КТ.Модуль 1

АрхітектураARMмашина,(AdvancedAcornмашина, RISCRISC
вдосконаленаRISC	-машина)			-	сімействоліценз32 ваних	-бітних64	-бітних
мікропроцесорнихядеррозробкико					мпаніїARM Limited.
ПроцесориARMшироковикористовуютьсяспоживчійелектроніці							- в
томучисліКПК,мобітел,цифровихьнихефонносіяхтплеєрах,
портативнихігрконсоляхвих,калькуляторахікомп'ютернихериферійних
пристр,такихякжорсткідискиях					абомаршрутизатори.
1.3.2Еволюція.		графічнихадаптерів
ОднимзпершихграфічнихадаптерівдляIBMставMDAPC
(Monochromeв1981році.ВінпрацювавтільDisplayтекистовомуAdapter)
режимізроздздатль×80ністюою					25символівфізично( 720	×350точок)	і
підтримував'ятьатрибутекс уів					.
Першоюкольоров		ою відеокартоюсталаCGA (Color Graphics Adapter),
випущеIBMісталаосндляподальшиховоюстанвід.Вартівеокнарт
моглапрабоцюварежимітекстзрозширеннямовому40×25і 80×25,абов
графічномузрозширенням320×200або640×200Утекстовихрежимах. було
доступно256атрибутівмволу					- 16кольорівсимволукольорів16фону,
графічномурежимі320×200булодоступночотирипалітрипокольори
кожна,режимвисокогозширення640×200б					увмонохромним.
Якрозвитокцієїкарти'явивсяEGA (Enhanced					Graphics Adapter)		-
поліпшенийграфічнийадаптер,зрозширеноюдокольорів64палітрою,
проміжнимбуферо.Булпокращенорозшидо×64035в езультатіння,
додавсятекстовийрежим×80					43. Колірнапалітрабуларозширенадо64
кольорів.Графічнийрежимтакождозволяввикористовуватип озширенні
640×350кольорівз16палітри64кольори.
ПотімIBMпішлащедалі					розробилаVGA (Video Graphics Array		-
графічнвідеомас)Це.факивйстичнийан					дартвідеоадаптеразкінця80		-х
років.Додані:текстоверозширення720x400дляемулMDAіграфічнийції
режим640x480здостучерезбітплощини.вім
З1991рокуз'явилосяпоняттяSVGA (Super VGA)						- розширенняVGA
додабільшвисоканнямрежідодихмів					атковогосервісу,наприклад
можливостіпоставидовільнучаскадрів.Числоотуодночасно
відображуванихкольорівзбільшилось65 536) 16т(High777Color,216 16
(Trueбіта),з'являютьColor,додатковітек24режимис.ятові
ВідеоадаптериMDA, Hercu					les,і EGAоснащувалисяCGA9	-контактним
роз'ємомтипуD	-Sub	(рис. 1.		48a). Деколи такожбувприсутнкоаксіальний
роз'ємCompositeщод вивестизволявчорноVideo,						-білезобрнаження
телевізійприймачабоон,оснащенийіторНЧ					-відеовходом.
ВідеоадаптериVGAіпізазвичаймалинішівсьогоодинроз'ємVGA (15							-
контактнийD	-Sub,рис1.4		8b)Зрідка. ранніверсіїVGA			-адаптерівмалитакож
роз'ємпопередньогопокоління(9					-контактний)длясумзстаримиісності
моніт.Вибірорамибочвихзадававсяоперемикадуго						чаминаплаті
відеоадаптера.

34

Вданийчасплатиоснащуютьроз'ємамиDVI			(рис. 1.48c)	, HDMI (рис.
1.48d),абоDisplayвкількостівіддоPortноготрь.Деяківідеокартих ATi
останньогопоколінняоснащуютьсяшістьмавідеовиходами.ПортиDVIHDMI
єеволюц ійнимистадіямирозвиткустандартупередачівідеосигналу,томудля
з'єднанняпристроївзцимитипортівамиможливевикористанняперехідників.
ПортDVIбудвохрізновидіває. DVI			-Iтакожвключаєаналоговісигнали,
щод зволяпідключитимоніторчерезперть			ехідникнароз'ємD	-SUB. DVI-D
недозвцьзробитиляє.гоDisplayPortдозволяєпідключатичотирьох
пристроїв,утомучисліакустичнісистеми, USB			-концентраториііншіпристрої
введення-виведення.
Першікомп'ютмонаеризпітодтриDisplayPortнамкою				дійшлив
продажв2008році.
Доліта2011рокуDisplayPortізменшениврозмірі'ємаMini(ми
DisplayPort,рис. 1.4		8e)бувстандадляновихпртомодуктівсіействаApple
MacintoshКомп'ютериMacBook,.маливихідMacBook Pro, MacBook Air
DisplayPort,д	оякогочерспецізадможеальнийптертакожпідключатися
монітDабVGAКомпIр'ютериMac.маливиходиminiDisplayPortі DVI
(Моделі,починаючиз2010року,маливиходиHDMIіMiniDisplayPort).

Рис.	1.48. Інтерфейсипідключеннявідеоадаптерів:
a) 9-контактний D-Sub; b) 15-контактний D-Sub (VGA); c) DVI; d) HDMI; e)
	MiniDisplayPort.
1.4. Перспективи подальшого розвикомп’ютехнікиерку ої
Розвитоккомп’ютертехнологійстоїтьихнамісці.Тещокільроківа
томуздавалосялишефантастичноюідеєю,	заразвжестаціреальнимком.
Лишезакількаостанніхроківрозмірикомп’ютерівзмешились	врозмірахта
сталивсотніразпотужнішимив.Тепвчзнаютье,рщо	можна зменшити
розміртихжесамікихдорооднчіпівзміруат!Нижчеогоман дв якідені
знайцікавішихдосягненькомп'ютернихтехнологіях.
1.Кван4.1комп.’ютериові
Квантовийкомп'ютер	- обчислювпристрій,щонаосновільнийцює
квантомеханіки.Квантовийкомпої'ютерпринципововідрізняється
класичнихкомп'юте,щопрівацюютьнао	сновікласичноїмеханіки.

35

Принципроботитакомп'ютерагопов'язанийквантовими
властивостямиатомівтаіншихчастинок.			Роботак	вантовогокомп'ютера,
зокрема,можебутизаснованамоімпульсуентахспінах()електронів
атомнихядертанавластивостях		квантовихчастинок.Колиспінчастинки
спрявгом, ожрахуватиийу,щонатомнабув“значення” напрям1,
внизбудевідповідати0.
Уквантовомукомп'ютерстаномуваіодчастинкиняієївикликає					квантового
змінуставсіх.Цеушихіпризводитьдотакзвано				го
паралелелізму обчислень.Завдяцьомуефектувантовийко'ютермпоже
матифеноменальнупроду.Дляокремихтиобчисленьвністьпів,такихяк
склаалгоритмидкриптніля,абдляпошукуграфіїінфв’ємнихбрмації
масидани,квакхнтовий	омп'ютерможевикори“тандемі”стовуватиотні
атомів.Длякласичногокомп'ютцбвідповідалоеравиконаннюмільярдів
операційодночасно.
Щеоднієюзважливихособливостейквантовихчастиєпоняттяок
суперпозиції,тобтоможливостіданихчастинзнаходик				тисьодночаснов
декількохстанах.
Наймеодивимірунінформаціїшоюицеюквантовомукомп’ютеріє
кубіт (щоможнарозшифруватияк		кванбітовий	).
Якікубіт, допускаєвласнихстан			и,щопозначаються		як 0 та1
(рис. 1.49) ,алеприцьомумож		е знаходитиівїхсяуперпозиції,тобтовстані
A*0+B*1,де A таB	– комплекснічисла,щозадовольняютьумові			|A|2+|B|2=1.

			Рис. 1.49.Позиціїкубіта
Квантовийрегістр		–	ланцюжквантбазовихбі.Дівокстанів
квантовогорегістра,утвореного			L куб,вітамидн	осяться,таксамояків
класичному,всіможливіпослідоодидовжиноюостіиць				L.Всього
можебути2	L різнихкомбі.Одцібазовінастаниційкневичерпуютьвсіх
можливихзначекварегістрантовогоьна(відмінукласичного),оскільки
існуютьще	йстанисуперпозиції,щозадаютьсякомплекснимиамплітудами.
Класичногоналогавбільшостіможливихзначекварегістрантовогоьза(
виняткбазових)прнеіснуємсто.Станикласичногорегістра				- лише маленька
частинавсієїмножинистанівквантовогокомп'				ютера.Наприклад,увипадку
систездвохкубітівмиякбиоперуєодночаснозусімаможливимиїї
станами: 00, 01, 11, 10		- щовідпчотирьомобчислюввідаєпоток. альним
Побудквантового'ютемпувиглядіреальногофізичногоприладу
єфундаментал ьноюзавданнямфізики			XXI століття.Наданийчаспобудовані
тількиобмеженійоговаріанти.
Влютому2007рок			анадськакомпаніяD	-Wave Systems заявилапро
створензразкаквакомпн'ютератовя,щскладаєтьсяогоз16кубіт				ів. Пристрій
отримавназвуOrion.

36

11травня2011	було представлено комп'ютерD	-WaveстворенийнаOne,
базі128 -кубітногопроцесорарис(. 1.50)	.

	Рис. 1.50. 128		-кубітнийпроцесорквантовогокомп’ютера
Комп’ютер	виквсьогооднунуєзадачу		– дискретнуоптимізацію.
Втравні2013рокубулопр			оведенорядтестів,зметоюпорівняти
можливостіданогоквантового’ютерампзізвичайнимтирьохпроцесорним.
Впершомутестінаоднізадач			D-Wave One витра0,5секундивтивчасой
яккомп’ютерузпроцесором		Intel знадобилосьїївиконання30хвил		ин.
Щпобперспекказатикванкомп’ютерівових,слідзазначити,що
длярозшифркодунаосновіки			RSA (розбивканапростімножники
трьохсотрозрядногочисла		)сучаснкомп’ютерумублизькотрібно13
мільярдівроків.Квантоко’ютерможепвпоратисяийз			даноюзад чею
кількатижнів.
1.4.2. Оптичні (фотонні) комп’ютери
Оптичнийкомп'ютер			- комп'ютер,заснвикористанніований
оптичнихпроцесорів.Навідмінузвичайнихкомп'ютерів,зас ованих
електртехнол,в ннпткои'ютерахгіяхчнихмпопераці				ївиконуються
шляхомманіпуляціїпотокамиоптв чнпромінювання,щодгодосягтизволяє
більшпродуктивностібчисленьї.
Першиймакетоптичногокомп'ютерабувствоу р1990енийоці
компанієюBellПроцесордругогоLabsпокн. назліннясив«DOCу				-II»ібув
здатнийперевірятидо80тис.сторіноктекстусекпривндуконанніманди
пошукуслова.

37

В 2003роцікомпаніяLensletстворила			ершийвсвітіоптичнийпроцесор	,
причомуцебулане	просто демонстраційнамодель		,акомепродуктційний	,
якийможнабулокуп	ити.ПроцесорназивавсяEnLight256		(рис. 1.51)	,його
продукстано8ераивністьила		флоптрильйонів( арифметичнихоперацій
секунду)	. Операціївиконувалисязарах	унокманіпуляціїпотоківсвітла,не
електронів,томубуладосягнутатакапродуктивність.

	Рис. 1Оптичний.51процесор.		Lenslet EnLight256
Оптичнітехнологвпершучергуорієнтовпринаймнію( зар) з
промисловевиробницттобто,військотех, наобластіікву,вяких
потрібновреальномучасіоброблятивеликіпотокиінформації				затримка в
кількасотихсекундможезакінчитисянепоправнинаслідка. ми
1.Нові4технологіїзберігання.3. даних
Нанодоти – перспективнийматеріалдлявиготовленнязасобівзберігання
даних,щоявляєсобоюмільярдикрихітмагнітівих			.Вониможутьзмінювати
свою полярність,такимчиномзберігаюінформ.Судослідженнячаисніц ю
показали,щооб’ємнанодот	-дисківможеразів100перевищуватиоб’єм
сучаснихжорскихдисків,займаючиприцьозначеумісцян.шео
Спінтроніка – галузьелектроніки,щовикорисквантовує				овластивості
спінуелектронів,щохарактеризуютьсяд квантовимиомастанами.
Орієнтаціяспінівзалишаєтьсянезмінн,якщоджерелоп ляризованогою
струвим,томуикаєтьсяспінтронніпристрої			можутьнабути	широкого
використаннявякості	пристроїв запам'я	товуванняінформації.
Найпростішелемент,якийпояснюєпринципроботи,йцедвадтонкі
феромагнетикирізноїтовщини,наприкладзкобальту,розділеніпарамагнітним
матеріалом,наприклад,зміді.Першийпластферомагнетикаслужить
поляризаторомструмуі	рієнтйогомагнітногоціямоментузалишається
незмінноюупросторітачасі.Іншийпластмаєзміннуорієнтаціювектор				а
магнітногомомен.Якщ,щоеріалуферомагнітнізділюєпласти,
напівпровідником,тотакийспінтропристрійприйнятонийазиватиспі				новим
клапан,якщожвонироздімдіеле,тотакіелектронніктрикомелементиє
тунельнимиз'єднаннями.

38

Вферомагнітнихнапівпровіддосягаютьсярівніспіновоїиках

поляризацзначнобільшідо(100%),нвметалахїждо(10%)		,щор данібить
пристроїідеал	ьнимидлязберіганняінформації.

Контрольніпитання

1.Назвітьоснаовні йпростішіпристроїобробкиданих,щопередували створеннюкомп’ютера.

2.Охарактеризуйтеп околіннякомп’ютехнікир. ої

3. Вкажіназву,дазапускуттаьпризначення	ершого електроного
комп’ютер а.

4.Перерахуйтеп ершіперскомп’ютеринальні.

5.	Назвітьосновпринципиі	рхітектурафонНеймана.
6.	Колиікимбулав	инайдена інтегральна мікросхема.

7.Сформулюйтез аконМура.

8.	Дайтекороткухарактеристикум			одельному ряду процесорів Intel.
9.	Дайтекороткухарак		теристикум	одельному ряду процесорів AMD.
10.	Перерахуйтеосновнихвиробниківп			роцесорів длямобільних
	пристроїв.
11.	Дайтекороткухарактеристику			волюції графічнихадаптерів.
12.	Назвітьосновні	нтерфесипідключеннявідеоадаптерів.
13.	Охарактеризуйтеп		ринципроботикв	антко’ютеравогомп.

14.Щоявляюсобоюопкомптютери’ьичні?

15.Назвітьн ові перспективні технологіїзберіганняданих.

39

—

є

о

,

’

вв

яку

які

і

	блок
процеси.Системблдок
дрібніших
Засоби
пристроїзадопомогою
процесизараз.
Засоби				дозволяє
відстежувати,що комп'ю
процесомзайнякомп'ю.терий
системногоблоку.
системногоблоку				истроїв
можвіднестипринтериа,сканери, ,				,
акустичніколонки
2.2.
осн вні				: центральний
процесор,ОЗП
тощо.Якправило,
додаткових,для
шиниUSB,та	PCI
			10
	4		9	3
	1		2
				7
				8
		6	5
		11
Основні
•
•	Роз’єми
•

• Завантажувальнийпристмік( ріосхема		BIOS (5) батарейкадля
збереженняналаштувань(6));
• Слротизширення(	PCI Express (7) та PCI (8));
• Інтерфейсніроз’ємидля(підключенняжорстдис: огоу		IDE (9),
SATA (10);дляпідключеннямишкитаклавіатури,		LPT, USB,а удіо-
виходи(11)).
Сокет – гніздо,вякомузнаходитьсяцентпроцесоральнийрис( 2.3).

Рис. 2Сокет.3(s1155).підпроцесориIntelдругогопоколінняCore i3
Набірсистемноїлогіки		- набірмікр,щзабезпечуютьосхем
підключення процесора доОЗПіконтрол			ерівпериферійнихпристроїв.Як
правило,сучн систембориснілогікибудуютьсянбазіоїдвох					надвеликих
інтегральнихсхем	:північного« »південного« мостів».
Північнийміст		– забезпечуєпідключеннямікропрдовузлів,щоцесора
використовуютьвисокопро		дуктивнішини:ОЗП,графічнийконтроллер.
ЗазвдосистемногочайконтроллерапідключОЗП.Утакомується
випадкувінміститьобіконтроллерпам'яті.				Відтипузастосо	вуваного
системногоконтроллеразалежитьмаксимальнийоб'єм				оперпам’яті,щотивної
можнавстановити .Алевданийчасєтенденціяінтеграці				ї контролераОЗП
безпосередньов	процесор.
Дляпідключення		процесора	досистемногоконтроллера
викоршинастовується		.
Комп'ютершина		– системапровідників		,якапередаєданіміж
функціблокаминльними		комп'ютера.	Дошиниможнапідкількалючити
пристрпоодннаборупровіднмуїв.Кожнашинавизсвійківначаєбір
з'єднань дляфізичногопідключенняпристроїв,карткабелів.
Шина HyperTransport - цедвонаправлепаралельнапослідов/ но
комп'ютершина	звисокоюпропускноюздатністюмалимизатр. мками

Комп'ютери,щовикористовуютьHyperTransportбільшуніверсальніпрості.

42

Навід отриматидодоступлотівта північнта морис(гостів. 2. більш.

Тунель

HyperTransport

		USB				USB
			Контроллер
	Південний	Ethern				Ethern
			ввиводу/
	міст	Аудіо	HyperTransport			Аудіо
	Слоти		Слоти
	розширення		розширення
	PCI, PCIe		PCI, PCIe
	Рис. 2.4
PCI -		водупідключення
платикомп'ютера.
Вданийчас
Express	та	201				3 рік)
лишео,динрідвако'є						6,що
раніше.Надеякісучма
зовсім.
PCI		на п
шиниPCIі
передачіданих.
З'	між
декількох(x2, x4,
ліній.Коженпристріймає з'
(x1).
контролеришиндля
Express та		які
непотребуютьвисокої.

43