Определение аппаратного обеспечения компьютера. Синтез логических схем на элементах 2И-НЕ и 2-ИЛИ-НЕ

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ  И НАУКИ РФ

ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ  БЮДЖЕТНОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ

ВЫСШЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО  ОБРАЗОВАНИЯ

«ДОНСКОЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ» (ДГТУ)

 

Кафедра «Программное обеспечение  вычислительной техники и автоматизированных систем»

 

«УТВЕРЖДАЮ»

«Заведующий кафедрой «ПОВТ  и АС»

_____________________Нейдорф Р.А

«___» ____________________ 20 __ г.

 

ПОЯСНИТЕЛЬНАЯ ЗАПИСКА

к курсовой работе по дисциплине архитектура ЭВМ на тему:

«Определение аппаратного  обеспечения компьютера. Синтез логических схем на элементах 2И-НЕ и 2-ИЛИ-НЕ»

 

Студент ____________________________________________Группа ______

Специальность ___________________________________________

 

 

Руководитель работы         _________________                 /Жуковский А.Г./

 

 

 

Ростов-на-Дону

2013 г.

Оглавление

Введение 3

Часть 1. Определение  аппаратного обеспечения компьютера и построение его структуры 4

Процессор 4

Накопители. 5

Оперативное запоминающее устройство. 8

Системная плата. 9

Сетевой адаптер. 11

Видеоадаптер. 11

Часть 2. Синтез логических схем на элементах И-НЕ и  ИЛИ-НЕ 13

Заключение 20

Список использованных источников. 21

 

 

Введение

Данная курсовая работа состоит из 2-х частей. Первая - определение аппаратного обеспечения компьютера и построение его структуры. Вторая - синтез логических схем на элементах И-НЕ и ИЛИ-НЕ.

Аппаратное обеспечение - аппаратные средства, компьютерные комплектующие, жарг. железо (англ. hardware) — электронные  и механические части вычислительного  устройства, входящие в состав системы  или сети, исключая программное обеспечение  и данные (информацию, которую вычислительная система хранит и обрабатывает). Аппаратное обеспечение включает: компьютеры и логические устройства, внешние  устройства и диагностическую аппаратуру, энергетическое оборудование, батареи  и аккумуляторы.

Логические схемы - схемы, состоящие из логических элементов. Они используются при построении вычислительных устройств для обеспечения  выполнения арифметических, логических и других операций над машинными  словами.

Элементарные логические операции над двоичными переменными  реализуются схемами, которые называются логическими элементами. Число входов логического элемента соответствует  числу аргументов воспроизводимой  им булевой функции. 

Часть 1. Определение  аппаратного обеспечения компьютера и построение его структуры

Процессор

 

Тип процессора	Intel Pentium 4 Processor 530/530J
Тактовая частота	3 GHz
Количество ядер	1
Кэш-память 1 уровня	16 КВ
Кэш-память 2 уровня	1 MB
Разрядность шины	32-bit
Фирма-производитель	GenuineIntel
Технология	Intel Hyper-Threading Technology

 

Intel Pentium 4 (ядро Willamette)

Intel Pentium 4 1.3, Intel Pentium 4 1.4, Intel Pentium 4 1.5, Intel Pentium 4 1.6, Intel Pentium 4 1.7, Intel Pentium 4 1.8, Intel Pentium 4 1.9, Intel Pentium 4 2.0.

Линейка из восьми процессоров, выпускаемых  компанией Intel с 20 ноября 2000 года. Последняя  модификация процессоров этой линейки  были представлена в сентябре 2001 года.

Производились процессоры по технологии – 180 нм, и содержали два уровня КЭШ-памяти (L2 КЭШ – 256 Кб). Работали они на тактовой частоте, изменяющейся, в зависимости от модификации, от 1,3 ГГц до 2 ГГц. В качестве системной  шины использовалась шина FSB, работающая на тактовой частоте – 400 МГц. Рабочее  напряжение составляло 1,7/1,75 В, а потребляемая мощность – 51,6-75,3 Вт. В зависимости  от модификаций, процессоры устанавливались либо в разъем Socket 423, либо в разъем Socket 478. Все процессоры поддерживали наборы инструкций MMX, SSE, SSE2.

Работа над процессорами этой линейки  началась еще в 1998 году, но, в связи  со множеством трудностей, разработка продлилась до конца 2000 года. Новые  процессоры создавались на микроархитектуре NetBurst, имевшей принципиальные отличия  от микроархитектуре P6, на основе которой  строились процессоры Pentium II и Pentium III, поэтому они получили новое название – Pentium 4.

Первые модификации процессоров Pentium 4 (Intel Pentium 4 1.4, Intel Pentium 4 1.5) были не очень  удачными. Они проигрывали в производительности топовым моделям Pentium III и конкурирующим  процессорам компании AMD. И цены на эти процессоры были велики. Однако, со временем, когда появились более  быстрые модификации процессоров  этой линейки (Intel Pentium 4 1.9, Intel Pentium 4 2.0), Pentium 4 стал отвоевывать свою нишу на рынке вычислительной техники.

Накопители.

 

Количество накопителей информации	1
Модель	Seagate Barracuda 7200.10 500630
Емкость	500 Гб
Вид интерфейса	Ultra-ATA/100

ATA ( Advanced Technology Attachment) — параллельный интерфейс подключения накопителей (жёстких дисков и оптических дисководов) к компьютеру. В 1990-е годы был стандартом на платформе IBM PC; в настоящее время вытесняется своим последователем — SATA и с его появлением получил название PATA (Parallel ATA).

Для подключения жёстких дисков с интерфейсом PATA обычно используется 40-проводный кабель (именуемый также  шлейфом). Каждый шлейф обычно имеет  два или три разъёма, один из которых  подключается к разъёму контроллера  на материнской плате (в более  старых компьютерах этот контроллер размещался на отдельной плате расширения), а один или два других подключаются к дискам. В один момент времени  шлейф P-ATA передаёт 16 бит данных. Иногда встречаются шлейфы IDE, позволяющие  подключение трёх дисков к одному IDE каналу, но в этом случае один из дисков работает в режиме read-only

Долгое время шлейф ATA содержал 40 проводников, но с введением режима Ultra DMA/66 (UDMA4) появилась его 80-проводная версия. Все дополнительные проводники — это проводники заземления, чередующиеся с информационными проводниками. Таким образом вместо семи проводников заземления их стало 47. Такое чередование проводников уменьшает ёмкостную связь между ними, тем самым сокращая взаимные наводки. Ёмкостная связь является проблемой при высоких скоростях передачи, поэтому данное нововведение было необходимо для обеспечения нормальной работы установленной спецификацией UDMA4 скорости передачи 66 МБ/с (мегабайт в секунду). Более быстрые режимы UDMA5 и UDMA6 также требуют 80-проводного кабеля.

 

 

 

 

Краткие технические характеристики интерфейса АТА

Оперативное запоминающее устройство.

 

Количество слотов памяти занято	2
Частота системной шины	200 МГц (QDR)
Тип памяти	DDR
Емкость установленных планок	1023 Мб
Есть ли возможность увеличения объема оперативной памяти	Есть возможность

 

DDR - Double Data Rate, современные модули памяти с частотой до 200 МГц, имеющие 184 контакта и информационную емкость 64, 128, 256 и 512 Мбайт. DDR использовался для оснащения видеокарт с чипами nVidia GeForce256 и был основан на существующей технологии памяти, поэтому производители чипсетов обратили внимание именно на него.

Память DDR обходится существенно  дешевле в производстве, обеспечивает вдвое большую пропускную способность, поэтому идея применить ее не только для оснащения видеокарт, но и  для построения основной системной  памяти была очень удачной.

DDR SDRAM тактируется так  же, как и обычная SDRAM, т.е. частота подачи управляющих сигналов (адреса строк и столбцов, стробы) такая же, только частота выдачи пакетов данных у DDR в два раза выше, так как они выдаются по обоим фронтам синхросигнала. Таким образом, скорость доступа у новой памяти остается на том же уровне, возрастает лишь скорость получения результатов доступа.

 

 

 

Краткие технические характеристики модулей памяти DDR

Минимальное количество микросхем  на модуле	8
Максимальное количество микросхем на модуле	9
Пропускная способность	до 3.2 Gb/s
Количество сигнальных выводов  модуля	168

 

Системная плата.

 

Модель системной платы	Epox EP-4PDA3I-3
Вид разъема под процессор	Socket 478
Максимальную тактовую частоту  процессора	4.2 GHz
Максимальный объем памяти	4 Гб
Тип чипсетов северного моста	Intel Springdale i865PE
Тип чипсетов южного моста	Intel 82801EB ICH5

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Структурная схема компьютера

 

 

Сетевой адаптер.

 

Сетевой адаптер	WAN (PPP/SLIP) Interface
Сетевой адрес компьютера	255.255.255.255
Физический адрес адаптера	00-53-45-00-00-00
Максимальную скорость передачи информации в сети	7200 kbps

Видеоадаптер.

 

Тип видеоадаптера	Sapphire Radeon X1650 PRO
Тактовую частоту	600 МГц
Размер видеопамяти	256 Мб
Видеоразрешение экрана	1280 x 1024

 

Radeon X1650 PRO - решение, продолжившее  линейку X1600. Отличия от младших  карт заключаются не только  в частотах, а также еще и  в использовании 80 нм-чипа RV535 помимо  более "грубого" RV530 (90 нм). Основные  характеристики чипов составляют: 4 текстурных конвейера (TMU), 12 пиксельных  конвейеров и 5 вершинных конвейеров. Частота графического процессора  выше, чем у X1600 XT на 10 МГц и составляет 600 МГц. Частота памяти, у референсного  варианта с использованием чипов  типа GDDR3 составляет 700 (1400) МГц, но  в линейке Sapphire существуют также  модификации оснащенные чипами GDDR2, с частотой как у X1600 PRO - 400 (800) МГц.

Объем памяти устанавливаемой на карты  составляет 256 MB или 512 MB, шина памяти имеет  ширину 128 бит. Radeon X1650 PRO доступен у Sapphire и в AGP-исполнении, поддержка этого  интерфейса организована посредством чипа Rialto. В этом случае, для соответствия с требованиями по энергопотреблению, на плате распаян коннектор для подключения внешнего питания.

Графическим процессором, примененным  в этих видеокартах, полностью поддерживаются на аппаратном уровне спецификации SM 3.0 (DirectX 9.0c) и HDR-блендинг в формате FP16 с  возможностью совместного использования MSAA. Технические характеристики этого  решения позволяют использовать игровые приложения класса не выше SM 3.0 с приемлемым уровнем быстродействия при установках графики на уровне средних и даже выше.

Присутствует возможность объединения  двух видеокарт в связку CrossFire.

 

Краткие технические характеристики видеоадаптера

Графический процессор	RV530 / RV535
Техпроцесс	0,09 / 0,08 микрон
Число транзисторов	157 млн
Объем видеопамяти	256 / 512 МБ
Частота чипа	600 МГц
Частота памяти	700 / 400 МГц
Блоков пиксельных шейдеров	12 пиксельных  процессоров
Блоков вершинных шейдеров	5 геометрических процессоров
Текстурных  блоков	4
Число слоев PCB	8
Разрядность шины памяти	128 бит
Тип памяти	GDDR3 / GDDR2

 

Часть 2. Синтез логических схем на элементах И-НЕ и  ИЛИ-НЕ

Содержание работы

Работа предполагает последовательное решение следующих задач:

1. По принципиальной электрической схеме установить функциональную зависимость в виде формул алгебры логики и таблицы истинности.
2. По заданной таблице истинности составить совершенную нормальную дизъюнктивную форму (СДНФ) и совершенную нормальную конъюнктивную форму (СКНФ).
3. Минимизировать логическую функцию любым известным методом.
4. Синтезировать комбинационное устройство в заданном базисе И-НЕ, ИЛИ–НЕ.
5. Синтезировать комбинационное устройство в заданном базисе двухвходовых элементов  2И–НЕ,  2ИЛИ-НЕ.