BIOS – Basic Input Output System
BIOS je program nebo miniaturní operační systém, který tvoří důležitý článek mezi hardwarem a operačním systémem. Umožňuje operačnímu systému komunikovat s hardwarem. V něm lze nastavit vlastnosti připojeného hardwaru. Musí se nacházet v každém PC.
Procesor (CPU – central processing unit)
- nejdůležitější část PC – vykonává všechny aritmetické a logické operace v PC a řídí součinnost všech částí PC.
Logická struktura procesoru:
Řídicí jednotka (RJ) má tři základní funkce:
- řídí pořadí vykonávání instrukcí
- dekóduje a modifikuje instrukce programu
- vysílá všechny řídicí signály těm blokům PC, které se podílejí na vykonávání instrukce
Aritmeticko-logická jednotka (ALU) – vykonává aritmetické operace s celými čísly a logické operace.
FPU jednotka – vykonává výpočty s desetinnými čísly; původně nebyla součástí procesoru, prodávala se jako matematický koprocesor.
Registry – vnitřní velmi rychlé paměťové jednotky procesoru, kam si ukládá právě zpracovávaná data; v současnosti jsou 32-64bitové.
Cache paměti
- vyrovnávací paměť – mezisklad dat mezi komponenty s různou rychlostí
- interní cache – integrovaná přímo do procesoru
- externí cache – umístěná mimo procesor, někdy i uvnitř
Základní pojmy související s činností procesoru
Procesor vykonává instrukce, kde každá instrukce se skládá z kódu a datové části.
- Kód instrukce: informuje procesor, co má provést.
- Datová část: určuje, s jakými daty se má operace provést (pokud nějaká jsou).
Jádrem každého procesoru je logický obvod obsahující instrukční sadu – soubor mikroinstrukcí, které procesor umí vykonávat.
Podle typu instrukční sady se procesory dělí na dvě konkurenční koncepce:
- CISC (Complex Instruction Set Computer) – s kompletní instrukční sadou; zpracovává každou instrukci; nevýhodou je časová náročnost; používá se zejména v osobních počítačích (například Intel, AMD).
- RISC (Reduced Instruction Set Computer) – s redukovanou instrukční sadou; rychlejší než CISC; používá se zejména u velkých a specializovaných počítačů.
Instrukční sada je množina jednotlivých instrukcí, které procesor umí zpracovat. V sadách nových procesorů se nacházejí instrukce typu SIMD (Single Instruction – Multiple Data), které umožňují paralelní zpracování více dat v rámci jedné instrukce. Mezi nejznámější rozšíření patří MMX, 3D Now! a SSE od Intelu.
Systém přerušení
Když hardwarové zařízení vyžaduje obsluhu procesoru, vyšle mu signál, kterým o to žádá. Signál přerušení je součástí signální části sběrnice. Každé přerušení je identifikováno svým číslem. Na určitém místě v operační paměti je uložena tabulka vektorů přerušení. Vektor každého přerušení ukazuje na adresu v operační paměti, kde se nachází příslušný obslužný program k jeho zpracování. Procesor tento program spustí. Předtím si však uloží svůj poslední stav, zejména adresu následující instrukce, aby se po dokončení obslužného programu mohl vrátit k přerušené činnosti.
Frekvence
- Elektronické obvody, které tvoří mikroprocesory, potřebují taktovací impulzy, jež určují pracovní tempo – tzv. frekvenci.
- Každá základní deska musí obsahovat generátor taktovacích impulzů.
- Frekvence se udává v hertzích (Hz) – počet taktů za sekundu.
FSB (Front Side Bus) je rychlost, jakou CPU komunikuje s operační pamětí.
Rychlost procesoru je určena rychlostí FSB a násobičem této frekvence.
Overclocking – přetaktování; používá se u procesorů i grafických karet – zvýšením jedné nebo druhé hodnoty se zvyšuje výkon PC.
Technologie umožňující přetaktování:
- Dynamic Averclocking Technology – umožňuje přetaktování i nad rámec standardních hodnot
- CMOS Reloaded
- AMD Cool’n’Quiet – umožňuje zvýšení frekvence, ale pouze v rozsahu stanoveném výrobcem
Komunikace procesor – paměť
Procesory Intel komunikují s pamětí přes čip NorthBridge, zatímco procesory AMD komunikují přímo. Mohou komunikovat s paměťmi zároveň pomocí technologie Dual Channel.
