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Anatomia PC. Wydanie VIII - książka
Anatomia PC. Wydanie VIII - książka
Autor: Liczba stron: 1264
Wydawca: Helion Język publikacji: polski
ISBN: 83-7361-244-0 Data wydania:
Lektor:
Kategoria: ebooki >> komputery i informatyka >> hardware >> elementy komputera
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Poznaj architekturę komputerów zgodnych z IBM PC

Książka 'Anatomia PC' to klasyczna pozycja, która doczekała się aż ośmiu wydań. Rozproszoną i trudno dostępną wiedzę na temat sprzętu komputerowego masz teraz w zasięgu ręki, w jednym, kompletnym opracowaniu, którego kolejne, aktualizowane edycje cieszą się niesłabnącym powodzeniem wśród czytelników. Także w tym wydaniu uwzględniono najnowsze rozwiązania technologiczne stosowane w komputerach PC.

'Anatomia PC' to nieoceniona pomocą w sytuacjach, gdy komputer nie działa, jak powinien. Dzięki niej poradzisz sobie nawet z najbardziej złożonymi problemami ze sprzętem. Jest to pozycja nie tylko dla profesjonalistów: serwisantów, projektantów urządzeń współpracujących z komputerami PC i programistów. Każdy, kto chce dowiedzieć się, jak działa jego pecet, znajdzie w 'Anatomii PC' odpowiedź na wszystkie swoje pytania.

Omówione zostały: Książkę uzupełniają dodatki poświęcone architekturze procesorów różnych producentów, opis oznaczeń modułów pamięci, bogata baza adresów internetowych poświęconych sprzętowi PC oraz przykład sprzętowej realizacji współpracy z magistralą ISA. Do 'Anatomia PC' dołączono CD-ROM zawierający przydatne programy diagnostyczne i narzędziowe.

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Tak¿e w tym wydaniu uwzglêdniono najnowsze rozwi¹zania technologiczne stosowane w komputerach PC. „Anatomia PC” to nieoceniona pomoc¹ w sytuacjach, gdy komputer nie dzia³a, jak powinien. Dziêki niej poradzisz sobie nawet z najbardziej z³o¿onymi problemami ze sprzêtem. Jest to pozycja nie tylko dla profesjonalistów: serwisantów, projektantów urz¹dzeñ wspó³pracuj¹cych z komputerami PC i programistów. Ka¿dy, kto chce dowiedzieæ siê, jak dzia³a jego pecet, znajdzie w „Anatomii PC” odpowiedĥ na wszystkie swoje pytania. Omówione zosta³y: • procesory i koprocesory, • architektura komputerów PC (od XT do architektur wieloprocesorowych), • obs³uga pamiêci i typy uk³adów pamiêci, • chipsety, magistrala PCI, DMA, przerwania sprzêtowe, zegar systemowy, • obs³uga stacji dyskietek, dysków twardych, magistrale ATA, SCSI i z³¹cze FireWire, • karty graficzne, magistrala AGP, przetwarzanie wideo i grafiki 3D, • standardy obs³ugi klawiatury, myszki i innych urz¹dzeñ wejġciowych, • ³¹cza: szeregowe, równoleg³e, USB, IrDA, • z³¹cze FireWire (NOWOĎÆ!), • system oszczêdzania energii (ACPI), • karty dĥwiêkowe, synteza FM, WaveTable i standard MIDI, • przetwarzanie cyfrowego wideo, • modemy i standardy u¿ywane w transmisji modemowej, • sieci i karty sieciowe, • zasilacze awaryjne (UPS), • BIOS i metody zabezpieczania peceta przed nieuprawnionym dostêpem. Ksi¹¿kê uzupe³niaj¹ dodatki poġwiêcone architekturze procesorów ró¿nych producentów, opis oznaczeñ modu³ów pamiêci, bogata baza adresów internetowych poġwiêconych sprzêtowi PC oraz przyk³ad sprzêtowej realizacji wspó³pracy z magistral¹ ISA. Do „Anatomia PC” do³¹czono CD-ROM zawieraj¹cy przydatne programy diagnostyczne i narzêdziowe. Spis treści Rozdział 1. Mikroprocesor ........................................................................................ 25 Przetwarzanie rozkazów ................................................... ................................................... .....27 RISC i CISC ................................................... ................................................... .................27 Pipeline ................................................... ................................................... .........................28 Faza pierwsza — pobranie (Prefetch, PF)................................................... .................30 Faza druga — dekodowanie (Decode, DE)................................................... ...............30 Faza trzecia — wykonanie (Execute, EX) ................................................... ................30 Faza czwarta — zakończenie i zapisanie wyników (Write Back, WB) .......................30 Techniki przyspieszania................................................... ................................................... 30 Techniki superskalarne................................................... ..............................................31 Przemianowywanie rejestrów................................................... ....................................31 Przepowiadanie ................................................... ................................................... ......34 Optymalizacja kodu................................................... ................................................... 37 Dostęp do pamięci................................................... ................................................... ...............37 Adresowanie ................................................... ................................................... .................39 Stronicowanie ................................................... ................................................... ...............40 Caching ................................................... ................................................... ...............................42 Topologie................................................... ................................................... ......................43 Organizacja pamięci podręcznej................................................... ......................................45 Mapowanie bezpośrednie (Direct Mapped) ................................................... ..............45 Pełna asocjacja (Fully Associative)................................................... ...........................45 Asocjacja zespołowa (Set Associative)................................................... .....................46 Strategie ................................................... ................................................... ........................46 Write Through ................................................... ................................................... ........47 Write Back................................................... ................................................... ..............47 Victim Cache................................................... ................................................... ..........47 Pamięć podręczna procesora 80386................................................... .................................47 Określenie trafienia ................................................... ................................................... 49 Decyzja o wymianie linijki (LRU)................................................... ............................50 Obsługa przestrzeni adresowej I/O ................................................... ........................................51 Procesor 8086 ................................................... ................................................... ...............52 Procesory 80386 i 80486 ................................................... .................................................52 Pentium ................................................... ................................................... .........................53 Funkcje kontrolne i sterujące ................................................... .................................................53 BIST................................................... ................................................... ..............................54 Kontrola TLB................................................... ................................................... ................54 Kontrola pamięci podręcznej................................................... ...........................................54 Przejście w stan wysokiej impedancji ................................................... .............................54 JTAG.................................................. ................................................... ..............................55 Częstotliwość taktowania................................................... ................................................... ....56 Zasilanie ................................................... ................................................... ..............................58 Jak rozpoznać typ procesora? ................................................... ................................................60 Czy procesor jest zgodny z układem 80286 lub lepszym? .................................................60 Procesor 8086/88 czy 80186/88?................................................... .....................................61 4 Anatomia PC Procesor 80286 ................................................... ................................................... .............62 Procesor 80386 ................................................... ................................................... .............62 Procesor 486 czy Pentium?................................................... ..............................................62 Koprocesory................................................... ................................................... ........................63 Koprocesor 8087................................................... ................................................... ...........65 Koprocesor 80287................................................... ................................................... .........66 Koprocesor 80387................................................... ................................................... .........66 Koprocesor i487SX ................................................... ................................................... ......67 Rozszerzenia ................................................... ................................................... .......................67 MMX ................................................... ................................................... ............................68 Zmiany w architekturze................................................... .............................................68 Rozpoznanie procesora P55C................................................... ....................................70 Nowe rejestry ................................................... ................................................... .........70 Nowe typy danych................................................... ................................................... ..73 Nowe rozkazy................................................... ................................................... .........73 Przykłady zastosowań ................................................... ...............................................78 3DNow! ................................................... ................................................... ........................80 SSE ................................................... ................................................... ...............................80 SSE2 ................................................... ................................................... .............................84 Hyper-Threading (HT)................................................... ................................................... ..87 Technologia ................................................... ................................................... ............88 Architektura................................................... ................................................... ............88 Rozpoznanie BIOS ................................................... ................................................... .90 Instalacja................................................... ................................................... .................90 Efekty ................................................... ................................................... .....................91 Rozdział 2. Architektury komputerów PC .................................................................. 93 Model PC/XT................................................... ................................................... ......................93 Procesor 8086 ................................................... ................................................... ...............93 Procesor 8088 ................................................... ................................................... ...............96 Dostęp do pamięci i przestrzeni wejścia-wyjścia ................................................... ............97 Kontroler 8288................................................... ................................................... ..............98 Pozostałe elementy architektury XT ................................................... .......................100 Magistrala ISA 8-bitowa................................................... ................................................103 Model AT................................................... ................................................... ..........................105 Procesor 80286 ................................................... ................................................... ...........107 Magistrala ISA 16-bitowa................................................... ..............................................109 Komputery z procesorami 386, 486 i Pentium ................................................... ....................111 EISA ................................................... ................................................... ...........................112 Wieloprocesorowość ................................................... ...............................................113 Magistrala zewnętrzna................................................... .............................................113 Kontroler DMA ................................................... ................................................... ....113 Kontroler przerwań sprzętowych ................................................... ............................114 Kontroler magistral................................................... ..................................................114 Pamięć konfiguracji................................................... .................................................114 MCA ................................................... ................................................... ...........................114 VESA................................................... ................................................... ..........................116 PCI ................................................... ................................................... ..............................117 Architektury systemów wieloprocesorowych ................................................... ..........................118 Architektura MPP ................................................... ................................................... .......119 Architektura UMA................................................... ................................................... ......120 Komunikacja z pamięcią ................................................... .........................................121 Caching w systemach multiprocesorowych ................................................... ............122 Specyfikacja MP (Intel)................................................... .................................................123 Obsługa przerwań................................................... ................................................... .125 Rozruch systemu ................................................... ................................................... ..125 Spis treści 5 Przejście do pracy symetrycznej ................................................... .............................126 System Dual-Pentium z magistralą PCI ................................................... ..................127 Tabela konfiguracji MP................................................... ...........................................129 Zastosowania praktyczne................................................... ...............................................131 Systemy operacyjne................................................... .................................................132 Procesory ................................................... ................................................... ..............132 Chipsety................................................... ................................................... ................133 Aplikacje ................................................... ................................................... ..............135 Granice teoretyczne................................................... .................................................136 Architektura komputerów przenośnych ................................................... ...............................137 Złącze PCMCIA ................................................... ................................................... .........137 Rozdział 3. Układy pamięciowe PC ......................................................................... 139 Pamięci dynamiczne ................................................... ................................................... .........140 Tryb konwencjonalny (Page Mode) ................................................... ..............................141 Odczyt ................................................... ................................................... ..................141 Zapis ................................................... ................................................... .....................141 FPM (Fast Page Mode)................................................... ..................................................141 Odczyt ................................................... ................................................... ..................143 Zapis ................................................... ................................................... .....................143 EDO (Extended Data Out)................................................... .............................................143 Odczyt ................................................... ................................................... ..................144 Zapis ................................................... ................................................... .....................144 BEDO (Burst EDO)................................................... ................................................... ....144 Porównanie ................................................... ................................................... .................145 SDRAM ................................................... ................................................... ......................146 Linie zewnętrzne ................................................... ................................................... ..148 Rozkazy SDRAM................................................... ................................................... .150 Organizacje logiczne układów SDRAM ................................................... .................154 Moduły pamięciowe................................................... ................................................... ..........155 Moduły SIMM-30 (SIP) ................................................... ................................................156 Moduły SIMM PS/2 ................................................... ................................................... ...157 SIMM PS/2 bez parzystości (FPM i EDO) ................................................... .............157 SIMM PS/2 36-bitowy ................................................... ............................................161 System rozpoznawania modułów SIMM ................................................... ................162 Moduły DIMM ................................................... ................................................... ...........162 Buforowane DIMM DRAM................................................... ....................................163 Niebuforowane DIMM DRAM................................................... ...............................166 Niebuforowane DIMM SDRAM................................................... .............................169 Rozpoznawanie modułu DIMM................................................... ..............................174 Odświeżanie ................................................... ................................................... ......................176 RAS Only............................................. ................................................... ..........................177 CBR (CAS before RAS)................................................... ................................................178 Hidden................................................... ................................................... .........................179 Wykrywanie błędów i ich korekcja ................................................... .....................................180 Błędy powtarzalne (HE) ................................................... ................................................181 Błędy sporadyczne (SE) ................................................... ................................................181 Kontrola parzystości ................................................... ................................................... ...182 Kontrola ECC ................................................... ................................................... .............183 Rozszerzenia standardu magistrali PC-66................................................... ............................184 Parametry modułów................................................... ................................................... ....185 Pamięć konfiguracyjna (SPD) ................................................... .......................................187 Moduły buforowane................................................... ................................................... ....190 DDR-SDRAM................................................... ................................................... ...................192 Systemy dwukanałowe ................................................... ..................................................199 DDR-II i DDR-III ................................................... ................................................... .......200 6 Anatomia PC RDRAM................................................... ................................................... ............................200 VC-SDRAM ................................................... ................................................... .....................207 HSDRAM ................................................... ................................................... .........................209 Porównanie parametrów pamięci................................................... .........................................210 LVTTL................................................... ................................................... ........................211 SSTL_2 ................................................... ................................................... .......................212 SSTL_18 ................................................... ................................................... .....................213 RSL ................................................... ................................................... .............................213 Identyfikacja producentów chipów pamięciowych................................................... ..............213 Rozdział 4. Układy otoczenia procesora (chipset).................................................... 215 Zakres funkcji ................................................... ................................................... ...................215 Magistrala FSB ................................................... ................................................... ...........217 Obsługa pamięci operacyjnej i magistrali pamięciowej ................................................... 219 Obsługa pamięci podręcznej (Cache) ................................................... ............................222 Zakres pokrywany przez pamięć podręczną................................................... ..................225 Układy obsługi podstawki typu Socket 7................................................... .............................227 Układy współpracujące z magistralą GTL+ i AGTL+ ................................................... ........229 Układy do obsługi procesorów AMD ................................................... ..................................238 ALi................................................... ................................................... ..............................238 AMD ................................................... ................................................... ...........................238 nVidia ................................................... ................................................... .........................239 SiS................................................... ................................................... ...............................239 ViA ................................................... ................................................... .............................239 Układy ze zintegrowaną kartą graficzną................................................... ..............................241 Wewnętrzne magistrale międzyukładowe ................................................... ...........................244 PCI ................................................... ................................................... ..............................247 Hub-Interface, V-Link i MuTIOL ................................................... .................................247 RapidIO................................................... ................................................... .......................248 HyperTransport (LDT) ................................................... ..................................................252 Rozdział 5. Magistrala PCI ..................................................................................... 255 Gniazda magistrali PCI ................................................... ................................................... .....265 Obsługa przerwań ................................................... ................................................... .............267 Pamięć konfiguracyjna urządzeń PCI ................................................... ..................................269 Identyfikator producenta (Vendor ID)................................................... ...........................269 Identyfikator urządzenia (Device ID)................................................... ............................269 Rejestr poleceń (Command) ................................................... ..........................................270 Rejestr stanu (Status) ................................................... ................................................... ..271 Numer wersji urządzenia (Revision ID) ................................................... ........................273 Kod klasy urządzenia (Class Code)................................................... ...............................273 Rozmiar linii pamięci podręcznej (Cache Line Size) ................................................... ....273 Minimalny czas transmisji (Latency Timer)................................................... ..................273 Typ nagłówka (Header Type)................................................... ........................................276 BIST (Build-in Self-test) ................................................... ...............................................277 Adres bazowy (Base Address Registers)................................................... .......................277 Wskaźnik CardBus CIS (CardBus CIS Pointer)................................................... ............278 Dodatkowy identyfikator producenta (Subsystem Vendor ID) i dodatkowy identyfikator urządzenia (Subsystem ID) .................................................279 Adres bazowy rozszerzenia ROM (Expansion ROM Base Address)...............................279 Wskaźnik do listy możliwości (Capabilities Pointer)................................................... ....280 Linia IRQ (Interrupt Line) ................................................... .............................................280 Linia INT (Interrupt Pin) ................................................... ...............................................280 Długość transmisji (Min_Gnt)................................................... .......................................281 Częstość (Max_Lat)................................................... ................................................... ....281 Spis treści 7 Mechanizmy dostępu do pamięci konfiguracyjnej ................................................... ..............281 Pierwszy mechanizm dostępu do pamięci konfiguracyjnej..............................................282 Drugi mechanizm dostępu do pamięci konfiguracyjnej ................................................... 282 PCI BIOS ................................................... ................................................... ....................283 Autokonfiguracja urządzeń PCI................................................... ...........................................283 Rozwój PCI i inne magistrale ................................................... ..............................................284 PCI-32/66 MHz i PCI-64................................................... ...............................................285 PCI-X................................................... ................................................... ..........................285 PCI-Express ................................................... ................................................... ................289 Model warstwowy ................................................... ................................................... 289 Rozdział 6. Kanał DMA ........................................................................................... 293 Układ scalony 8237A................................................... ................................................... ........294 Tryby pracy kontrolera DMA ................................................... ..............................................296 Tryb spoczynkowy „I” (Idle)................................................... .........................................296 Tryb „S” (Single)................................................... ................................................... ........297 Tryb „B” (Block) ................................................... ................................................... ........297 Tryb „D” (Demand)................................................... ................................................... ....297 Tryb „C” (Cascade) ................................................... ................................................... ....297 Tryb „V” (Verify) ................................................... ................................................... .......297 Kaskadowe łączenie układów 8237A ................................................... ..................................298 Programowanie kontrolerów DMA ................................................... .....................................298 Adresy portów kontrolerów DMA w komputerze IBM PC/XT .............................................299 „Sztuczne” porty komputera PC/XT ................................................... .............................300 Adresy portów kontrolerów DMA w komputerze IBM PC/AT .............................................300 „Sztuczne” porty komputera PC/AT ................................................... .............................301 Budowa rejestrów wewnętrznych ................................................... ........................................302 Rejestr żądań (port 009h w PC/XT, 009h i 0D2h w PC/AT) ...........................................302 Rejestr stanu (port 008h w PC/XT, 008h i 0D0h w PC/AT) ............................................302 Rejestr rozkazów (port 008h w PC/XT, 008h i 0D0h w PC/AT).....................................302 Rejestr maski kanału (port 00Ah w PC/XT, 00Ah i 0D4h w PC/AT) .............................303 Rejestr maskujący (port 00Fh w PC/XT, 00Fh i 0DEh w PC/AT) ..................................303 Rejestr trybu (00Bh w PC/XT, 00Bh i 0D6h w PC/AT): .................................................304 Przebieg transmisji................................................... ................................................... ............305 Komputer IBM PC................................................... ................................................... ......305 Komputer IBM PC/XT ................................................... ..................................................306 Komputer IBM PC/AT ................................................... ..................................................307 Kanały 16-bitowe ................................................... ................................................... .307 Układ odświeżania pamięci ................................................... .................................................308 Rozdział 7. System obsługi przerwań sprzętowych .................................................. 311 Układ scalony 8259A (PIC)................................................... .................................................312 Cykl przyjęcia zgłoszenia ................................................... ................................................... .314 Kaskadowe łączenie kontrolerów przerwań ................................................... ........................315 Fazy obsługi przerwań pochodzących od układu Slave ................................................... 317 Programowanie kontrolera przerwań ................................................... ...................................317 Inicjowanie pracy układu................................................... ...............................................318 Polling ................................................... ................................................... ...............................322 Przerwanie niemaskowalne (NMI) ................................................... ......................................322 Obsługa przerwań z magistral ISA, PCI i AGP ................................................... ...................323 Kontroler APIC................................................... ................................................... .................326 Strona sprzętowa................................................... ................................................... .........328 Obsługa APIC przez OS ................................................... ................................................330 8 Anatomia PC Rozdział 8. Obsługa stacji dyskietek....................................................................... 335 Fizyczna organizacja danych na dyskietce ................................................... ..........................337 Programowanie operacji dyskowych ................................................... ...................................340 Programowanie operacji dyskowych z poziomu systemu MS-DOS................................340 Przerwanie 25h ................................................... ................................................... ...........341 Przerwanie 26h ................................................... ................................................... ...........342 Przerwanie 21h ................................................... ................................................... ...........342 Obsługa dysków za pomocą funkcji BIOS-u................................................... .................343 Funkcja 00h ................................................... ................................................... ..........344 Funkcja 01h ................................................... ................................................... ..........345 Funkcja 02h ................................................... ................................................... ..........345 Funkcja 03h ................................................... ................................................... ..........346 Funkcja 04h ................................................... ................................................... ..........346 Funkcja 05h ................................................... ................................................... ..........347 Funkcja 08h ................................................... ................................................... ..........349 Funkcja 15h ................................................... ................................................... ..........351 Funkcja 16h ................................................... ................................................... ..........352 Bezpośredni dostęp do kontrolera napędu dysków elastycznych.....................................352 Rejestry kontrolera napędu dysków elastycznych................................................... ...353 Cykl rozkazowy kontrolera................................................... ..................................................355 Faza przygotowawcza................................................... ................................................... .355 Faza przekazywania rozkazu ................................................... .........................................355 Budowa przykładowego rozkazu — rozkaz RS (Read Sector) ........................................356 Faza przekazywania rozkazu................................................... ...................................356 Faza przekazywania danych................................................... ....................................357 Faza końcowa ................................................... ................................................... .......358 Alternatywne metody transmisji danych ................................................... .......................361 Uwzględnianie mechanicznych własności napędu ................................................... ..............362 Zabezpieczanie danych — kod CRC ................................................... ...................................364 Rozdział 9. Obsługa dysku twardego ....................................................................... 367 Budowa kontrolera................................................... ................................................... ............367 Systemy kodowania MFM i RLL ................................................... ........................................368 Fizyczna organizacja danych i formatowanie................................................... ......................370 Formatowanie wysokiego poziomu................................................... ...............................371 Formatowanie niskiego poziomu................................................... ...................................372 Wykrywanie i korekcja błędów ................................................... ...........................................374 Standard AT-BUS................................................... ................................................... .............377 Wstęp ................................................... ................................................... ..........................378 Złącze fizyczne ................................................... ................................................... ...........380 Dostęp CPU do dysku AT-BUS ................................................... ....................................382 Rejestr danych (1F0h) ................................................... .............................................383 Rejestr błędów (1F1h) ................................................... .............................................383 Rejestr prekompensacji (Features Register: 1F1h) ................................................... .385 Rejestr numeru sektora (Sector Number Register: 1F3h) ..........................................385 Rejestr liczby sektorów (Sector Count Register: 1F2h).............................................385 Rejestry numeru cylindra (Cylinder Low/High Register: 1F4h, 1F5h) .....................385 Rejestr napęd/głowica (Device/Head Register: 1F6h) ...............................................385 Rejestr stanu (Status Register: 1F7h) ................................................... ......................386 Rejestr rozkazów (Command Register: 1F7h) ................................................... ........386 Alternatywny rejestr stanu (3F6h)................................................... ...........................387 Rejestr sterujący (3F6h) ................................................... ..........................................388 Rejestr adresu napędu (3F7h)................................................... ..................................388 Spis treści 9 Cykl programowania kontrolera ................................................... ....................................389 Przekazywanie rozkazu ................................................... ...........................................389 Przekazywanie danych ................................................... ............................................389 Faza końcowa ................................................... ................................................... .......390 Przykład realizacji rozkazu CZYTAJ SEKTOR ................................................... .....391 Rozszerzenia standardu pierwotnego................................................... ...................................393 Wzrost pojemności dysków ................................................... .................................................396 Ograniczenia wnoszone przez BIOS ................................................... .............................397 Bariera 504 MB ................................................... ................................................... ....397 Metody omijania bariery 504 MB ................................................... ...........................399 Adresy liniowe (LBA)................................................... .............................................400 Translacja XCHS (eXtended Cylinder-Head-Sector) ................................................401 Straty pojemności ................................................... ................................................... .402 Bariera 2,1 GB................................................... ................................................... ......402 Bariera 8 GB................................................... ................................................... .........403 Przekraczanie bariery 8 GB................................................... .....................................404 Bariera 32 GB................................................... ................................................... .......404 Bariera 128 GB................................................... ................................................... .....405 Ograniczenia wnoszone przez systemy operacyjne................................................... .......406 Limit FAT-16 (bariera 2047 MB) ................................................... ...........................407 Bariera 4 GB................................................... ................................................... .........408 Windows NT — bariery 4 GB i 8 GB................................................... .....................408 Windows 95 — bariera 32 GB ................................................... ................................409 Windows 98/98SE/ME — ograniczenie 69 GB................................................... ......409 Obsługa dużych dysków ................................................... ................................................409 EZ-Drive (Phoenix)................................................... .................................................410 Diskmanager (Ontrack) ................................................... ...........................................411 Podnoszenie pasma przepustowego magistrali ................................................... ....................411 Tryby PIO ................................................... ................................................... ...................411 Tryby DMA ................................................... ................................................... ................412 Tryb Ultra DMA/33................................................... ................................................... ....413 Tryb Ultra DMA/66................................................... ................................................... ....418 Tryby Ultra ATA/100 i Ultra ATA/133 ................................................... ........................420 Blok informacyjny ................................................... ................................................... ............420 Realizacja rozkazu Identify Device ................................................... ...............................421 Faza przekazywania rozkazu................................................... ...................................421 Faza przekazywania danych................................................... ....................................421 Faza końcowa ................................................... ................................................... .......421 Lista rozkazów ................................................... ................................................... ..................427 Funkcje oszczędnościowe ................................................... ................................................... .427 System PM................................................... ................................................... ..................428 System APM................................................... ................................................... ...............429 Funkcje akustyczne ................................................... ................................................... ...........431 Dostęp do funkcji AAM ................................................... ................................................431 Wykorzystanie powierzchni dyskowej ................................................... ................................432 Proces ładowania OS-a ................................................... ..................................................433 MBR i PT................................................... ................................................... ....................434 System danych i FSBR ................................................... ..................................................436 Specyfika wybranych systemów operacyjnych ................................................... .............438 Start z dyskietki ................................................... ................................................... ....438 MS-DOS — start z dysku twardego................................................... ........................439 MS Windows 95a/95b/98/98SE/ME ................................................... .......................439 MS Windows NT................................................... ................................................... ..440 MS Windows 2000................................................... ..................................................440 MS Windows XP................................................... ................................................... ..441 10 Anatomia PC Linux ................................................... ................................................... ....................441 OS/2................................................... ................................................... ......................442 Przypisywanie oznaczeń literowych................................................... ..............................442 Programy BM ................................................... ................................................... .............442 Macierze dyskowe..................................... ................................................... ...........................444 Poziomy RAID ................................................... ................................................... ...........444 RAID-0................................................... ................................................... .................444 RAID-1................................................... ................................................... .................446 RAID-0/1 (RAID-10) ................................................... ..............................................446 RAID-2................................................... ................................................... .................446 RAID-3................................................... ................................................... .................447 RAID-4................................................... ................................................... .................447 RAID-5................................................... ................................................... .................447 RAID-0/5 (RAID-50) ................................................... ..............................................448 Kontrolery RAID ................................................... ................................................... ........448 Rozwiązania programowe z poziomu OS-a ................................................... ..................448 SMART................................................... ................................................... .............................450 Struktura systemu ................................................... ................................................... .......450 Aplikacje współpracujące ze SMART................................................... ...........................453 Rozdział 10. Magistrala szeregowa ATA.................................................................... 455 Specyfikacja ................................................... ................................................... ......................456 Sterowanie................................................... ................................................... .........................457 Okablowanie ................................................... ................................................... .....................458 Protokół i transmisja ................................................... ................................................... .........458 Rozdział 11. Standard SCSI ...................................................................................... 467 Realizacja magistrali ................................................... ................................................... .........470 Organizacja protokołu................................................... ................................................... .......473 Fazy pracy magistrali................................................... ................................................... ..474 Szyna wolna (Bus Free) ................................................... ..........................................475 Faza rozstrzygania (Arbitration Phase) ................................................... ...................476 Wybór (Selection Phase) ................................................... .........................................479 Reselekcja (Reselection) ................................................... .........................................482 Fazy informacyjne................................................... ................................................... 484 Transfer danych w fazach informacyjnych................................................... ....................487 Tryb asynchroniczny ................................................... ...............................................487 Tryb synchroniczny................................................... .................................................489 Tryb synchroniczny „Fast”................................................... ......................................491 Zmiana kierunku transmisji................................................... .....................................494 Sytuacje wyjątkowe ................................................... ................................................... ....494 Uwaga (Attention)................................................... ................................................... 494 Zerowanie (Reset) ................................................... ................................................... 496 Rozkazy systemowe................................................... ................................................... ....498 Informacja statusowa ................................................... ................................................... ..502 Komunikaty (Messages) ................................................... ................................................503 00h: COMMAND COMPLETE (zakończono wykonanie rozkazu) .........................505 02h: SAVE DATA POINTERS (zachowaj zestaw wskaźników) 03h: RESTORE POINTERS (przywróć zestaw wskaźników) ...............................505 04h: DISCONNECT (rozłączenie)................................................... ..........................505 05h: INITIATOR DETECTED ERROR (wykryto nienaturalne zachowanie inicjatora) ................................................... .....505 06h: ABORT (przerwij natychmiast) ................................................... ......................505 07h: MESSAGE REJECT (odmowa przyjęcia wiadomości).....................................505 08h: NO OPERATION (wiadomość pusta) ................................................... ............506 09h: MESSAGE PARITY ERROR (wykryto błąd parzystości)................................506 Spis treści 11 0Ah: LINKED COMMAND COMPLETE (zakończono rozkaz cząstkowy) ...........506 0Bh: LINKED COMMAND COMPLETE WITH FLAG (zakończono rozkaz cząstkowy plus flaga)................................................... ..........506 0Ch: BUS DEVICE RESET (wyzerowanie)................................................... ...........506 0Dh: ABORT TAG (porzuć wykonanie procesu)................................................... ...506 0Eh: CLEAR QUEUE (wyczyść kolejkę procesów) .................................................506 20h: SIMPLE QUEUE TAG (umieść w kolejce) 21h: HEAD OF QUEUE TAG (umieść na szczycie) 22h: ORDERED QUEUE TAG (umieść na końcu) .............506 12h: CONTINUE I/O PROCESS 13h: TARGET TRANSFER DISABLE...............507 80h – FFh: IDENTIFY (identyfikacja jednostki LUN)..............................................507 01h: SYNCHRONOUS DATA TRANSFER REQUEST (uzgodnienie RAO i TP)....507 Procedura uzgadniania ................................................... ............................................508 System wskaźników................................................... ................................................... ....508 Przykładowa wymiana danych ................................................... ......................................510 SCSI w komputerach PC................................................... ................................................... ...514 Host-Adapter................................................... ................................................... ...............515 Okablowanie ................................................... ................................................... ...............518 Terminatory ................................................... ................................................... ................521 Rozszerzenia SCSI................................................... ................................................... ......523 Ultra-2 ................................................... ................................................... ..................524 Ultra-3 (Ultra/160) ................................................... ..................................................524 Ultra/320................................................... ................................................... ...............526 Kompatybilność................................................... ................................................... ....527 Rozdział 12. Złącze 1394 (Fire Wire)........................................................................ 529 Ogólne założenia standardów 1394-1995 i 1394a-2000................................................... ......530 Tryby i prędkość transmisji ................................................... ...........................................530 Topologia................................................... ................................................... ....................531 Okablowanie ................................................... ................................................... ...............531 Gwarantowane pasmo transmisyjne ................................................... ..............................533 Rozszerzenia 1394b ................................................... ................................................... ..........533 Klasy prędkości ................................................... ................................................... ..........534 Okablowanie ................................................... ................................................... ...............534 Protokół................................................... ................................................... .......................535 Rozdział 13. Karty graficzne ..................................................................................... 539 Przegląd kart graficznych................................................... ................................................... ..539 Omówienie kart graficznych EGA, VGA i SVGA................................................... ..............543 Tryby tekstowe ................................................... ................................................... ...........545 Tryby graficzne................................................... ................................................... ...........547 Rozdzielczość obrazu ................................................... ................................................... .547 Tryby zapisu i odczytu pamięci obrazu ................................................... .........................548 Tryb zapisu 0 ................................................... ................................................... ........548 Tryb zapisu 1 ................................................... ................................................... ........549 Tryb zapisu 2 ................................................... ................................................... ........549 Tryb zapisu 3 ................................................... ................................................... ........549 Tryb odczytu 0................................................... ................................................... ......549 Tryb odczytu 1................................................... ................................................... ......549 Standard VESA................................................... ................................................... .................550 Rejestry sterowników EGA/VGA................................................... ........................................550 Rejestry zewnętrzne (External/General registers) ................................................... .........552 Pomocniczy rejestr wyjściowy MOR (Miscellaneous Output Register) — adres 3C2h/3CCh ..........................................552 Rejestr urządzeń zewnętrznych FCR (Feature Control Register) — adres 3DAh/3CAh................................................... 552 12 Anatomia PC Zerowy rejestr stanu ISRZ (Input Status Register Zero) — adres 3C2h....................553 Pierwszy rejestr stanu ISRO (Input Status register one) — adres 3BAh (3DAh)......553 Rejestr odłączenia sterownika VSER (Video Subsystem Enable Register) — adres 3C3h................................................553 Układ sekwencyjny................................................... ................................................... .....554 Rejestr adresowy układu sekwencyjnego SAR (Sequencer Address Register) — adres 3C4h ................................................... ......554 Rejestr informacyjny układu sekwencyjnego — adres 3C5h ....................................554 Rejestr zerowania RR (Reset Register) — indeks 00h...............................................554 Rejestr trybu taktowania CMR (Clocking Mode Register) — indeks 01h ................554 Rejestr blokowania pamięci MMR (Map Mask Register) — indeks 02h..................555 Rejestr zbioru znaków CMR (Character Map Register) — indeks 03h.....................555 Rejestr trybu dostępu do pamięci MMR (Memory Mode Register) — indeks 04h...556 Układ graficzny ................................................... ................................................... ..........556 Rejestr adresowy układu graficznego GAR (Graphics 1 and 2 Address Register) — adres 3CEh ..............................................556 Rejestr informacyjny układu graficznego — adres 3CFh ............................................556 Rejestr ustawiania-zerowania SRR (Set/Reset Register) — indeks 00h..........................556 Rejestr zezwolenia na ustawianie-zerowanie ESRR (Enable Set/Reset Register) — indeks 01h ................................................... ..........557 Rejestr porównania kolorów CCR (Colour Compare Register) — indeks 02h ...............557 Rejestr przesunięcia i wyboru funkcji DRFSR (Data Rotate-Function Select Register) — indeks 03h ...........................................558 Rejestr wyboru płatu do odczytu RMSR (Read Map Select Register) — indeks 04h.....558 Rejestr trybu dostępu do pamięci MOR (Mode Register) — indeks 05h .....................558 Rejestr dodatkowy MIR (Miscellaneous Register) — indeks 06h.............................559 Rejestr pominięcia koloru CDCR (Colour don t Care Register) — indeks 07h ...............560 Rejestr modyfikacji bitów BMR (Bit Mask Register) — indeks 08h ........................560 Układ sterowania atrybutem ................................................... ..........................................561 Rejestr adresowy układu sterowania atrybutem G1 2AR (Graphics 1 and 2 Address Register) — adres 3C0h ..............................................561 Rejestr informacyjny układu sterowania atrybutem — adres 3C0h/3C1h.................561 Rejestry palety PR (Palette Registers) — indeksy 00h – 0Fh....................................562 Rejestr sterowania trybem pracy MCR (Mode Control Register) — indeks 10h ......562 Rejestr krawędzi ekranu OR (Overscan Register) — indeks 11h ..............................563 Rejestr uwzględnianych płatów pamięci CPER (Colour Plane Enable Register) — indeks 12h ................................................... ....563 Rejestr przesunięcia poziomego HPPR (Horizontal Pel Panning Register) — indeks 13h ................................................... 563 Rejestr wyboru koloru CSR (Colour Select Register) — indeks 14h ........................564 Przetwornik cyfrowo-analogowy................................................... ...................................564 Rejestr ograniczenia koloru PELMR (PEL Mask Register) — adres 3C6h ..............565 Rejestr stanu przetwornika DACSR (DAC Status Register) — adres 3C7h .............565 Rejestr adresowy odczytu przetwornika PELARMR (PEL Address Read Mode Register) — adres 3C7h ...............................................566 Rejestr adresowy zapisu przetwornika PELAWMR (PEL Address Write Mod
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