Типы систем ПК

Классифицировать персональный компьютер можно по многим категориям. Для меня предпочтительнее делать это двумя способами: по типу программного обеспечения, которое они могут выполнять, и по типу главной шины компьютера, т.е. по типу шины процессора и ее разрядности.

Процессор считывает данные, поступающие через внешнюю соединительную шину данных процессора, которая непосредственно соединена с главной шиной на системной плате. Шина данных процессора (или главная шина) также иногда называется локальной шиной, поскольку процессор соединен непосредственно с ней.

Шина данных процессора

Шина данных процессора

Любые другие устройства, соединенные с главной шиной, по существу, могут использоваться так, как при непосредственном соединении с процессором. Если процессор имеет 32-разрядную шину данных, то главная шина процессора на системной плате также должна быть 32-разрядной. Это означает, что система может пересылать в процессор или из процессора за один цикл 32 разряда (бита) данных.

У процессоров разных типов разрядность шины данных различается, причем разрядность главной шины на системной плате должна совпадать с разрядностью устанавливаемых процессоров.

Ниже в таблице приведены Intel и Intel-совместимые процессоры, указана разрядность их шины данных и внутренних регистров.

Intel и Intel-совместимые процессоры, их разрядность и шины данных

Процессор Разрядность шины данных Разрядность внутренних регистров
8088 8-bit 16-bit
8086 16-bit 16-bit
286 16-bit 16-bit
386SX 16-bit 32-bit
386DX/486/5×86 32-bit 32-bit
Intel/AMD x86 w/FSB 64-bit 32-bit
AMD x86 w/HyperTransport 16-bit 32-bit
AMD x86-64 w/HT 16-bit 64-bit
Intel x86-64 w/FSB 64-bit 64-bit
Intel x86-64 w/QPI 20-bit 64-bit

FSB = Front Side Bus (параллельная шина)
HT = HyperTransport (последовательная двухточечная шина)
QPI = QuickPath Interconnect (последовательная двухточечная шина)

Зачастую возникают разногласия в обсуждениях «ширины» процессора. Некоторые люди принимают за «ширину» то, сколько битов данных могут быть считаны или записаны за один раз, тогда как другие обращаются к размеру внутренних регистров, которые контролируют, сколько данных можно обработать за один раз.

Многие процессоры имели и имеют разные ширину шины данных и разрядность внутренних регистров, что главным образом, приводит к путанице.

Например, у большинства процессоров Pentium есть 64-разрядная шины данных и внутренние регистры, которые только 32-бита шириной. Более новые процессоры AMD и Intel с архитектурой x86-64 имеет 64-разрядные внутренние регистры и могут работать и в 32-разрядных и в 64-разрядных режимах.

Таким образом, с точки зрения программного обеспечения есть процессоры PC, способные к выполнению 16-разрядных, 32-разрядных, и 64-разрядных инструкции. Для обратной совместимости те, которые имеют 64-разрядные регистры, могут также работать с 32-разрядными и 16-разрядными инструкциями, а те у которых 32-разрядные регистры могут выполнять 16-разрядные инструкции.

Принимая во внимание, что размер (разрядность) регистра диктует, какие инструкции программного обеспечения процессор может выполнить, ширина (разрядность) шины данных – является основном фактором в проектировке системной платы и чипсета, поскольку он диктует, сколько бит входит и выходит из чипа за один цикл.

На основе аппаратных средств можно выделить следующие категории систем:

  • 8-разрядные;
  • 16- разрядные;
  • 32- разрядные;
  • 64-разрядные.

С точки зрения разработчика, если не принимать во внимание разрядность шины, архитектура всех систем — от 16- до 64-разрядных — в своей основе практически не изменялась.

Можно выделить два основных типа систем (или два класса аппаратных средств):

  • 8-разрядные системы (класс РС/XT);
  • 16/32/64-разрядные системы (класс АТ).

Здесь РС — это аббревиатура, образованная от personal computer (персональный компьютер), XT — eXTended PC (расширенный ПК), а AT — advanced technology РС (усовершенствованная технология ПК).

Нет большого смысла говорить о компьютерах класса РС/XT, так как их место уже давно на стендах в музеях. Стоит лишь сказать, что эти компьютеры работали на 8-разрядных процессорах 8088 и с 8-разрядной шиной ISA (Industry Standard Architecture — архитектура промышленного стандарта).

Компьютеры, в которых разрядность шины равна 16 или больше, называются компьютерами класса АТ, причем слово «advanced» указывает, что их стандарты усовершенствованы по сравнению с базовым проектом, и эти нововведения впервые были реализованы в компьютере IBM AT.

Обозначение «AT» применялось IBM для компьютеров, в которых использовались усовершенствованные разъемы расширения и процессоры (сначала 16-, а позже 32- и 64-разрядные).

В первых компьютерах AT использовался 16-разрядный вариант шины ISA, который расширил возможности первоначальной 8-разрядной шины, применявшейся в компьютерах класса РС/XT. Со временем для компьютеров AT было разработано несколько версий системной шины и разъемов расширения, в частности следующие:

  • 16-разрядная шина ISA/AT;
  • 16-разрядная шина РСMCIA (Personal Computer Memory Card International Associa»
  • tion), она же PC Card;
  • 16/32-разрядная шина EISA (Extended ISA);
  • 16/32-разрядная PS/2 шина MCA (Micro Channel Architecture);
  • 32-разрядная шина VL-Bus (VESA Local Bus);
  • 32/64-разрядная шина РСI (Peripheral Component Interconnect);
  • 32-разрядная шина РСMCIA, она же Cardbus;
  • Шина РСI Express (последовательная);
  • Шина ExpressCard (последовательная).

Компьютер с любой из упомянутых системных шин по определению относится к классу AT, независимо от того, установлен в нем процессор Intel или совместимый с ним.

Долгое время компьютерные системы продолжали оснащаться 16-разрядным разъемами ISA для обеспечения обратной совместимости с устаревшими адаптерами. Однако практически все современные материнские платы лишены этого разъема и содержат только разъемы PCI/PCI Express или порт AGP. Однако как только материнские платы прекратили поддержку ISA, пришло время выбора между старыми интерфейсами PCI и AGP и новым PCI Express (предпочтение отдается последнему).

Основные различия между стандартами компьютеров классов РС/XT и AT приведены ниже в таблице. Эта информация относится ко всем РС-совместимым моделям ПК.

Различия между компьютерами классов РС/XT и AT

Параметр компьютера Класс РС/XT (8-разрядный) Класс AT (16/32/64-разрядный)
Поддерживаемый тип процессора x86 или x88 286 или выше
Режим процессора Реальный Реальный/защищенный/виртуальныйреальный
Поддерживаемое программное обеспечение Только 16-разрядное 16-, 32- и 64-разрядное
Разрядность шин (разъемов) расширения 8 16/32/64
Тип шин Только ISA ISA, EISA, MCA, РС Card, Cardbus, VL-Bus, РСI, PCI Express, AGP
Аппаратные прерывания 8 (используется 6) 16 (используется 11)
Каналы прямого доступа к памяти (DMA) 4 (используется 3) 8 (используется 7)
Максимальный объем ОЗУ 1 Мбайт 16 Мбайт или 4 Гбайт и более
Скорость передачи данных(быстродействие) контроллера гибкого диска 250 Кбит/с 250/300/500/1000 Кбит/с
Стандартный загрузочный накопитель 360 или 720 Кбайт 1,2/1,44/2,88 Мбайт
Интерфейс клавиатуры Однонаправленный Двунаправленный
Стандарт на CMOS-память/часы Отсутствует Совместимость с MC146818
Тип последовательных портов UART 8250B 16450/16550A или выше

Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *