Seriál Co se děje v počítači
Tento seriál je určen pro ty uživatele počítačů, které zajímá, jak počítače ve skutečnosti pracují, tj. co se uvnitř počítačů děje. Budeme si povídat o jednotlivých součástech architektury počítačů, rozebereme logické obvody, mikroprocesory, ale i to, jak je to s těmi jedničkami a nulami.
Instrukce typu SIMD na mikroprocesorech RISC (3.část - MIPS-3D a VIS)
Dnes se již potřetí budeme zabývat popisem instrukčních sad s „vektorovými“ instrukcemi SIMD, které jsou využívány na mikroprocesorech RISC. Zatímco minule jsme se zaměřili na popis instrukcí MAX-1 a MAX-2 používaných na procesorech PA-RISC, dnes se vrátíme k čipům MIPS i k procesorům SPARC.
Instrukce typu SIMD na mikroprocesorech RISC (2. část)
V dnešní části seriálu o architekturách počítačů si popíšeme technologii MAX-1 a MAX-2 použitou u mikroprocesorů PA-RISC. Technologie MAX-1 je z historického hlediska důležitá, protože jde o první implementaci SIMD instrukcí na mikroprocesorech. V minulosti totiž byly SIMD instrukce doménou superpočítačů.
Instrukce typu SIMD na mikroprocesorech RISC
V dnešní části seriálu o architekturách počítačů se seznámíme s instrukcemi typu SIMD využívanými v některých mikroprocesorech s architekturou RISC. Právě na těchto mikroprocesorech byly SIMD instrukce použity dříve, než vznikly dnes známější technologie MMX, 3DNow! a SSE/SSE2/SSE4 využívané na x86.
SIMD instrukce v moderních mikroprocesorech řady x86 (3.část: SSE2)
V dnešní části seriálu o architekturách počítačů se zaměříme na popis technologie SSE2. Jedná se o rozšířenou instrukční sadu se SIMD instrukcemi určenou pro mikroprocesory řady x86. SSE2 byla postavena na instrukčních sadách MMX a SSE, jimiž jsme se zabývali v předchozích dvou částech tohoto seriálu.
SIMD instrukce v moderních mikroprocesorech řady x86 (2.část: SSE)
V dnešní části seriálu o architekturách počítačů se budeme zabývat dalším rozšířením instrukční sady procesorů x86. Zaměříme se na instrukce SSE, které byly poprvé použity v mikroprocesorech Intel Pentium III a později se rozšířily na další čipy vyráběné firmou Intel i na procesory konkurenční AMD.
SIMD instrukce využívané v moderních mikroprocesorech řady x86
V dnešní části seriálu o architekturách počítačů se budeme zabývat porovnáním instrukčních sad s instrukcemi typu SIMD, které jsou využívány i v moderních mikroprocesorech na platformě x86. Historicky první rozšiřující instrukční sadou je sada MMX firmy Intel a vylepšení 3DNow! od společnosti AMD.
Vektorové procesory aneb další pokus o zvýšení výpočetního výkonu počítačů
V předchozí části seriálu o architekturách počítačů jsme si řekli základní informace o procesorech VLIW, u nichž se zvýšení výkonu provádělo díky instrukčním slovům obsahujícím větší množství operací. Opačná technologie je použita u vektorových procesorů, u nichž je každá instrukce prováděna nikoli s vektorem hodnot.
Architektura VLIW aneb pokus o překonání problémů architektur CISC a RISC
V dnešní části seriálu o architekturách počítačů se zaměříme na popis mikroprocesorů VLIW (Very Long Instruction Word). Jedná se o procesory, které dokážou zpracovávat větší množství instrukcí paralelně, ovšem bez nutnosti používání složitých technologií využívaných v superskalárních mikroprocesorech RISC a CISC.
Mikroprocesory s architekturou RISC - čipy Motorola řady 88000 (88k)
Dnes budeme zabývat další rodinou 32bitových mikroprocesorů s architekturou RISC. Jedná se o čipy Motorola řady 88000, které sice nebyly po komerční stránce tak úspěšné, jako například mikroprocesory MIPS, SPARC či PA-RISC, ovšem jejich návrh nepostrádal eleganci typickou i pro další čipy navržené v Motorole.
Mikroprocesory s architekturou RISC - čipy AMD 29000 (29k)
V dnešní části seriálu o architekturách počítačů se po krátké odbočce do světa zásobníkových procesorů vrátíme zpět k mikroprocesorům s architekturou RISC. Kromě již popsaných „mikroprocesorových rodin“ MIPS, SPARC a PA-RISC totiž existují i další RISCové procesory. V minulosti se poměrně velké naděje vkládaly do procesorů AMD 29000 (29k), kterým se budeme věnovat nyní.
Zásobníkové procesory jako alternativa k architekturám CISC a RISC? (dokončení)
V dnešní části seriálu o architekturách počítačů dokončíme popis zásobníkových procesorů. Popíšeme si rozdíly mezi instrukční pipeline použitou u architektury RISC a u zásobníkových procesorů. Taktéž si řekneme, proč je problematické na zásobníkových procesorech efektivně používat céčkové programy.
Zásobníkové procesory jako alternativa k architekturám CISC a RISC?
V předcházejících sedmi částech seriálu o architekturách počítačů jsme se zabývali popisem mikroprocesorů s architekturou RISC, které byly postaveny na principech umožňujících v každém taktu dokončit (v ideálním případě) jednu instrukci, což představovalo značný rozdíl oproti procesorům s architekturou CISC. Ovšem kromě těchto dvou architektur se objevila ještě architektura třetí – zásobníkové procesory.
Procesory RISC v pracovních stanicích a serverech - architektura PA-RISC
Dnes na chvíli odbočíme od popisu mikroprocesorů SPARC, protože se budeme zabývat 32bitovými a posléze i 64bitovými mikroprocesory PA-RISC navrženými a vyráběnými společností Hewlett-Packard. Tyto mikroprocesory mají několik vlastností společných s architekturou MIPS i mikroprocesory SPARC.
Procesory RISC v pracovních stanicích a serverech - architektura SPARC V8 a V9
V dnešní části seriálu o architekturách počítačů budeme pokračovat v popisu RISCových procesorů SPARC. Zaměříme se především na architektury SPARC-V8 (rozšíření minule popsané SPARC-V7) a taktéž na architekturu SPARC-V9, v níž došlo mj. i k přechodu z 32bitové ALU a pracovních registrů na 64bitovou šířku zpracovávaných dat, což mělo poměrně velký význam především v oblasti výkonných serverů.
Procesory RISC v pracovních stanicích a serverech - architektura SPARC (2)
V dnešní části seriálu o architekturách počítačů budeme pokračovat v popisu mikroprocesorů založených na architektuře SPARC v7. Zaměříme se především na instrukční soubor těchto procesorů, způsob využití jejich sady pracovních registrů i na některé zvláštnosti v samotné konstrukci těchto čipů.
Procesory RISC v pracovních stanicích a serverech - architektura SPARC
V dnešní části seriálu o architekturách počítačů se společně budeme zabývat popisem mikroprocesorů SPARC založených na architektuře RISC. Tyto mikroprocesory byly navrženy společností Sun Microsystems, která je používala v poměrně širokém spektru svých unixových pracovních stanic.
Procesory s architekturou RISC v pracovních stanicích a serverech
V dnešní části seriálu o architekturách počítačů si popíšeme vybrané mikroprocesory s architekturou RISC, které byly použity v některých známých i méně známých pracovních stanicích a serverech. Podívám se na mikroprocesory řady MIPS R2000 a R3000, SPARC a PA-RISC a později na Alpha, POWER, PowerPC a Cell.
Mikroprocesory s architekturou RISC I
V dnešní části seriálu o architekturách počítačů navážeme na část předchozí, v níž jsme si vysvětlili principy, na nichž jsou postaveny procesory s architekturou RISC. Dnes si popíšeme architekturu mikroprocesorů, která dala celému směru vývoje těchto čipů jméno – mikroprocesory s architekturou RISC I.
Konkurence procesorů s mikroprogramovým řadičem - architektura RISC
V předchozích třech částech seriálu o architekturách počítačů jsme se zabývali popisem procesorů vybavených mikroprogramovým řadičem. Většinou se jednalo o procesory s komplexní instrukční sadou – CISC. Ovšem již před 35 lety vznikla alternativa k této architektuře – mnohem jednodušší RISC.
Vývoj mikroprogramových řadičů: od mainframu EDSAC k moderním mikroprocesorům
V dnešním článku si řekneme, jak mikroprogramové řadiče ovlivnily vývoj výpočetní techniky, především procesorů a později i mikroprocesorů s komplexními instrukčními sadami (CISC). Ty sice na čas ustoupily do pozadí kvůli procesorům RISC a VLIW, ovšem v současnosti se zdá být nejvýhodnější právě kombinace CISC+RISC.
Mikroprogramové řadiče a mikroprogramování
Dnes navážeme na předchozí část, v níž jsme si vysvětlili princip funkce řadičů v procesorech i dva základní způsoby zapojení obvodových řadičů využívajících buď čítač nebo posuvný registr. Dnes se zaměříme na řadiče mikroprogramové, které jsou založeny na interní řídicí paměti obsahující mikroinstrukce.
Princip činnosti řadiče v mikroprocesorech
Dnes se společně vrátíme k tématu, kterým jsme se již zabývali v úvodních částech seriálu, v nichž jsme si popisovali princip činnosti mikroprocesoru. Dnes si řekneme, jak mohou být v mikroprocesorech implementovány řadiče. Zaměříme se především na takzvané obvodové řadiče.
Procesor sestavený z čipů řady Intel 3000
Dnes si popíšeme další rodinu bipolárních integrovaných obvodů, která byla navržena tak, aby bylo možné z těchto čipů sestavit plnohodnotný procesor s programovatelným řadičem a volitelnou bitovou šířkou. Jedná se o rodinu čipů Intel 3000, která byla pod označením MH3000 vyráběna i v tuzemském podniku Tesla.
Procesor sestavený z čipů AMD Am2900 - předchůdce skutečných DSP
V dnešním článku si popíšeme integrované obvody tvořící rodinu AMD Am2900. Z těchto čipů bylo možné sestavovat specializované procesory s bitovou šířkou, která mohla být prakticky libovolným násobkem čtyř. Díky tomu, že i instrukční sada byla volitelná, používaly se i pro konstrukci signálových procesorů.
Od mikrořadičů k digitálním signálovým procesorům (DSP)
Dnes na chvíli opustíme téma osmibitových mikrořadičů a začneme se věnovat dalšímu typu (mikro)procesorů. Jedná se o digitální signálové procesory (DSP), což jsou procesory s architekturou navrženou tak, aby mohly optimálně, tj. s malou latencí a vysokou propustností, zpracovávat číslicové signály.
Herní konzole Uzebox (2) a nástroje pro programování mikrořadičů Atmel AVR
V dnešní části seriálu o architekturách počítačů nejprve dokončíme popis herní konzole Uzebox vybavené osmibitovým mikrořadičem ATmega644. Poté si řekneme, jaké nástroje je možné použít pro vývoj programů pro mikrořadiče Atmel AVR. Samozřejmě se zaměříme především na ty nástroje, které jsou dostupné v Linuxu.
Herní konzole Uzebox s osmibitovým mikrořadičem ATmega644
V dnešní části seriálu o architekturách počítačů se budeme zabývat jednou poněkud neobvyklou aplikací osmibitových mikrořadičů Atmel. Jedná se o herní konzoli nazvanou Uzebox, jejíž nejzajímavější součástí je subsystém určený pro generování obrazu bez použití klasického framebufferu (obrazové paměti).
Osmibitové mikrořadiče AVR řady ATtiny a ATmega
Dnes se budeme zabývat popisem dvou řad osmibitových mikrořadičů AVR. Jedná se o mikrořadiče, které stojí na opačné straně cenového i výkonnostního spektra. První řada těchto mikrořadičů – ATtiny – se někdy též nazývá „programovatelné součástky“, zatímco druhá řada ATmega.
Instrukční sada osmibitových mikrořadičů AVR
V dnešní části seriálu o architekturách počítačů si popíšeme instrukční sadu osmibitových mikrořadičů AVR. Jak jsme se již dozvěděli v předchozí části tohoto seriálu, jsou mikrořadiče AVR založeny na kombinaci Harvardské architektury a architektury RISC, což se velmi výrazně projevilo i na formátu instrukční sady.
Osmibitové mikrořadiče AVR
V dnešní části seriálu o architekturách počítačů si popíšeme další typ osmibitových mikrořadičů. Jedná se o mikrořadiče AVR firmy Atmel, které se díky svým vlastnostem staly již krátce po svém uvedení na trh velmi populární, a to jak mezi profesionály, tak i mezi uživateli různých vývojových kitů.
Osmibitové mikroprocesory a mikrořadiče firmy Motorola (3)
V dnešní části seriálu o architekturách počítačů budeme pokračovat v popisu osmibitových mikroprocesorů a mikrořadičů firmy Motorola. Minule jsme se seznámili s mikrořadiči 68HC05 a 68HC08, dnes si povíme základní informace o snad nejznámějším mikrořadiči této firmy – o čipu 68HC11 a mnohých jeho variantách.
Osmibitové mikroprocesory a mikrořadiče firmy Motorola (2)
V dnešní části seriálu o architekturách počítačů se budeme zabývat podrobnějším popisem osmibitových mikrořadičů 68HC05 a 68HC08 firmy Motorola. Tyto mikrořadiče postavené na jádru, které bylo vyvinuté na bázi mikroprocesoru MC6800 popsaného minule, jsou – spolu s jejich pravděpodobně mnohem známějším nástupcem 68HC11 – dodnes používány například v automobilovém průmyslu nebo byly instalovány do telekomunikačních družic.
Osmibitové mikroprocesory a mikrořadiče firmy Motorola (1)
V dnešní části seriálu budeme sice pokračovat v popisu osmibitovým mikrořadičů, ovšem naši pozornost přesuneme z mikrořadičů řady PIC na osmibitové mikrořadiče navržené firmou Motorola a později firmou Fairchild. Všechny tyto mikrořadiče mají svůj základ v mikroprocesoru MC6800 z roku 1974.
Vývojové nástroje pro osmibitové mikrořadiče PIC (2)
Dnes nejdříve společně dokončíme popis vývojových kitů BASIC Stamp, které umožňují programování mikrořadičů PIC s využitím interpretru programovacího jazyka Basic upraveného pro tyto „malé“ mikrořadiče a posléze se začneme věnovat vývojovému kitu Amicus, jenž se podobá známějšímu Arduinu.
Vývojové nástroje pro osmibitové mikrořadiče PIC
V dnešní části seriálu o architekturách počítačů se zaměříme na popis vývojových nástrojů dostupných pro osmibitové mikrořadiče PIC. Popíšeme si sadu nástrojů gputils, dvojici navzájem značně odlišných implementací jazyka Forth (PicForth a FlashForth) a následně se seznámíme s vývojovým kitem BASIC Stamp.
Osmibitové mikrořadiče PIC (3)
V dnešním článku o architekturách počítačů si popíšeme rodinu mikrořadičů PIC12, která nabízí výkonnější čipy, než ty, které jsou dostupné v „minimalistické“ rodině PIC10. Kromě toho se začneme zabývat i nástroji použitelnými pro programování mikrořadičů PIC či pro simulaci jejich činnosti.
Osmibitové mikrořadiče PIC (2)
V dnešní části seriálu o architekturách počítačů budeme pokračovat v popisu možností osmibitových mikrořadičů PIC vyráběných firmou Microchip Technology. Zaměříme se především na rodinu PIC10 a PIC12, v níž můžeme najít velmi malé mikrořadiče, z nichž některé jsou umístěny v pouzdru s pouhými šesti či osmi piny. Tyto mikrořadiče lze využít například jako „inteligentní“ časovače, pro řídicí nebo měřicí účely, přípravu či konverzi dat využívanou výkonnějšími mikrořadiči atd.
Osmibitové mikrořadiče PIC (1)
V dnešní části seriálu o architekturách počítačů budeme pokračovat v popisu osmibitových mikrořadičů. Zaměříme se na známé a rozšířené mikrořadiče z rodiny PIC, zpočátku především na ty typy čipů, které používají dvanáctibitovou a čtrnáctibitovou instrukční sadu.
Mikrořadiče a jejich aplikace v jednoduchých mikropočítačích (5)
V dnešní části seriálu o architekturách počítačů si popíšeme některé způsoby ovládání LCD umožňujících práci s rastrovou grafikou, i když většinou pouze monochromatickou. Taktéž se budeme zabývat několika projekty, jejichž cílem bylo generování obrazu pomocí MCS-51 přímo na televizní obrazovce, popř. na obrazovce monitoru.
Mikrořadiče a jejich aplikace v jednoduchých mikropočítačích (4)
V dnešní části seriálu o architekturách počítačů dokončíme popis osmibitového mikrořadiče Intel 8051, neboli MCS-51. Popíšeme si kity, které lze při programování a ladění těchto mikrořadičů použít, mikropočítače založené na MCS-51 i to, jakým způsobem je u nich řešeno zobrazování informací na (textových) displejích z tekutých krystalů (LCD).
Mikrořadiče a jejich aplikace v jednoduchých mikropočítačích (3)
V dnešním článku se budeme zabývat především popisem známého osmibitového mikrořadiče Intel 8051 (MCS-51), o němž jsme si již zmínili minule. Popíšeme si jak jeho čítače/časovače a sériový port, tak i strukturu paměti údajů, registry speciálních funkcí, Booleovský procesor a instrukční sadu.
Mikrořadiče a jejich aplikace v jednoduchých mikropočítačích (2)
Dnes si nejdříve popíšeme dvojici osmibitových mikropočítačů, které jsou založeny na mikrořadiči Intel 8048, označovaném také jako MCS-48. Poté se začneme zabývat mikrořadičem, který firma Intel začala vyrábět přesně před třiceti lety – jedná se o slavný čip Intel 8051 (MCS-51) používaný doposud.
Mikrořadiče a jejich použití v jednoduchých mikropočítačích
V seriálu o architekturách počítačů jsme se již zabývali popisem mnoha různých mikropočítačů i výkonných pracovních stanic. Dnes se ovšem zaměříme na zcela opačnou stranu výkonnostního spektra – popíšeme si první osmibitový mikrořadič Intel 8048, který byl i přes nízký výkon použit v několika počítačích.
Programovací jazyk BASIC na počítačích kompatibilních s IBM PC v současnosti
V dnešní části seriálu o architekturách počítačů i o jejich základním programovém vybavení dokončíme popis historie programovacího jazyka BASIC. Řekneme si, jaké dialekty BASICu i jaká vývojová prostředí zjednodušující a urychlující vývoj v tomto programovacím jazyku lze používat v současnosti.
Programovací jazyk BASIC na počítačích kompatibilních s IBM PC
V předposlední části našeho povídání o programovacím jazyce BASIC si popíšeme některé významné dialekty tohoto jazyka používané na počítačích kompatibilních s IBM PC. Zaměříme se především na ty interpretry a překladače BASICu, které mohly být provozovány v operačním systému MS-DOS popř. PC-DOS.
Programovací jazyk BASIC na herní konzoli Atari 2600
V dnešní části seriálu o architekturách počítačů si nejdříve řekneme, jaké známé aplikace v BASICu vznikly v dobách osmibitových mikropočítačů, a pak si popíšeme neobvyklý BASIC pro herní konzoli Atari 2600, který se v mnoha ohledech odlišoval od BASICů používaných na domácích i osobních mikropočítačích.
Programovací jazyk BASIC na osmibitových mikropočítačích (dokončení)
V dnešní části seriálu o architekturách počítačů dokončíme popis dialektů programovacího jazyka BASIC dostupného na zahraničních i tuzemských osmibitových počítačích. Budeme se zabývat především multiplatformním a rozšířeným BBC BASICem a taktéž dialekty BASICu, které byly vyvinuty pro tuzemské počítače.
Programovací jazyk BASIC na osmibitových mikropočítačích (3)
Dnes dokončíme popis vývoje programovacího jazyka BASIC na zahraničních osmibitových počítačích. Budeme se zabývat především dialekty tohoto jazyka, které byly používány na ZX Spectru a jeho klonech; samozřejmě nezapomeneme ani na pravděpodobně nejlepší BASIC, který pro tyto počítače vznikl – Beta BASIC.
Programovací jazyk BASIC na osmibitových mikropočítačích (2)
Dnes budeme pokračovat v popisu postupného (a nutno říci, že poněkud chaotického) vývoje programovacího jazyka BASIC. Dnes si společně řekneme, jaké dialekty tohoto programovacího jazyka byly použity na některých známých zahraničních osmibitových počítačích založených na mikroprocesoru MOS 6502.
Programovací jazyk BASIC na osmibitových mikropočítačích
V dnešním článku se budeme zabývat programovacími jazyky používanými (nejenom) u československých osmibitových domácích mikropočítačích. Naše vyprávění samozřejmě musí začít u programovacího jazyka, jehož více či méně kvalitní dialekty existovaly prakticky na všech typech osmibitů – jazyka BASIC.
Paměťová zařízení používaná u osmibitových počítačů v současnosti (dokončení)
V dnešní části seriálu o architekturách počítačů dokončíme popis paměťových zařízení, která používají majitelé domácích osmibitových mikropočítačů v současnosti. Nejprve si ukážeme další vlastnosti jednotky MB-02 a posléze se budeme věnovat zařízení DivIDE určenému pro použití s počítači ZX Spectrum či s jeho klony.
Paměťová zařízení používaná u osmibitových počítačů v současnosti (2)
V dnešní části seriálu o architekturách počítačů budeme pokračovat v tématu, jímž jsme si již začali zabývat v části minulé. Popíšeme si některá další paměťová zařízení, která byla vyvinuta pro osmibitové mikropočítače. Dnes se budeme zabývat především zařízeními vyvinutými pro počítače Apple 1, Apple II a ZX Spectrum i jeho klony.
Paměťová zařízení používaná u osmibitových mikropočítačů v současnosti
Dnes si popíšeme některá paměťová zařízení, která jsou v současnosti používána pro ukládání aplikací i uživatelských dat na osmibitových mikropočítačích. Zatímco dříve se používaly především kotoučové i kazetové datarekordéry a disketové jednotky, dnes se jedná o pevné disky a dokonce i o paměťové karty.
Paměťová média používaná u osmibitových mikropočítačů
V dnešní části seriálu o architekturách počítačů si řekneme, jaká paměťová média se používala pro ukládání aplikací i dat u osmibitových mikropočítačů. Podobně jako u zahraničních osmibitových počítačů, i v tuzemsku se zpočátku využívaly především magnetické pásky a paměťové moduly, později též disketové jednotky. Současní majitelé osmibitových veteránů naproti tomu pracují buď s rozhraním pro IDE disky nebo paměťové karty.
Tiskárny a plottery vyráběné v Československu
V dnešní části seriálu o architekturách počítačů se budeme zabývat, podobně jako v části předchozí, popisem periferních zařízení vyráběných v Československu. Dnes se zaměříme na tiskárny a především na plottery, jejichž návrh i výroba měly v ČSSR velmi dlouhou tradici začínající již u minipočítačů řady SMEP.
Periferní zařízení osmibitových počítačů vyráběná v ČSSR
V dnešní části seriálu si na chvíli odpočineme od popisu československých osmibitů. Namísto toho se budeme zabývat periferními zařízeními, která byla v ČSSR pro tyto počítače vyráběna. Těchto zařízení existovalo poměrně velké množství – od joysticků přes magnetofony až po disketové jednotky.
Didaktik Gama, Didaktik M a Didaktik Kompakt
V dnešní části seriálu o architekturách počítačů dokončíme popis domácích osmibitových československých počítačů Didaktik Gama, Didaktik M a Didaktik Kompakt. Popíšeme si především strukturu obrazové paměti těchto počítačů, která vychází z původního ZX Spectra i způsob načítání obrázků třeba z magnetofonu.
Domácí a školní mikropočítače řady Didaktik
V dnešní části seriálu o architekturách počítačů se začneme zabývat popisem československých počítačů s architekturou založenou na mikroprocesorech Zilog Z80, popř. na jejich východoněmeckých klonech U880D. Jedná se například o počítače Ondra i populární Didaktik Gama, Didaktik M a Didaktik Kompakt.
Grafické možnosti a programové vybavení IQ-151
V dnešní části seriálu o architekturách počítačů si řekneme, jak se generoval televizní obraz na československém osmibitovém mikropočítači IQ-151. Taktéž se budeme zabývat programovacími jazyky dostupnými pro tento počítač a v neposlední řadě i slavným tuzemským operačním systémem AMOS.
Legendární školní mikropočítač IQ-151
V dnešní části seriálu o architekturách počítačů si popíšeme další
osmibitový mikropočítač, který byl navržený, vyráběný a používaný v ČSSR. Jedná
se o legendární mikropočítač IQ-151, jenž se i přes mnohé technologické nedostatky hromadně dodával do mnohých škol i kroužků výpočetní techniky.
Československé osmibitové počítače: aplikace a emulátory PMD 85
V dnešní části seriálu o architekturách počítačů se nejprve budeme zabývat jedním z klonů počítače PMD, který je jmenuje MAŤO a poté si řekneme, jaké aplikace (samozřejmě především hry) byly vytvořeny jak pro osmibitový počítač PMD 85, tak i pro jeho klony. Taktéž se zmíníme o softwarových emulátorech.
Československé osmibitové počítače 2 – PMD 85
V dnešní části našeho seriálu o architekturách počítačů si podrobně popíšeme osmibitové počítače PMD 85 i některé jejich klony, především počítače Didaktik Alfa. Kromě popisu samotné architektury počítačů PMD 85 se samozřejmě nezapomeneme zmínit ani o jejich grafickém subsystému.
Československé osmibitové počítače
V dnešním článku o architekturách počítačů na chvíli odbočíme od popisu grafických subsystémů na hi-end grafických stanicích. Budeme se totiž zabývat osmibitovými počítači vyráběnými v bývalé ČSSR. Jedná se například o chvalně i nechvalně známé PMI-80, IQ-151, PMD 85, Ondra, MAŤO či řadu Didaktik.
Popis činnosti grafického systému Reality Engine
Dnes dokončíme popis grafického subsystému Reality Engine, s jehož základními charakteristikami jsme se seznámili minule. Řekneme si, jak jsou vykreslovány trojúhelníky generované modulem Geometry Engine, popíšeme si rasterizaci trojúhelníků na fragmenty a jak jsou jednotlivé fragmenty ukládány do framebufferu.
Architektury grafických systémů Pixel-Planes a Reality Engine
V jubilejní sté části seriálu o architekturách počítačů se seznámíme se dvěma zajímavými a v mnoha ohledech netradičními architekturami grafických subsystémů počítačů. Jedná se o architekturu Pixel-Planes a taktéž o částečně podobnou architekturu superpočítačů Reality Engine a Reality Engine2 firmy SGI.
Architektura počítačů Onyx 2 Infinite Reality
V dnešní části seriálu o architekturách počítačů si popíšeme další zajímavé technologie navržené a realizované firmou SGI (Silicon Graphics Inc.). Jedná se především o architekturu Onyx 2 Infinite Reality, která je optimalizovaná na vykreslování prostorové grafiky.
Technologie grafických stanic firmy SGI
Dnes si popíšeme další technologie navržené SGI. Jedná se zejména o architekturu NUMA (Non-Uniform Memory Access), technologii serverů Origin 200/2000 a taktéž o procesory R10000, které byly použity v grafických superpočítačích. Z pohledu majitelů osobních počítačů je zajímavá především architektura NUMA.
Grafické akcelerátory na pracovních stanicích SGI
Jak jsou navrženy grafické subsystémy určené pro výkonné grafické pracovní stanice firmy SGI? Jedná se o technologie, které jsou v mnoha ohledech odlišné od těch vyvinutých pro osobní počítače, ovšem v posledních letech můžeme pozorovat trend v „znovuobjevování“ některých z těchto technologií.
Vykreslování 3D scén grafickým akcelerátorem Intel 740
V dnešní části seriálu o architekturách počítačů se budeme zabývat způsobem vykreslování prostorových (3D) scén grafickým akcelerátorem Intel 740 spolu s podrobnějším popisem celého vykreslovacího řetězce (rendering pipeline) i některých unikátních vlastností tohoto grafického akcelerátoru.
Grafický akcelerátor Intel 740
V dnešní části seriálu o architekturách počítačů nejprve dokončíme popis funkcí grafického akcelerátoru Voodoo 1 a poté se začneme zabývat grafickým akcelerátorem, jehož uvedení na trh představovalo další milník v rozmachu akcelerované 3D grafiky na PC. Jedná se o grafický akcelerátor Intel 740.
Grafické algoritmy implementované v 3D akcelerátoru Voodoo 1
V dnešní části seriálu o architekturách počítačů si popíšeme grafické algoritmy implementované 3D grafickým akcelerátorem Voodoo I. Budeme se zabývat především těmi algoritmy, které jsou prováděny čipem FBI (Pixelfx), zejména Gouraudovým stínováním, double bufferingem a použitím paměti hloubky (Z-bufferu).
3D akcelerátory a jejich první generace
V dnešní části seriálu o architekturách počítačů se budeme zabývat grafickými akcelerátory určenými pro vykreslování trojrozměrných scén reprezentovaných pomocí plošných otexturovaných polygonů. Vývoj grafických akcelerátorů prošel na počítačích PC několika fázemi. Dnes bude popsána jejich první generace.
Grafické akcelerátory na osobních počítačích
V dnešní části seriálu o architekturách počítačů se budeme zabývat popisem grafických akcelerátorů určených pro urychlení práce s plošnou (2D) rastrovou grafikou. Jedná se o předchůdce současných programovatelných „3D“ akcelerátorů. Taktéž si řekneme, jaké operace byly podporovány jedním z nejznámějších čipů optimalizovaných pro „2D“ grafické akcelerátory. Jedná se o čip S3 Trio64V+.
Sběrnice pro grafické karty SVGA
Zatímco pro většinu grafických karet pro počítače PC, které jsme si popsali v předchozích částech tohoto seriálu, vyhovovala sběrnice ISA, můžeme u grafických karet SVGA zaznamenat postupný přechod na odlišné typy sběrnic. Důvodem jsou poměrně malé rychlosti přenosu dat u sběrnice ISA, které již nebyly dostatečné pro grafické režimy s větším rozlišením a počtem barev.
Od grafického adaptéru VGA ke kartám SVGA
V dnešní části seriálu o architekturách počítačů budeme pokračovat v popisu vývoje grafických karet určených pro počítače PC. Zaměříme se především na ty grafické karty, které jsou zpětně kompatibilní se standardem VGA, ale kromě kompatibility s VGA nabízí svým uživatelům i další nové vlastnosti, především textové a grafické režimy s vyšším rozlišením nebo rychlejší přístup do video paměti.
Grafické akcelerátory IBM 8514/A a TIGA
V dnešní části seriálu o architekturách počítačů navážeme na předchozí díl, ve kterém byl popsán první grafický akcelerátor pro počítače IBM PC – „trojkarta“ PGC. Dnes si popíšeme další dva grafické akcelerátory, jež se od sebe v mnoha ohledech liší. Jedná se o IBM 8514/A se specializovaným čipem a kartu TIGA vybavenou programovatelným grafickým procesorem.
PGC: první grafický akcelerátor pro osobní počítače
Popíšeme si první grafický akcelerátor pro osobní počítače IBM PC nazvaný PGC neboli Professional Graphics Controller. Tento grafický akcelerátor podporoval vykreslování dvojrozměrných či trojrozměrných scén, ovšem trojrozměrná tělesa bylo možné vykreslit pouze formou takzvaných drátových modelů (wireframe).
Nestandardní textové a grafické režimy karty VGA
V dnešní části seriálu o architekturách počítačů si popíšeme některé nestandardní textové a grafické režimy, které je možné nastavit na grafické kartě VGA. Tyto režimy jsou pojmenované „nestandardní“ z toho důvodu, že je nelze vybrat přímo pomocí služeb BIOSu. Na druhou stranu právě využití těchto režimů způsobilo poměrně velkou oblibu karty VGA jak mezi programátory, tak i uživateli.
Grafické karty MCGA a VGA
V dnešní části seriálu o architekturách počítačů a jejich grafických subsystémech budou popsány další grafické karty pro počítače PC. Jedná se o první karty, které umožňovaly použití grafických režimů s 256 barvami, což mělo velký vliv například na rozvoj her, grafických editorů a animačních programů.
Karta EGA: první použitelná barevná grafika na PC
Při pohledu do historie vývoje osobních počítačů a jejich grafických systémů můžeme nalézt několik přelomových období. Jedním z těchto mezníků jsou i roky 1984 a 1985, protože v jejich rozmezí vznikly jak zcela nové typy osobních počítačů (Apple Macintosh, Amiga, Atari ST), tak i další typ grafické karty určené pro počítače IBM PC - jedná se o kartu EGA.
Počátky grafiky na PC: grafické karty CGA a Hercules
V dnešní části seriálu o architekturách počítačů a jejich grafických subsystémech si popíšeme standardní i nestandardní grafické režimy podporované kartami CGA (Color Graphics Adapter) a Hercules, včetně poněkud neobvyklé organizace obrazové paměti u těchto karet.
Grafika na počítačích IBM PC a řadič MC6845
Dalšími stroji, jejichž grafický systém si v seriálu o architekturách počítačů popíšeme, jsou stroje kompatibilní s IBM PC. V dnešní části seriálu se budeme zabývat především popisem řadiče Motorola MC6845, který je použit například v grafických kartách MDA, CGA či Hercules.
Grafický systém počítačů Amiga – dokončení
V dnešní části seriálu o architekturách počítačů dokončíme popis grafického systému slavných osobních počítačů Amiga. Řekneme si, jakým způsobem byly vykreslovány sprity a následně si popíšeme další (v mnoha ohledech vylepšené) varianty čipsetů – ECS a především AGA.
Grafický subsystém počítačů Amiga II
V dnešní části seriálu o architekturách počítačů se budeme zabývat popisem podporovaných grafických režimů a grafických efektů, které je možné využít na všech typech počítačů Amiga, tj. i na modelech vybavených originálním čipsetem. Kromě funkce koprocesorů Copper a Blitter si popíšeme i způsob generování obrazu v různých režimech.
Grafický subsystém počítačů Amiga
V dnešní části seriálu o architekturách počítačů se budeme zabývat dalšími osobními počítači založenými na oblíbené mikroprocesorové řadě Motorola 680x0. Bude se samozřejmě jednat o slavné počítače Amiga, jejichž zvukové schopnosti (tj. čip Paula) jsme si již popsali v předchozích dílech tohoto seriálu.
Atari Falcon: poslední Mohykán firmy Atari
V dnešní části našeho seriálu o architekturách počítačů se budeme zabývat posledním osobním počítačem vyráběným firmou Atari. Jedná se o počítač Atari Falcon, který svojí architekturou přímo navazoval na slavnou řadu Atari ST, ovšem některé jeho vlastnosti jsou dodnes naprosto unikátní.
Pracovní stanice firmy Atari
V předchozí části seriálu o architekturách počítačů byly popsány počítače firmy Atari řady ST vybavené mikroprocesorem Motorola 68000 taktovaným na osmi mehagertzích. Dnes si popíšeme další (většinou výkonnější) počítače firmy Atari, včetně poněkud neobvyklé pracovní stanice Atari ABAQ vybavené transputery.
Osobní počítače Atari ST
V předchozích dvou částech seriálu o architekturách počítačů jsme se zabývali osobními počítači Apple Macintosh založenými na mikroprocesoru Motorola 68000, popř. 68020 a 68030. Dnes si popíšeme další (v mnoha ohledech odlišnou) řadu osobních počítačů využívajících stejný typ mikroprocesoru. Jedná se o známé počítače Atari ST, především Atari 520 ST a Atari 1040 ST.
Počítače Macintosh s mikroprocesory M680x0
Dnešní článek o architekturách počítačů navazuje na předchozí, v němž jsme si popsali základní technické parametry prvních Macintoshů. Dnes se budeme zabývat dalším vývojem těchto oblíbených počítačů, který se ubíral dvěma navzájem odlišnými směry – k jednodušším kompaktním modelům a výkonným počítačům.
Why 1984 won't be like „1984“
V dnešním článku o architekturách počítačů si popíšeme technické parametry i základní programové vybavení dnes již legendárního počítače Apple Macintosh, včetně některých jeho následovníků, například Macintoshe 512 K či Macintoshe Plus. Ty dlouho udávaly směr vývoje grafického uživatelského rozhraní.
Apple Lisa: revoluce v ovládání počítače
V dnešní části seriálu si popíšeme grafické možnosti počítače Apple Lisa, který sice byl po technické velmi zajímavý, avšak po stránce obchodní zcela propadl. V části navazující si popíšeme dnes již legendární osobní počítač Apple Macintosh, včetně známého video klipu, kterým byl tento stroj představen.
Grafika na počítačích firmy Apple - část 2
V dnešní části seriálu o architekturách počítačů navážeme na část předcházející, ve které jsme si popsali první dva modely osmibitových počítačů firmy Apple: Apple I a Apple II. Dnes se budeme zabývat dalšími počítači této firmy, především typy Apple II Plus, Apple IIe, Apple IIc a Apple II GS.
Grafika na osmibitových počítačích firmy Apple
V dnešní části seriálu o architekturách počítačů si popíšeme, jakými grafickými schopnostmi disponovaly osmibitové domácí a osobní počítače vyráběné firmou Apple. Tato firma za dobu své existence vytvořila hned několik modelů počítačů, které se nesmazatelně zapsaly do historie.
Osmibitové počítače Commodore a čip VIC-II - dokončení
V dnešním pokračování seriálu o architekturách počítačů dokončíme popis grafického čipu VIC-II. Řekneme si, jakým způsobem tento čip pracuje se sprity a taktéž si ukážeme některé známé i méně známé triky, které je možné s tímto obvodem provádět (například se jedná o zvýšení počtu barev či současně zobrazených spritů).
Osmibitové počítače Commodore a čip VIC-II
V dnešním pokračování seriálu o architekturách počítačů se budeme věnovat čipu VIC-II (6567/6569 Video Interface Controller), který byl použitý v legendárních osmibitových domácích počítačích Commodore C64. Popíšeme si především standardní textové a grafické režimy, a v navazující části seriálu i některé triky.
Grafické čipy v osmibitových počítačích Atari
V dnešní části seriálu o architekturách počítačů budou popsány grafické schopnosti slavných osmibitových domácích počítačů vyráběných firmou Atari. Tyto počítače byly mj. vybaveny i dvojicí čipů ANTIC a GTIA (popř. CTIA), které se staraly jak o generování video signálu, tak i o práci s takzvanými sprity.
Grafika na osmibitových počítačích firmy Sinclair II
V dnešní části seriálu o architekturách počítačů dokončíme popis grafických možností ZX Spectra, včetně časování při generování grafiky. Taktéž si popíšeme způsob práce s grafikou u dalších počítačů firmy Sinclair a nakonec zajímavý (i když komerčně nepříliš úspěšný) počítač Sam Coupé.
Grafika na osmibitových počítačích firmy Sinclair
Mezi nejznámější osmibitové domácí mikropročítače patří i stroje vyráběné firmou Sinclair Research, především typy ZX80, ZX81 a ZX Spectrum. V dnešním článku si popíšeme grafické schopnosti těchto počítačů a především způsob generování video signálu.
Grafické subsystémy počítačů
V dnešním pokračování seriálu o architekturách počítačů si popíšeme základní principy generování obrazu na rastrových i vektorových displejích. Ukážeme si, jakým způsobem byly vytvářeny grafické subsystémy počítačů v minulosti a jaký vliv mají tyto architektury na moderní grafické akcelerátory.
Zvukové čipy odpovídající specifikaci Audio Codec AC'97
V dnešní části seriálu o architekturách počítačů bude popsán způsob zapojení a komunikace se zvukovými čipy i zvukovými kartami, které odpovídají specifikaci Audio Codec AC'97 firmy Intel.
Další konkurence Sound Blasterů - ESS, Ensoniq a čip InterWave
V dnešní části seriálu o architekturách počítačů budou popsány další typy často používaných zvukových karet určených pro osobní počítače. Jedná se především o karty založené na čipech AMD InterWave GFA1 či ESS 1868 a taktéž o zvukové karty firmy Ensoniq, která byla později koupena firmou Creative Labs.
Konkurence Sound Blasterů: PAS, GUS a další
V dnešní části seriálu o architekturách počítačů budou popsány některé známé zvukové karty pro počítače kompatibilní s IBM PC, které v dobách kralování DOSu a interní sběrnice ISA s větším či menším úspěchem konkurovaly známým Sound Blasterům. Jedná se o karty AdLib Gold, Pro Audio Spectrum a především Gravis UltraSound.
Vývoj zvukových karet Sound Blaster
V dnešní části seriálu o architekturách počítačů si popíšeme postupný vývoj zvukových karet Sound Blaster firmy Creative Technology. Právě tyto zvukové karty po dlouhou dobu představovaly nepsaný standard na PC, se kterým se ostatní výrobci většinou snažili být více či méně kompatibilní.
Hudební čipy Yamaha YM 3812 (OPL2) a YMF 262 (OPL3)
V dnešní části seriálu o architekturách počítačů si podrobněji popíšeme, jakým způsobem je možné vytvářet hudbu s využitím čipů Yamaha YM 3812, známého též pod označením OPL2 a taktéž Yamaha YMF 262, neboli OPL3. Tyto čipy byly použity v mnoha zvukových kartách, včetně AdLibu či Sound Blasteru.
Hudba a zvuk na PC: PC Speaker, Covox a Adlib
V dnešní části seriálu o architekturách počítačů si popíšeme skromné začátky rozvoje zvukových zařízení na počítačích kompatibilních s IBM PC, tj. PC XT, PC AT, PS-2 atd. Tyto počítače se z kanceláří postupně rozšířily i do domácností a společně s vývojem her se i pro ně začaly vyrábět rozličné zvukové karty.
Počítače Amiga a zvukový čip Paula
V dnešním pokračování seriálu o architekturách počítačů bude popsán princip přehrávání zvuků i vícekanálové hudby na počítačích Amiga obsahujících čip Paula, jenž vlastní přehrávání i mixování zvuků značným způsobem zjednodušuje. Taktéž si popíšeme princip hudebních modulů (MOD).
Zvukové čipy osmibitové éry: dokončení
V dnešní části seriálu o architekturách počítačů si popíšeme přehrávače hudby určené pro zvukový čip AY-3-8910 (YM2149) a dále se budeme zabývat popisem dalšího zvukového čipu používaného v osmibitových domácích počítačích i herních konzolách. Bude se jednat o zvukový čip SN76489 využitý například v počítačích firmy Sharp.
Práce se zvukovým čipem AY-3-8910 (YM2149)
V dnešní části seriálu o architekturách počítačů dokončíme popis zvukového čipu AY-3-8910 známého též pod označením YM2149 (inovovaná verze vyráběná firmou Yamaha). Řekneme si, jakým způsobem je s pomocí tohoto čipu generovaný zvuk a nakonec si také uvedeme některé ukázky hudby vytvořené "ayčkem".
Zvukový čip AY-3-8910 (YM2149)
Třetím zvukovým čipem z éry osmibitových počítačů, který si popíšeme, je čip AY-3-8910 firmy General Instrument (GI), později vyráběný i firmou Yamaha pod označením YM2149. Tento čip byl součástí osmibitového ZX Spectrum 128K, herních konzolí Vectrex a Intellivision či 16/32bitového počítače Atari ST.
SID: minulost, současnost a budoucnost
V dnešní části seriálu o architekturách počítačů dokončíme popis legendárního čipu SID. Řekneme si, jakým způsobem lze využít kruhovou modulaci (ring modulation), výstupní filtry a vstup externího zvukového signálu. Taktéž si popíšeme některé ze současných využití SIDu, například SIDStation, HardSID či MSSIAH.
Počítače Commodore a legendární čip SID
V dnešní části seriálu o architekturách počítačů se budeme věnovat popisu zvukového čipu SID (Sound Interface Device), jenž byl v minulosti součástí osmibitových počítačů firmy Commodore (včetně samotného C64) a i dnes se s tímto čipem můžeme setkat v několika specializovaných syntetizérech (SidStatiton).
Zvukový čip POKEY
V dnešní části našeho pravidelného seriálu o architekturách počítačů si podrobněji popíšeme schopnosti zvukového čipu POKEY (přesný kód obvodu je C012294). Tento čip byl použit prakticky ve všech osmibitových počítačích Atari, také v herních konzolích této firmy a v mnoha herních automatech.
Zvukové subsystémy počítačů
V dnešní části seriálu o architekturách počítačů si popíšeme základní způsoby generování zvuků a hudby, jež byly použity na domácích a osobních počítačích. Vývoj různých zvukových subsystémů byl velmi zajímavý - v minulosti vznikly například dnes již legendární čipy SID, AY-3-8910, POKEY či PAULA.
General MIDI a formát souborů SMF
V dnešní části seriálu o architekturách počítačů si popíšeme interní strukturu formátu souborů SMF, které většinou mívají koncovku .mid. Tyto soubory jsou používané pro ukládání, přenos a přehrávání jednostopé i vícestopé hudby na různých systémech, včetně běžných osobních počítačů vybavených zvukovým čipem.
Rozhraní MIDI na osobních počítačích II
Dnešní část seriálu o architekturách počítačů navazuje na část předchozí, ve které byly uvedeny základní informace o rozhraní MIDI. Dnes si popíšeme význam všech typů zpráv, které jsou popsány ve specifikaci MIDI a také si řekneme, co znamená termín General MIDI (GM).
Rozhraní MIDI na osobních počítačích
V dnešní části seriálu o architekturách počítačů si popíšeme další rozhraní, se kterým se můžeme (nejenom) na osobních počítačích setkat. Jedná se o rozhraní standardu MIDI, které lze použít jak pro propojení několika elektronických hudebních nástrojů, tak i dalších typů zařízení, například barevné hudby.
Gameport na osobních počítačích
V dnešní části seriálu o architekturách počítačů si popíšeme takzvaný gameport. Jedná se o dnes již poněkud zastaralý typ rozhraní, které je určeno pro připojení analogových joysticků a ovladačů typu paddle, později i MIDI. Gameport však lze využít i pro čtení různých čidel či napájení externích zařízení.
Přenos dat po universální sériové sběrnici
Dnes si v našem článku popíšeme jednotlivé typy paketů, které jsou použity pro řízení přenosu dat i pro vlastní přenos užitečných informací mezi jednotlivými uzly připojenými k universální sériové sběrnici (USB). Také si řekneme, jak lze zařízení převést do režimu spánku a posléze ho opět vzbudit.
Komunikační protokol universální sériové sběrnice
V dnešní části našeho seriálu o architekturách počítačů si popíšeme komunikační protokol použitý universální sériovou sběrnicí (USB) při přenosu dat i řídicích kódů. Také si popíšeme fyzickou a linkovou vrstvu této sběrnice, včetně způsobu kódování jednotlivých bitů, adresování zařízení a podobně.
Universální sériová sběrnice (USB)
V dnešní části seriálu o architekturách počítačů se budeme zabývat v současnosti velmi populární universální sériovou sběrnicí (USB). Jedná se o externí sběrnici (ovšem s hvězdicovou a nikoli sběrnicovou topologií), která byla navržena s ohledem na co nejsnazší připojení externích zařízení k počítači.
Komunikace po sériové sběrnici I2C
V dnešní části seriálu o architekturách počítačů si popíšeme, jakým způsobem spolu mohou komunikovat zařízení připojená na sériovou sběrnici I²C (Inter-Integrated Circuit). S touto sběrnicí se můžeme setkat i v běžných osobních počítačích; jednou ze známých implementací je kanál DDC.
Externí sériové sběrnice SPI a I²C
Ve čtyřicáté třetí části našeho seriálu o architekturách počítačů si popíšeme princip dvou externích sériových sběrnic používaných (i když v poněkud nenápadné formě) jak v běžných osobních počítačích, tak i v mnoha průmyslových zařízeních. Jedná se o sběrnici SPI a sběrnici I²C.
Sběrnice RS-422, RS-423 a RS-485
V dnešní části seriálu o architekturách počítačů si popíšeme tři typy externích sběrnic, které se poměrně často využívají v průmyslu. Jedná se o sběrnice typu RS-422, RS-423 a RS-485 (uvádím zde starší, ale všeobecně známé značení), pomocí nichž je možné přenášet data až do vzdálenosti větší než jeden kilometr.
Komunikace pomocí sériového portu RS-232C podruhé
V dnešní části seriálu o architekturách počítačů dokončíme téma sériové komunikace pomocí standardního portu RS-232C. Řekneme si, jakým způsobem lze řídit přenos dat, a to jak pomocí signálů DTR/DSR či RTS/CTS, tak i programově - většinou s využitím řídicích ASCII znaků označovaných kódy X-ON a X-OFF.
Komunikace pomocí sériového portu RS-232C
Ve čtyřicáté části seriálu o architekturách počítačů si ukážeme, jakým způsobem se dá se sériovým portem pracovat na běžném osobním počítači. Popíšeme si i zapojení kabelů sériového portu, od těch nejjednodušších se dvěma vodiči až po kabely umožňujícími řízení toku dat pomocí handshakingu.
Sériový port RS-232C
V dnešní části seriálu o architekturách počítačů si popíšeme sériový port (RS-232C), který byl původně používán pro připojení terminálů k serveru (buď přímo či přes modem), posléze se však působnost jeho nasazení dosti podstatným způsobem rozšířila, a to i na domácích a osobních počítačích.
Rozšířené režimy paralelního portu podle IEEE 1284
V dnešní části seriálu o architekturách počítačů dokončíme popis práce s paralelním portem. Řekneme si, jakým způsobem je možné paralelní port použít pro obousměrný přenos dat (data lze přenášet buď po čtyřech bitech nebo dokonce po celých bajtech), i jakou technologií jsou řešené paralelní porty ECP a EPP.
Paralelní port a rozhraní Centronics
V dnešní části seriálu o architekturách počítačů si popíšeme paralelní port. Ukážeme si jak běžné způsoby použití tohoto portu pro komunikaci s tiskárnami a přenos dat, tak i připojení různých typů vlastních zařízení, například digitálních senzorů, A/D a D/A převodníků či textových a grafických LCD.
Externí sběrnice a porty
V dnešní části seriálu o architekturách počítačů se začneme zabývat problematikou komunikace počítače s vnějšími zařízeními či dalšími počítači. Postupně si popíšeme jak některé historické způsoby připojení, například sériový a paralelní port, tak i USB, rozhraní FireWire či externí sběrnice používané v průmyslu.
Interní sběrnice PCI Express
V dnešní části seriálu o architekturách počítačů si popíšeme současného favorita mezi sběrnicemi určenými (nejenom) pro osobní počítače. Jedná se o sběrnici nazvanou PCI Express, která v dnešních počítačích úspěšně nahrazuje jak původní univerzální sběrnici PCI, tak i minule popsaný AGP.
Accelerated graphics port (AGP) a sběrnice PCI-X
V dnešní části seriálu o architekturách počítačů bude popsán interní port označovaný zkratkou AGP, včetně jeho zvláštních režimů a funkcí, jež přispívají k dosažení co nejlepšího využití přenosového pásma. Také si řekneme, jaké typy sběrnic se postupně vyvinuly z původní univerzální sběrnice PCI.
Podrobnější popis sběrnice PCI
Ve třicáté třetí části našeho seriálu o architekturách počítačů budou popsány různé varianty PCI sběrnic, včetně jejich vzájemných kombinací. Detailně se také zaměříme na zevrubný popis komunikace mikroprocesoru s jednotlivými zařízeními (přídavnými kartami), jež jsou na PCI sběrnici připojené.
Sběrnice VESA Local Bus a universální sběrnice PCI
Ve třicáté druhé části seriálu o architekturách počítačů si popíšeme nechvalně známou lokální sběrnici VESA Local Bus a především pak velmi úspěšnou universální sběrnici PCI i koncept Plug and Play, který se na běžné pracovní počítače dostal právě díky tomuto typu sběrnice.
Sběrnice v domácích a osobních počítačích
V dnešní části seriálu o architekturách počítačů se budeme zabývat popisem sběrnicových systémů, s jejichž pomocí se ke dvěma základním jednotkám počítače (mikroprocesoru a operační paměti) připojují další zařízení, například řadiče pevných disků, grafický a zvukový subsystém, síťové rozhraní atd.
Technologie flash pamětí a způsoby jejich využití
V dnešní části našeho pravidelného seriálu o architekturách počítačů si blíže popíšeme technologie flash pamětí (někdy označovaných jako mžikové nebo bleskové paměti), včetně rozdílu mezi zapojením paměťových buněk typu NAND a NOR. Také si řekneme, ve kterých oblastech se paměti typu flash používají.
Nevolatilní paměti
V dnešní části seriálu o architekturách počítačů se budeme zabývat takzvanými nevolatilními paměťmi. Ty mají své nezastupitelné místo v prakticky všech moderních počítačích, dnes dokonce jeden typ nevolatilních pamětí (mžikové paměti) pro některé aplikace nahrazuje diskety či pevné disky.
Vývoj optických pamětí: od DVD k Blu-ray
V dnešní části seriálu o architekturách počítačů dokončíme problematiku „rotujících“ optických pamětí. Popíšeme si technologie zapisovatelných a přepisovatelných DVD: DVD-R, DVD-RW, plusové i mínusové varianty a DVD-RAM. Poté se pustíme do moderního nástupce DVD - optických médií typu Blu-ray.
Následovníci kompaktních disků: DVD
V dnešním pokračování seriálu o architekturách počítačů si popíšeme další typy "rotujících" optických pamětí založených na záznamu a následném čtení binárních dat pomocí laserového paprsku. Konkrétně se bude jednat o lisovaná média DVD, používaná pro distribuci videa i pro přenos dalších digitálních dat.
Následovníci lisovaných kompaktních disků
V dnešní části seriálu o architekturách počítačů se budeme věnovat popisu zapisovatelných a přepisovatelných kompaktních disků, tj. optickým médiím typu CD-R a CD-RW. Také si uvedeme faktory, které snižují životnost informací zapsaných na tato média - ta je totiž kratší než u lisovaných disků.
Optické paměti
Zatímco v předchozích částech seriálu o architekturách počítačů jsme si popisovali především paměti založené na optickém a magnetooptickém principu, dnes si řekneme, jakým způsobem fungují optické paměti, zejména kompaktní disky, včetně vysvětlení výroby lisovaných CD.
Magnetooptické disky
V dnešní části seriálu o architekturách počítačů se budeme věnovat velmi zajímavému způsobu trvalého zápisu a čtení binárně zakódovaných informací, při kterém jsou využívány magnetooptické mechaniky, jimž byla v poměrně nedávné minulosti věnována značná pozornost a jsou dodnes používány.
Současnost a budoucnost pevných disků
V dnešní části seriálu o architekturách počítačů budou popsány technologie, které významným způsobem umožnily zvýšit kapacity moderních pevných disků a současně snížit jejich poruchovost a zmenšit velikost. Kromě toho si také řekneme, jaké existují limity pro další zmenšování pevných disků.
Magnetické paměti s rotujícím médiem
V dnešním pokračování seriálu o architektuře počítačů si popíšeme již dosti dlouhou a na důležité události bohatou historii disketových mechanik i pevných disků. Řekneme si něco o vývoji klasických disket, jejich konkurentů, ale také si představíme prapradědečka pevných disků a jeho vnuky a pravnuky.
Magnetické paměti pro trvalý záznam dat
Od dnešní části našeho seriálu o činnosti mikropočítačů se začneme zabývat dalším rozsáhlým a přitom zajímavým a stále aktuálním tématem - technologiemi magnetických pamětí, především páskových mechanik, disketových jednotek a pevných disků. Posléze se zaměříme i na paměti optické a magnetooptické.
Vyrovnávací paměti a optimalizace programů
V dnešní části seriálu o činnosti mikropočítačů si vysvětlíme základní principy optimalizací programů s ohledem na činnost vyrovnávacích pamětí (cache memory), jejich asociativity a v neposlední řadě také strategii alokace bloků.
Architektury vyrovnávacích pamětí
V dnešní části našeho seriálu o mikropočítačích a jejich funkcích si vysvětlíme, jakým způsobem pracují některé nejtypičtější konfigurace vyrovnávacích pamětí (cache memory). Zejména si popíšeme a rozebereme vliv asociativity vyrovnávacích pamětí a strategie přidělování bloků na celkový výkon počítače.
Vyrovnávací paměti (cache)
Vzhledem k tomu, že rychlost mikroprocesorů roste díky stále platnému Mooreovu zákonu rychleji než rychlost dynamických pamětí (především při náhodném přístupu), používají se v prakticky všech moderních počítačích vyrovnávací paměti (cache), jejichž princip si dnes popíšeme.
Trvalé a přechodné chyby pamětí DRAM
V dnešní části našeho seriálu o funkcích jednotlivých součástí počítačů si přiblížíme problematiku chyb, které vznikají v paměťových čipech. Konkrétně se budeme zabývat dynamickými paměťmi DRAM. Řekneme si, jaké typy chyb se mohou v těchto pamětech vyskytnout a jakým způsobem je lze detekovat.
Práce se synchronními a asynchronními DRAM
V dnešní části seriálu o funkcích jednotlivých součástí počítačů si ukážeme, jakým způsobem se pracuje s různými typy dynamických pamětí (DRAM). Popíšeme si jak asynchronní, tak i synchronní dynamické paměti (včetně technologií DDR a DDR2). U asynchronních pamětí si ukážeme režimy FP a EDO.
Statické a dynamické paměti
V následující části našeho technického seriálu o funkci počítačů a jejich jednotlivých částí si vysvětlíme princip práce statických pamětí s náhodným přístupem (SRAM) a také princip dynamických pamětí (DRAM), které v současnosti tvoří základ operačních pamětí prakticky všech počítačových systémů.
Technologie operačních pamětí
Kromě mikroprocesorů jsou nedílnou součástí prakticky všech dnešních počítačů i operační paměti, jejichž popisem se začneme v dnešní části seriálu o funkci počítačů podrobněji zabývat. Nejprve si řekneme, jaké technologie pamětí se používaly v minulosti a posléze se dostaneme až k moderním pamětem typu DRAM.
Techniky zvýšení výpočetního výkonu počítačů
V dnešní části seriálu o činnosti počítačů se opět budeme zabývat některými technikami, které se používají pro zvýšení výkonu mikroprocesorů nebo celých procesorových systémů. Řekneme si základní informace jak o urychlení činnosti jednoho mikroprocesoru, tak i způsobech paralelního zapojení procesorů.
Techniky zvýšení výkonu mikroprocesorů 2
V dnešní části seriálu o funkci počítačů budeme pokračovat v popisu různých metod, kterými se výrobci snaží zvýšit výpočetní výkon mikroprocesorů i víceprocesorových systémů. Popíšeme si superskalární architekturu, členění počítačů do kategorií SISD, SIMD, MISD a MISD i takzvané prediktory skoků.
Techniky zvýšení výpočetního výkonu mikroprocesorů
V dnešní části seriálu o funkci počítačů si vysvětlíme, jakými technikami je možné zvyšovat výpočetní výkon mikroprocesorů. Ukážeme si například použití zřetězeného zpracování instrukcí, explicitního i paralelního zpracování instrukcí, podporu pro běh více vláken i mikroprocesory s více jádry.
Architektury mikroprocesorů
V jubilejní desáté části seriálu o funkci počítačů si popíšeme některé typické architektury mikroprocesorů, zejména architektury označované téměř magickými zkratkami RISC, CISC či MISC. Řekneme si také, jaké přednosti a zápory jednotlivé architektury mají z hlediska jejich dalšího vývoje.
Co se Benderovi honí hlavou
V deváté části seriálu o architekturách počítačů dokončíme popis instrukční sady našeho jednoduchého cvičného mikroprocesoru. Popíšeme si také instrukce pro manipulaci se zásobníkem, instrukce NOP, HALT a IRET. Nakonec si také vysvětlíme princip přerušovacího systému mikroprocesoru.
Další instrukce zpracovávané v Benderově hlavě
V osmé části seriálu o architekturách počítačů si řekneme, jakým způsobem je možné načítat konstanty do pracovních registrů mikroprocesoru, popíšeme si instrukce pro přesun registrů z a do operační paměti, instrukce pro skok a návrat z podprogramu a na závěr bitové rotace a aritmetický posun.
Učíme trpaslíky počítat podruhé
V sedmé části seriálu o architekturách počítačů si řekneme, které logické instrukce je možné provádět v aritmeticko-logické jednotce. Především se ale budeme zabývat problematikou porovnávání dvou hodnot uložených v pracovních registrech a součinností porovnávacích instrukcí s podmíněnými skoky.
Učíme trpaslíky počítat
V šesté části seriálu o architekturách počítačů si popíšeme, jakým způsobem se provádí základní matematické operace v aritmeticko-logické jednotce mikroprocesoru. Také si vysvětlíme význam příznakových bitů Carry flag a Zero flag, které hrají velký roli jak při počítání, tak při programování podmínek.
Činnost mikroprocesoru, aneb jde to i bez trpaslíků
V dnešní části seriálu o architekturách počítačů si vysvětlíme, jakým způsobem pracuje mikroprocesor. Především si (s využitím animací) ukážeme postup načítání instrukcí z operační paměti a jejich provádění za pomoci řadiče, aritmeticko-logické jednotky, pracovních registrů a pomocných registrů.
Pohled do nitra mikroprocesoru
V dnešním článku spolu podnikneme cestu do hlubin a seznámíme se s vnitřním uspořádáním mikroprocesorů. Vzhledem k tomu, že se v dalších článcích budeme zabývat všemi činnostmi, které se v mikroprocesorech provádí, bude ukázán i návrh jednoduchého mikroprocesoru, na kterém budou všechny funkce vysvětleny.
Od logických obvodů k mikroprocesorům
V dnešní části seriálu o vnitřní struktuře počítačů si popíšeme základní prvky použité při výstavbě mikroprocesorů a dalších integrovaných obvodů, například řadičů sběrnice či pevných disků. Jedná se o kombinační a sekvenční logické obvody. Také si řekneme, jakou technologií jsou obvody vytvořeny.
V počítači jsou jen jedničky a nuly
Takřka všechny moderní počítače jsou založeny na logických členech (hradlech), které pracují pouze se dvěma stavy: pravda/nepravda, ano/ne, 0/1. V dnešním článku o funkci počítačů se tedy budeme zabývat dvojkovou číselnou soustavou, Booleovou algebrou a logickými operátory i jejich vztahy k logickým členům.
Jak pracuje počítač?
Tento delší článek je určen pro ty uživatele počítačů, které zajímá, jak počítače ve skutečnosti pracují, tj. co se uvnitř počítačů děje. Nejdříve si popíšeme von Neumannovu i Harvardskou architekturu, roli aritmeticko-logické jednotky, řadiče, operační paměti i vstupní a výstupní zařízení.
