 |
Контроль производительности ЦПУ.
|
|
|
|
ЦПУ выполняет команды которые содержатся в программах. Момент выполнения команды задается встроенным таймером процессора. То же происходит и в других микросхемах материнской платой, таких как модуль RAM (ОЗУ). Чтобы процессор успешно выполнил одну команду до начала обработки следующей (которая может посылать сигналы по тем же адресам). Таймер ЦПУ задает моменты, когда завершено выполнение предыдущей команды и начинает выполнять следующие. Обычно ЦП выполняет одну команду на каждом такте (тактовые частоты ЦП удваиваются каждые три года). Тактовая частота зависит от конструкции ЦПУ и скорости передачи данных в цепях ЦП и системной платы. Если частота слишком велика, сигналы предыдущих и последующих команд могут конфликтовать. Если частота занижена, в системе напрасно расходуется время. Хотя больше пользователей и считает что эффективно используют компьютер они редко используют больше 0,1% мощности процессора – по крайней мере длительное время.
Обнаружение узких мест связи с использованием памяти
Команды и данные программы должны быть помещены в ОЗУ (RAM – random – access memory) чтобы процессор мог эти команды выполнять. Как нам известно, система Windows может выполнять несколько программ одновременно. При этом каждая из них должна размещаться в памяти. Не трудно догадаться, что чем больше программ выполняется, тем больше загружается память. В конечном счете она может быть задействована полностью.
Виртуальная память позволяет имитировать наличие большого объема ОЗУ по сравнению с установленным в системе. Когда RAM переполнена, для ее высвобождения, данные одной или нескольких программ перемещаются в определенную область диска (называемую файлом подкачки). Когда в последствии одна из таких программ будет выполняться windows переместит из RAM на диск другую программу, а эту вернет в ОЗУ, чтобы она могла выполняться.
|
|
|
Этот прием позволяет выполнять несколько программ одновременно, но снижает производительность системы, так как обмен данными между ОЗУ и диском требует времени. Операции с диском, где используются механические устройства происходит намного медленней операций ОЗУ. По мере увеличения «медленных» операций с дисками производительность системы существенно снижается.
Расширение ОЗУ с установленной ОС Windows обычно приводит к «снижению» объемов перекачки данных, что ускоряет работу системы. Большинство пользователей считают, что памяти никогда не бывает достаточно – чем больше ее объем тем больше производительность. В настоящее время компьютер идут с ОЗУ 128 – 256 Мб (десять лет назад винчестеры не обладали такой емкостью). Большинство современных компьютеров имеют ОЗУ до 3 Гб (емкость модуля ОЗУ возрастает в среднем на 60% в год таким образом она увеличивается в четверо каждые три года).
Системный монитор - использования памяти. Самостоятельно
Чтобы узнать снижается ли быстродействие системы в результате недостатка памяти, следует определить размер неиспользуемой физической памяти. Если она очень мала то система будет занимать перекачку данных на жесткий диск.
Эксперимент – использовать системный монитор
Системный блок.
Материнская плата – она содержит сложные микросхемы такие как ЦП, модули памяти ОЗУ (RAM) и Bios. Кроме того на материнской плате находятся слоты расширения, куда включены карты (платы) такие как модемы, сетевые адаптеры или видео карты. Эти устройства расширяют устройство компьютера. В любой материнской плате есть еще и шины – которые служат для подключения каждого компонента и обеспечения взаимодействия микросхем. Материнская плата содержит множество микросхем подключенных к разным шинам, которые позволяют им взаимодействовать. Основная шина называется системной. Оно объединяет ЦПУ,ОЗУ, BIOS и
 |
другие микросхемы в набор микросхем (Чипсет)
|
|
|
Системная шина которая объединяет ЦПУ, модули RAM, BIOS и другие быстродействующие микросхемы характеризуются высшей скоростью работы. Долгое время системной шины в зависимости от типа ПК и скорости ЦПУ работали с тактовой частотой от 66 – 100 Мгц. В современных компьютерах P4 системная шина работает на частоте 400 Мгц (сегодня 800). Тем не менее системная шина очень уступает по скорости процессору. Разработчики аппаратных средств для сведения к минимуму ограничения быстродействия материнской платы применяют
  |
различные методы ускорения работы и повышения производительности системной шины. В большинстве компьютеров используют слоты расширения PCI (Peripheral Component Interconnect – взаимное соединение компонентов). Шина PCI и подключаемые к ней устройства обычно работают с тактовой частотой 33 МГц (предлагается увеличить до 66 МГц). Подключение к слоту устройств должно быть способным взаимодействовать с ЦПУ. Для соединения более медленной шины PCI с системной шиной, которая обеспечивает взаимодействие ЦПУ и устройств расширения в материнской плате используется устройство называемое “Северным мостом”
Северный мост может также соединять шину AGP системной шиной. AGP – accelerate grafics port реализует скоростное (от 66 МГц до частоты системной шины) соединения с видеокартой. Для поддержки еще более старых системных карт ISA, которые работают с частотой 8 МГц. Шина PCI соединяется с более медленной шиной ISA с помощью Южного моста.
Взаимодействие устройств
Внутри системного блока устройства взаимодействуют посредством обмена электрическими сигналами. Например, при перемещении мыши ее электроника передает сигналы ЦПУ. Когда модем принимает данные, он также передает сигналы ЦПУ и т.д.
 |
Устройства, не встроенные в материнскую плату, отправляет ЦПУ сигналы по специальным линиям запроса на прерывание IRQ (interrupt-request) – уведомляя процессор, что требуется его внимание. Название IRQ связано с тем, что при появлении на одной из линий сигнала, ЦПУ “прерывает” текущие операции, для обслуживания устройства, которое генерирует прерывание. Каждое устройство взаимосвязано с ЦПУ посредством прерываний, обладает собственной линией IRQ.
|
|
|
|
ПК поддерживает 16 линий IRQ. В табл.1 перечислены устройства, которые традиционно используют определенные линии IRQ.
| Линии | Устройства |
| Системный таймер | |
| Клавиатура | |
| Контроллер прерываний/каскадирование обеспечивает 8-15 прерывание | |
| Порт COM 2 | |
| Порт COM 1 | |
| Порт LPT 2 | |
| Контроллер гибких дисков | |
| Порт LPT 1 | |
| Часы реального времени | |
| Переадресация как IRQ 2 | |
| Свободно | |
| -//- | |
| -//- | |
| Математический сопроцессор | |
| Контроллер жестких дисков | |
| Свободно |
Табл.1
Как ЦПУ реагирует на прерывание
|
|
|
