojemność obsługiwanej pamięci operacyjnej i zakres obsługiwany przez MTRR ....... 242
Układy sterujące — platforma Intel IA-32 ............................................................................ 243
Układy do obsługi procesorów AMD ................................................................................... 249
Rodzina K7 ..................................................................................................................... 249
Rodzina Hammer ............................................................................................................ 254
Wewnętrzne magistrale międzyukładowe ............................................................................. 260
PCI .................................................................................................................................. 262
Hub-Interface, V-Link i MuTIOL ................................................................................... 262
RapidIO ........................................................................................................................... 262
HyperTransport (LDT) .................................................................................................... 267
Rozdział 5. Magistrala PCI ................................................................................... 271
Gniazda magistrali PCI ......................................................................................................... 281
Obsługa przerwań .................................................................................................................. 283
Przerwania zgłaszane komunikatem ..................................................................................... 285
Pamięć konfiguracyjna urządzeń PCI ................................................................................... 286
Identyfikator producenta (Vendor ID) ............................................................................ 286
Identyfikator urządzenia (Device ID) ............................................................................. 287
Rejestr poleceń (Command) ............................................................................................ 287
Rejestr stanu (Status) ...................................................................................................... 288
Numer wersji urządzenia (Revision ID) ......................................................................... 289
Kod klasy urządzenia (Class Code) ................................................................................ 289
Rozmiar linii pamięci podręcznej (Cache Line Size) ..................................................... 292
Minimalny czas transmisji (Latency Timer) ................................................................... 293
Typ nagłówka (Header Type) ......................................................................................... 293
BIST (Build-in Self-test) ................................................................................................. 293
Adres bazowy (Base Address Registers) ........................................................................ 294
Wskaźnik CardBus CIS (CardBus CIS Pointer) ............................................................. 295
Dodatkowy identyfikator producenta (Subsystem Vendor ID) i dodatkowy
identyfikator urządzenia (Subsystem ID) ................................................................. 296
Adres bazowy rozszerzenia ROM (Expansion ROM Base Address) ............................. 296
Wskaźnik do listy możliwości (Capabilities Pointer) ..................................................... 297
Linia IRQ (Interrupt Line) .............................................................................................. 297
Linia INT (Interrupt Pin) ................................................................................................. 297
Długość transmisji (Min_Gnt) ........................................................................................ 297
Częstość (Max_Lat) ........................................................................................................ 297
6
Anatomia PC
Mechanizmy dostępu do pamięci konfiguracyjnej ................................................................298
Pierwszy mechanizm dostępu do pamięci konfiguracyjnej .............................................298
Drugi mechanizm dostępu do pamięci konfiguracyjnej ..................................................299
PCI BIOS .........................................................................................................................299
Autokonfiguracja urządzeń PCI .............................................................................................300
Rozwój PCI i inne magistrale ................................................................................................300
PCI-32/66 MHz i PCI-64 .................................................................................................301
PCI-X ...............................................................................................................................302
PCI Express .....................................................................................................................305
Rozdział 6. Kanał DMA ........................................................................................ 315
Układ scalony 8237A .............................................................................................................316
Tryby pracy kontrolera DMA ................................................................................................318
Tryb spoczynkowy „I” (Idle) ...........................................................................................318
Tryb „S” (Single) .............................................................................................................319
Tryb „B” (Block) .............................................................................................................319
Tryb „D” (Demand) .........................................................................................................319
Tryb „C” (Cascade) .........................................................................................................319
Tryb „V” (Verify) ............................................................................................................319
Kaskadowe łączenie układów 8237A ....................................................................................320
Programowanie kontrolerów DMA .......................................................................................320
Adresy portów kontrolerów DMA w komputerze IBM PC/XT ............................................321
„Sztuczne” porty komputera PC/XT ...............................................................................322
Adresy portów kontrolerów DMA w komputerze IBM PC/AT ............................................322
„Sztuczne” porty komputera PC/AT ...............................................................................323
Budowa rejestrów wewnętrznych ..........................................................................................324
Rejestr żądań (port 009h w PC/XT, 009h i 0D2h w PC/AT) ..........................................324
Rejestr stanu (port 008h w PC/XT, 008h i 0D0h w PC/AT) ...........................................324
Rejestr rozkazów (port 008h w PC/XT, 008h i 0D0h w PC/AT) ....................................324
Rejestr maski kanału (port 00Ah w PC/XT, 00Ah i 0D4h w PC/AT) ............................325
Rejestr maskujący (port 00Fh w PC/XT, 00Fh i 0DEh w PC/AT) .................................326
Rejestr trybu (00Bh w PC/XT, 00Bh i 0D6h w PC/AT): ................................................326
Przebieg transmisji .................................................................................................................327
Komputery IBM PC i IBM PC/XT .................................................................................327
Komputer IBM PC/AT ....................................................................................................328
Układ odświeżania pamięci ...................................................................................................330
DMA a współczesne magistrale rozszerzające ......................................................................331
Rozdział 7. System obsługi przerwań sprzętowych ................................................ 333
Układ scalony 8259A (PIC) ...................................................................................................334
Cykl przyjęcia zgłoszenia ......................................................................................................336
Kaskadowe łączenie kontrolerów przerwań ..........................................................................337
Fazy obsługi przerwań pochodzących od układu Slave ..................................................339
Programowanie kontrolera przerwań .....................................................................................339
Inicjowanie pracy układu ................................................................................................340
Polling ....................................................................................................................................344
Przerwanie niemaskowalne (NMI) ........................................................................................344
Obsługa przerwań z magistral ISA, PCI i AGP .....................................................................345
Kontroler APIC ......................................................................................................................348
Strona sprzętowa .............................................................................................................350
Obsługa APIC przez OS ..................................................................................................353
Przerwania zgłaszane komunikatem ......................................................................................357
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