Micro-Computers: fysieke componenten die de prestaties van een microcomputer bepalen
De 4 belangrijkste fysieke componenten die de prestaties van een microcomputer bepalen, zijn de volgende:
De betrokkenheid van de manager bij het definiëren van vereisten en de selectie van microcomputerhardware is groter dan bij grotere systemen. Omdat de directe interactie met de hardware van microcomputers frequenter is dan die met grotere systemen, moet een manager meer weten over de microcomputerhardware.
Microcomputers zijn er in verschillende soorten en maten, variërend van desktop tot notebookcomputers. Elk van de microcomputers heeft alle functionele componenten van een groter computersysteem.
Het heeft de volgende brede fysieke componenten die de prestaties bepalen:
1. Moederbord
2. Kaarten voor apparaatcontrollers
3. Secundaire apparaten of apparaten voor massaopslag
4. Display en andere apparaten
1. Moederbord:
Het moederbord van een pc heeft over het algemeen een microprocessor-chip (ook wel CPU genoemd), primaire geheugenchips (ook RAM- of Random Access Memory-chips genoemd), Read Only Memory (ROM) voor permanent opslaan van gegevens en instructies en andere chips en circuits voor het uitvoeren van timing, invoer / uitvoer en andere ondersteunende functies.
De verschillende componenten van een moederbord zijn met elkaar verbonden door een reeks parallelle elektrische verbindingen. De verzameling van dergelijke verbindingen wordt een bus genoemd. Er zijn een aantal slots voor het aansluiten van verschillende apparaatcontrollerkaarten voor het aansluiten van beeldschermen en andere apparaten, zoals printers, apparaten voor massaopslag, zoals floppydrive, harde schijf en CD-station, modem, enz.
2. Kaarten voor apparaatcontrollers:
De meeste pc's bieden keuze met betrekking tot het type en de configuratie van apparaten die een gebruiker mogelijk op de pc wil aansluiten, naast de standaardapparaten zoals het toetsenbord. Voor dit doel zijn er slots (ook wel uitbreidingsslots genoemd) op het moederbord waar de controllerkaarten voor de apparaten die op de pc moeten worden bevestigd, zijn bevestigd.
Het kan echter worden opgemerkt dat soms voor bepaalde apparaten het moederbord zelf de nodige circuits heeft voor het besturen van de apparaten van het standaardtype. Dit wordt gedaan om de communicatiesnelheid tussen het apparaat en de CPU te vergroten. Dit wordt echter bereikt ten koste van de flexibiliteit van het gebruik van een anders geconfigureerd apparaat.
3. Apparaten voor massaopslag:
De massaopslag die over het algemeen op een pc wordt gevonden, omvat diskettedrive, harde schijf en cd-station. De diskettedrive heeft het voordeel dat het opslagmedium (floppy disk) dat kan worden verwijderd van de drive, terwijl het medium van opslag op een harde schijf over het algemeen niet verwijderbaar is. Als gevolg hiervan kan de opnamedichtheid hoger zijn.
De opslagcapaciteit op een harde schijf is dus een paar honderd keer de capaciteit van een floppydisk. De CD-drives proberen beide functies van hoge dichtheid en verwijderbaarheid te combineren. De populaire CD-stations zijn echter alleen-lezen (daarom worden ze CD-ROM genoemd) en zijn alleen nuttig in het geval van opslag waarbij de inhoud waarschijnlijk niet zal worden gewijzigd. Elke CD heeft de opslagcapaciteit bijna gelijk aan die van een hedendaagse harde schijf.
4. Beeldscherm en andere apparaten:
Een pc kan invoerapparaten hebben zoals een toetsenbord, muis, scanner, lichtpen, luidspreker, enz. Het kan een printer (s) hebben naast de displayeenheid (monitor of de VDU) die eraan is bevestigd om er uitvoer van te verkrijgen. Ten behoeve van communicatie kan er een modem op zijn aangesloten en voor een betere geluidsweergave; het kan ook een luidsprekersysteem hebben.
Prestaties van pc:
De prestaties van een pc zijn afhankelijk van een groot aantal factoren, waaronder de CPU, het RAM en randapparaten die eraan zijn gekoppeld. De randapparatuur is traag in vergelijking met CPU en RAM. Hun prestaties zijn op hun beurt afhankelijk van de prestaties van de CPU en het RAM.
Daarom wordt er gezegd dat de snelle microcomputers zijn gebouwd op snelle CPU's met grotere en snellere RAM's. De CPU-snelheid is een functie van vele factoren. Enkele van de belangrijke zijn hieronder vermeld.
(a) Kloksnelheid:
De verwerking van elke programmainstructie omvat twee cycli, instructiecyclus en uitvoeringscyclus genoemd. Deze cycli worden gesynchroniseerd door een bepaald aantal elektronische pulsen gegenereerd door een klok ingebouwd in de CPU-chip.
De snelheid van deze klok beïnvloedt dus in grote mate de snelheid waarmee instructies worden uitgevoerd. Telkens wanneer deze klok klikt (en 133 miljoen keer op een seconde klikt in geval van 133 MHz CPU-chip), wordt een deel van de cyclus uitgevoerd. Dus als een ander ding gelijk is, de kloksnelheid hoger, is de uitvoering van de instructie sneller.
(b) Cachegeheugen:
Het RAM kan de snelheid van de systeemklok niet evenaren en dus wordt een snellere RAM gebruikt tussen het RAM en de processor om de snelheid van communicatie van gegevens en instructies tussen de processor en RAM te verbeteren. Zo'n geheugen wordt cachegeheugen genoemd.
De primaire cache (level 1) is in de CPU ingebouwd en werkt op de interne kloksnelheid van de chip. De secundaire cache (niveau 2) is op het moederbord geplaatst en werkt met de snelheid van het moederbord, die meestal lager is dan die van de CPU. De grootte en snelheid van het cachegeheugen beïnvloedt de toegangssnelheid en, op zijn beurt, de verwerkingssnelheid.
(c) Architectuur:
Elke microprocessor is in staat om een bepaald aantal instructies uit te voeren. De instructie in de instructieset kan bestaan uit optellen, aftrekken, laden enz. Sommige architectuur heeft de instructieset tot zo'n klein formaat gereduceerd dat de processor één instructie in één kloktijd kan verwerken. Zulke architectuur wordt Reduced Instruction Set Computer (RISC) -architectuur genoemd.
Er wordt beweerd dat de CPU's op basis van dergelijke architectuur sneller zijn. Het verhogen van de CPU-snelheden en complexiteit van architectuur hebben deze controverse echter tot rust gebracht. Met de inbedding van Multimedia-instructie Extension door Intel Corp. (MMX-technologie genaamd), is de snelheid van het verwerken van afbeeldingen aanzienlijk verbeterd in het geval van CPU-chips met MMX-technologie. Moderne microprocessors gebruiken meertrappige pipelines om meer dan één instructie tegelijk te verwerken.
Dit wordt bereikt doordat de CPU de volgende instructie raadt en als de schatting verkeerd loopt, wordt het proces omgekeerd en wordt de juiste instructie uitgevoerd. Beter ontworpen CPU's hebben minder kans op een dergelijk optreden.
(d) Dichtheid van transistors:
Hoger de dichtheid van transistors op de CPU-chip, sneller is de verwerking van instructies door de chip. Moderne CPU (die een kloksnelheid van 200 MHz geeft) verpakt hun transistors zo dicht bij elkaar dat de afstand tussen twee transistoren ongeveer 0, 35 micron is (één micron is gelijk aan 1/100 van de diameter van menselijk haar).
Met andere woorden, ongeveer 300 transistoren zijn verpakt in een ruimte gelijk aan de diameter van menselijk haar. De huidige Intel Pentium-chip heeft bijna 4, 5 miljoen transistors op een vierkante inch silicium.
Het kan belangrijk zijn om in gedachten te houden dat deze factoren een rol spelen bij het bepalen van de maximaal mogelijke snelheid van de CPU en de prestaties van de pc. De werkelijke doorvoer van de pc wordt beperkt door de snelheid van de apparaten die het gebruikt.
De prestaties worden ook bepaald door het type applicatiesoftware dat op de pc wordt gebruikt. Voor bepaalde soorten applicatiesoftware zou het geen significant verschil maken als men 66 MHz CPU of 200 MHz CPU gebruikt. Als de software de snelheid van de CPU niet goed kan gebruiken, maakt de snellere pc mogelijk geen significant verschil in de prestaties. .
Voor een tekstverwerkingstoepassing is de snelheid van typen bijvoorbeeld een beperkende factor voor de snelheid van de CPU, terwijl in een beeldverwerkingstoepassing MMX-technologie CPU de snelheid aanzienlijk zal verbeteren.
