Testări hardware în arhitecturi moderne ale calculatoarelor [304875]

UNIVERSITATEA DIN ORADEA

FACULTATEA DE INGINERIE ELECTRICĂ ȘI TEHNOLOGIA INFORMAȚIEI

PROGRAMUL DE STUDIU:REȚELE ȘI SOFTWARE DE TELECOMUNICAȚII

FORMA DE ÎNVĂȚĂMÂNT:ÎNVĂȚĂMÂNT CU FRECVENȚĂ

Testări hardware în arhitecturi moderne ale calculatoarelor

COORDONATOR ȘTIINȚIFIC:

CONFERENȚIAR DOCTOR INGINER OVIDIU NEAMȚU

ABSOLVENT: [anonimizat]

2018

[anonimizat].

Sunt disponibile mai multe tipuri de repere pentru evaluarea performanțelor unui sistem. [anonimizat], în timp ce altele folosesc teste scenarii care se bazează pe aplicații reale și pe volum de lucru simulate în lumea reală. [anonimizat] a sistemului. Pentru a măsura cel mai bine performanța generală a [anonimizat] a [anonimizat].

Înainte de a [anonimizat], pentru a evuala correct si coherent rezultatele testelor.. Vom analiza mai întâi factorii hardware.[anonimizat], răcite corespunzător (dacă este necesar). [anonimizat], supunerea acesteia la un punct de referință de impozitare ar putea să o omoare. [anonimizat].

[anonimizat], [anonimizat], pentru a asigura rezultate corecte și repetate. Utilizarea celor mai corecte drivere pentru o componentă este foarte important pentru asigurarea funcționării optime a sistemului. [anonimizat]-uri, . [anonimizat]-uri pentru a asigura o compatibilitate optimă și pentru a reflecta configurația actuală a sistemului de operare.

[anonimizat], [anonimizat], [anonimizat]. [anonimizat], depinde totuși de modelele de utilizare ale specificului domeniului de utilizare. [anonimizat], va fi probabil mai bine deservit de un GPU mai rapid decât de memorie mai mare. Un utilizator obișnuit care caută un sistem mai receptiv poate beneficia cel mai mult prin modernizarea unui hard disk lent la o [anonimizat]. SiSoft SANDRA încorporează câteva puncte de referință sintetice centrate pe procesoare care testează performanța unui cip cu diferite sarcini matematice. [anonimizat], cu viteze mai mari și mai multe nuclee CPU. SANDRA furnizează de asemenea rezultate de la alte procesoare pentru o comparație ușoară.

Astfel din punctual de vedere al utilizatorului, rezultatele testelor trebuie evaluate in functie de necesitati, sistemul putand fi imbunatatit prin imbunatatirea uneia dintre componetele, care se comporta sub asteptari in urma rularii testelor.

Capitolul I. Stadiul actual PC

Pc(Personal Computer)-ul este o mașină care prelucrează automat informația. Pentru a realiza acest lucru, calculatorului trebuie să i se furnizeze informațiile care trebuie să le prelucreze ca și (datele de intrare) și o listă de instrucțiuni (programul) care să îi spună cum să prelucreze aceste date. După prelucrarea totală a datelor va obține ca și un rezultat (datele de ieșire). Operațiile și ordinea în care acestea sunt executate de către calculator sunt transmise de către un om prin intermediul programelor cu ajutorul căruia se poate retransmite informații câtre calculator.Pe baza acestuia se realizează conexiunea între om-mașină.

Pentru a realiza aceste operații din punct de vedere structural, calculatorul electronic este format din două componente de bază: hardware și software..”Calculatorul este noua mașină a timpului”.

În cazul calculatoarelor putem să vorbim de parte de hardware(fizică) și software(logică). Partea de hardware reprezintă partea de component electrice și electronice ale calculatorului și partea de software partea programabilă cu ajutorul unei limbaj de programre specifice.Partea de hardware cuprinde: placa de bază,unitățile de memori pe un support magnetic(hard) ,procesorul ,sursă de alimentare,memoriile:RAM,ROM și placa video.

I.1. Placa de bază

Este de fapt componenta de bază a unui calculator și este denumită și motherboard (placă mamă). Celelalte circuite din PCse conectează prin conectoare speciale la placa de bază.Placa de bază denumește funcțiile și capacitățile fiecărui calculator, deci am putea spune că fiecare calculator are un fel de placă de bază (MB). De fapt,diversitatea tipurilor de calculatoare nu este dată neapărat de tipul de MB, existănd PC-uri diferite ca performanțe care au același tip de placă de bază.

I.2 Chipset

Aceste componente unesc unele integrate, asigură transferul pe magistrala procesorului spre memoria cache,asigură comunicare cu memorie principală sistemului având posibilitate de corectarea a informației.Interfețele pentru module electronice atașate au fost IDE,SCSI.În arhitecturile moderne se păstrează de 9 ani o soluție oferite de chipseturile în ideea nordică de mare viteză și chipseturile sudice.Magistrala serială dar cu canale paralele,asigură p cominicație cu placa video prin 16 linii Duplex serial capabile de transfer 8 GB/s.

I.3 Placa video

O placă video(Fig.I.1) se lucrează ca și un procesor intern al calculatorului.Aceasta pentru o bună funcționare și o compatibilitate are nevoie de software.Placa video ca și celalte componente se conectează la placa de bază al calculatorului sau laptopului prin slot special.Slotul aceasta se numește Slot PCI dezvoltarea acestui slot a fost început de câtre firma Intel.Placa video ajută la partea grafică pentru jocuri mai speciale sau rularea 3D.Principale firme de producători sunt Nvidia și ATI.

Fig.I.1 Placa video

I.4 Memorie RAM

Prezintă cea mai importantă componentă fizică ale unei PC.Are rolul de a păstra datele de pe calculator.Cazul memorie putem să distingem două tipuri de memorii de tip Ram,Rom.

Memorie Ram(FigI.2) se conectează la placa de bază.Este nevoie în lumea noastra modernă cât mai mulți Ram.Se folosește de la 4 GB panâ la 32 GB.Cât mai mulți memorie de Ram avem cu atât este mai multe spațiu de a se manevra datele. Singura problemă cazul de RAM că acesta se șterge automat după oprirea calculatorului și nu se poate readus informațiile.

Fig.I.2 Memorie RAM

I.5 Memoria ROM (Read Only Memory)

Acest tip de memorie care poate fi doar citită este memoria care nu poate să fie ștersă sau rescrisă.În BIOS se află informații de calculator se poate seta tipul de BOOT (unde dorim să instalăm Windowsul).De la primul BIOS acesta a fost modificat mai multe ori pentru a ține pasul cu era modern.De exemplu la primele calculatoare nu a putut seta instalare Windowsul prin USB doar în era noastra se poate seta și tipurile de USB 2.0,3.0.Există memoriile PROM SAU EPROM acesta diferă unul de celălalt prin complexitatea sa sau prin modul de a face electronic.Informațiile din Rom se păstrează și când nu avem curent sau calculatorului nu e conetata la priză.

Procesorul: Realiazează și controlează toate instrucțiunile trimise câtre PC.Acesta reprezintă cea mai complexă circuit din PC.Aceasta se controleazăactivitea întregului sistem,ca și cum o explicat Jonathan Haid”Mintea umană este un procesor de povești, nu un processor logic”.Procesorul(Fig.I.3) asigură procesarea datelor,informațiilor și totalitatea instrucțiunilor.Acesta a pot să fie din sistemul de operare, cât și a celelate aplicații ale utilizatorului, și anume le interpretează, după interpretare ,se prelucrează și controlează, execută sau supervizează transferurile de informații și controlează activitatea generală a celorlalte componente care alcătuiesc un sistem de calcul.Principalele producători de procesorsunt Intel șiAMD.Intel are ultima generație de I7 iar AMD FX X6 6300.

Fig.I.3 Execuție program procesor

Fig.I.4 Componentele calculatorului

Schema(Fig.I.4) arată componentele sistemului calculator folosit în zilele noastre.Fiecare component are propriul lui rol pentru bună funcționare a sistemului total.Totalitatea componentelor sunt păstrate într-o carcasă.Carcasa trebuie să fie suficient de mare ca să aibă loc pentru fiecare componentă.Carcasa are orificii pentru răcirea bună a calculatorului.În interiorul carcasei găsim un loc pentru sursa de alimentare și elemente pentru fixarea componentelor.Sursa alimentează componentele cu ajutorul unor cabluri, care au conectori adaptați componentelor.Forma conectorilor este standard și se pot introduce numai în locația lor.Carcasa trebuie să fie suficient de mare ca să permită asamblarea aerisită a componentelor.În cazul componentelor generatoare de căldură se pot introduce ventilatoare suplimentare.

Stocarea datelor se refera la păstrarea instructțiunilor de program și a datelor pe calculator astfel incãt informațiile să fie disponibile pentru prelucrări.

Hard-Disk-ul(sau discul dur)(Fig.I.5) este un dispozitiv pentru păstrarea datelor din calculator.Acesta se află în carcasa calculatorului și este montata la placa de bază.Cazul Hard-Disk putem vorbim de două tipuri.Unul de tipul normal care e în calculator doar s-o apărut și cele portabile.Aceste au dimensiuni mici și oferă atât spațiu(500 GB,1 TB) ca și cele montate în calculator.Unitate Hard Disk este asociat cu o literă.De la C pâna la parție care dorim.Acesta pot să fie D sau E etc.Fără un Hard nu se poate instala nici sistemul de operare și acesta este nevoit de a porni de la un Usb Stick sau Hard extern.La calculatoarele portabile Hard-urile au consum de curent redus.Cea mai importantă caracteristică este timpul de transfer acesta variază de la 2 ms pentru server și 9 ms pentru utilizatori normal.Hard diskul se poate conecta prin USB,interfața Sata sau SCSI.

Fig.I.5 Hard Disc

Capitolul II. Program testare PC actual

Programele de testare sunt foarte importante pentru orice PC.Softwarele de diagnosticare și de testare sunt folosite când avem nevoie de informații suplimentare despre calculator,găsirea erorilor. De asemenea se poate constata ,uneori, ca problemele si stemului se datorează unei funcționări necorespunzatoăre a unei componente hardware, si, pentru a remedia problema va trebuie desfacerea carcasa calculatorului ; pentru a putea face acest lucru vom avea nevoie de anumite unelte folosite în repararea , modernizarea și întretinerea PC-urilor.Pentru PC-uri, sunt disponibile mai multe programe de diagnosticare.Unele programme sunt înscrise la placa de bază acesta fac un test automat la fiecare dată când noi dorim să pornim calculatorul nostru..

Cazul porniri unei calculator se testază automat componente calculatoarelor.Aceste dau primele informații despre calculatorul în starea actuală.Dacă se găsește o anumită eroare acesta se descriere calea eroareigăsite.Cazul găsirea unei erori aceta se prezintă prin trei metode:

Cu ajutorul codurilor audio

Cu apariția unei text de eroare pe ecran(monitorul calculatorului)

Coduri numerice hexazecimale catre un port Input sau Output.

Există multe tipuri de software de diagnosticare concepute pentru a fi utilizate cu anumite produse hardware. Acest software poate fi integrat în hardware, livrat odata cu achiziționarea hardware-ului sau văndut ca produs separat.

II.1 SiSoftwareSandra (Analizator și diagnosticare de sistem)

Este dintre cele mai importante programe de testare.Acest program oferă erorile de calculator sau probleme cele mai mare.Se poate afla temperatura procesorului,tipul componentelor(placa de bază,memorie).Fiecare producător de componentă din calculator se află în lista testată de componente și dacă dorim programul trimite exact la firma producătorului pentru a se afla informații suplimentare despre componentă.Chiar și poate afla cele mai noi drivere care este nevoie pentru calculator și de a se fie în cea mai mare securitate atât partea de hard cât și partea de soft.Oferă posibilitatea de a se face și o comparare PC-ul testa cu celalte componente din lume.Se poate vedea din acesta că este și un progra de Benchmark.Cazul unei erori de USB și acesta se găsește și oferă un mod Soft de a se remedia problema cât mai ușor.

Dacă se intră la pagine de WEB acest oferă următoarele posibilități:

Fig.II.1 ProgramulSiSoft Sandra

II.2 Programul Speccy:

Este un alt program de testare a calculatoarelor modern de ultima generație. Aceasta oferă posibilitatea de a afla informații despre calculator.Speccy citește temperatura existent în interiorul calculatorului,descrie placa grafică ,memoria,placa de bază .După testare totatalitate a informațiilor sunt păstrate în Hard Disk.Aceste pentru o analiză mai complex poate fi imprimate cu ajutorul unei imprimante sau poate fie păstrate.

Afișeză cel mai detaliat informații despre sistemului de operare.Descriere versiunea(x 64,×86),timpul cănd a fost instalat,și dacă sunt exprimă locațiile de eroare.

Fig.II.2 Diagrama de execuție a unei test

Diagrama(Fig.II.2) reprezintă toate etapele unei testare de program.Acesta parcurge totalitatea etapelor care trebuie parcurs pentru o testare profesională.Programul testat folosește datele de intrare.Acesta după pornirea testului sunt introduse datele. Implementarea secvențelor de test se realizează în limbaje specifice .Rezultatele execuției testelor se vor memora într-o bază de date care conține și alte informații referitoare la aplicația software realizată. Execuția și evaluarea testării de integrare necesită noi secvențe de test pe rul structurii programului care se testeazăce mediilor de testare. Ieșirile fazei de execuție a testelor sunt rezultatele testelor.

Capitolul III.Testare componete PC si teste comparative

III.1 Prezentare Mainboard

Fig.III.1 Parametri Laptop

Fig.III.2 Chipset

Fig.III.3 Advanced Programable Interrupt Controller(Apic) și Ram

Fig.III.4 Senzori de temperatură,consum de energie

Fig.III.5 Temperatura de procesor

Fig.III.6 Controller de calculator și Hard-Disc

Fig.III.7 Controllerul de Magistrală Serială Universală

Fig.III.8 Placa de bază Intel

.

Acesta Placa de bază(Fig.III.8) este construită folosind tehnologia de vârf a tehnologiei Intel cu 14 nm, Broadwell U, care este un sistem integrat totul pe un chip (SoC), system care a fost conceput pentru Ultrabooks ™ cu o calitate a imaginii net superioare, oferind performanțe net superioare față de generațiile trecute.Integreaza controlerul de memorie, a perifericelor de intrare ieșire, și are implementat regulator de tensiune conține un procesor grafic Intel® HD, avînd un punct de design termic de 15 W (TDP), cu opțiune de TDP (cTDP) configurabilă.Oferă performanțe echilibrate și durata de viață a bateriilor mărite, necesare pentru modelele subțiri, inovatoare 2-în-1, precum și pentru modelele de bază.Linia de procesare Broadwell U cu grafică Intel® HD Graphics 5500 are o opțiune TDP de 28 W, cu opțiune de modificare TDP în jos.Acest spațiu de înălțare suplimentar termic permite graficii ,să se adapteze, și să furnizeze performanțe grafice la nivel discret la nivel de platformă TDP mai mici decât cardurile discrete, permițând realizarea de desene sau modele mai ușoare.(Fig.III.1 și III.2)

Placă de bază este interschimbabilă.Puterea maximă consumata este de 3400W,această valoare se atinge când lucreză cu aplicații mari care cer folosirea maximă atât procsorul cât și a celalte componente a calculatorului.

Placa de bază este echipată cu 2 sloturi de memorie RAM, care suportă module de maxim de 16GB,asfel se poate utiliza maximum 32 Gb de memorie.Avem în interior RAM de tip DDR3.RAM DDRR3 este un tip de RAM DRAM.Acesta are un transfer de date dublă fată de celalte tipuri de memorii RAM.Modulul de memorie es Ramaxel.Este un producător care oferă memorii pentru Laptopuri atât professionale cât și pentru Laptopuri personale.(Fig.III.3)

Senzorile de temperatură oferă informații despre temperatura calculatorului.Avem informație cum se vede și la program avem o temperatura minimă de 320 și o temperatură maximă care poate ajunge la o temperatură350.(Fig.III.5)

Placa de bază are în interior si un HardDisk.Acesta are rolul de a păstra datele de informații care dorește să păstrează utiliztorul.Este un Hard de tip Sata de 1 TB pentru păstrarea informațiilor.Capacitate maximă de stocare suportată este de 2TB HDD pentru Hard Diskuri având conexiune de tip SATA, iar capacitate maximă suportată pentru HDD de tip SSD este de 256GB.Suportă și combinație dintre HDD de tip SSHD de capacitate de 8GB combinat cu HDD SATA de capacitate maximă de 500GB.Această ultimă soluție este combinație dintre cele două tipuri de HDD pentru a reduce timpul de încărcare a sistemului de operare.(Fig.III.6)

Arhitecturile de tip multiprocessor conțin și un APIC(Advanced Programable Interrupt Controller).Controlerele de întreruperi sunt de două tipuri.Unul este cel local și unul pentru controlul sistemului de intrare și ieșire.Fiecare Apic are și un registru de patru biți.Temporizatoarele de Apic sunt folosite și de edițiile mai noi de Windows(Win 7,Win8),fiind un temporizator de mare rezoluție, care poate fi folosit inclusiv când Pc/Laptopul este oprit , sau pornit.Varianta mai performantă a apărut în momentul când a apărut pe piată versiune Pentium4(unul dintre cel mai cunoscut procesor de tip Intel).Modelul xApic,este cel mai modern , fiind utilizat de catre arhitecturile placilor cu procesoare de generația Intel I5,I7.Există o serie de erori cunoscute în implementările sistemelor APIC, în special cu privire la modul de conectare a acestora .Biosurile cu erori, nu pot seta corect rutarea întreruperii ,sau pot furniza tabele ACPI incorecte .APIC poate fi, de asemenea, o cauză de defecțiune a sistemului atunci când sistemul de operare nu îl gestionează în mod corespunzător.Pe sistemele de operare mai vechi, API-urile I / O și APIC locale trebuiau dezactivate adesea(Fig.III.3).

La placa de bază se află și un controller pentru USB 2.0 și 3.0 numit Lenovo Wildcat Point LP.Acest controller USB poate comunica numai cu procesoarele de tip Intel.Este folosit cu mai multe tipuri de procesoare Intel:Intel Pentium Processors,Intel Core, Intel Core M Processors și cu procesoarele Intel Celeron.Se necesită pentru folosirea tuturor posibilităților oferite de firma producătoare un soft special realizat de către cele două firme Lenovo și Intel.Programul are mai multe drivere și aplicații:Intel USB 3.0 Extensible Host Controller Driver,Root Hub Driver,USB 3.0 Host Controller Switch Driver.,Intel USB 3.0 Monitor.(Fig.III.7)

Pentru instalarea programului putem să folosim mai multe tipuri de sisteme de operare:de la Windows 7 pâna la Windows 10.Intel USB 3.0 Extensible Host Controller driver nu oferă suport pentru sistemele de operare Windows XP și Windows Vista.

Dintre componentele importante ale laptopului reprezintă senzorile de temperatură.Acești senzori oferă informații suplimentare despre temperatura internă a laptopului.Programele speciale de teste Specy sau SiSoftSandra oferă informații în plus.Probleme pot să apare cazul în care se apropie la temperatură critică în teste.În aceste cazuri se necesită intervenții.

În general două probleme pot să se apare:(Fig.III.4)

Poate că s-a adunat prea mult praf în înteriorul laptopului(trebuie curățat și demontat)

Trebuie schimbat foarte repede pasta de termocundoctoară(pentru a ajuta transferul căldurii de la procesor pâna la sistemul special de răcire al laptopului folosit în teste).

III.2 Display video adapter

Fig.III.9 Chipset Placa Grafică

Fig.III.10 Memorie maximă placă grafică

Fig.III.11 Versiunile de Direct-X folosite

Fig.III.12 Video Driver

Procesoarele de tip Intel i5-5200 și procesoarele de tip Intel I7-6200 folosesesc plăcile grafice de tip Intel®HD Graphics,aceasta fiind integrată în procesor(Intel Integrated).Aceste procesoare Broadwell sunt bine realizate, sunt de tip gen 7.5 sau 8.I5-5200U face parte din generația 8.Între cele două procesoare diferența între procesoarele grafice este la unitatea de execuție, fiindcă Intel I7 Intel oferă performanțe mai bune, dar au și un cost mai mare decât cele I5.(Fig III.9)

Plăcile video oferă suport de OpenCL 2.0 și versiunea DirectX 11.01.Acest tip de placă grafică a fost lansată prima dată în Ianuarie 2015.După lansare a fost între cele mai reușite plăci grafice de pe piață.(FigIII.11)

Această placă video folosește și technologia Intel Clear Video,tehnologie care ajută la creșterea vitezei de decompresie video.Aceasta este asociată cu Intel GMA.Rolul GMA a fost de a realiza Intel un procesor grafic cât mai bun și mai ieftin.Firma Intel se uită si la partea financiară la lansarea oricărei produs.Dorințele firmei este de a furniza echipamente la un preț cât mai rezonabi, acoperind piața low cost.Intel HD Graphics 5500nu este cea mai performantă variantă a producătorului ,fiind un produs de categorie medie.Frecvența maximă cu care lucrează este de la 300 și poate să ajungă și la 950 MHZ.(FigIII.12)

Cazul unei comparație cu o placă video tot de la INTEL,care poartă numele de Intel 4400(4210)amândouă a performanțe la fel acest tip de placă video lucrează cu o eficientă de 20-25% mai mult.Placa 4400 are numai un Direct X 11.1,OpenCl 1.2 și OpenGL 4.0.

DirectX ajută la crearea efectelor în jocuri.Începând de la Windows XP fiecare windows oferit să folosească Direct X.Acesata apare în mai multe verisuni.DirectX oferă sunete mai complexe și imagini de mișcare mai bună.(Fig.III.11 și Fig.III.13)

Direct X este alcătuit din:Direct3D,Direct2D,DirectWrite(font),XACT3(partea audio),DirectX Media(pentru animații atât 2 cât și pentru 3D),Direct Draw(desene grafice).

Din punct de vedere energetic amândouă au un consum de energie redus.Consumul de energie al procesorului în total cu placa grafica întegrată la amândouă și la 4400(4210) și la 5500 este de 15W.Din cauza asta se află și în laptopul pe care am realizat testarea.(FigIII.10)

Este realizat cu technologia de 14nm.Testele realizate în cadrul acestui proiect, evidențiează faptul că placa grafică are un consum redus de energie.Problema apare în timpul lansării jocurilor sau folosirea unui program pentru editarea proceselor video.În aceste etape,datorită creșterii consumului, procesorul se poate supraîncălzi putînd apărea probleme de performanță.Pentru a rula jocuri și obținerea maxmul din placă grafică necesită niște modificări la setările jocurilor aceste trebuie puse la MINIMIM din cauza memoriei maxime de 1,56 GB)(Fig.III.10 și Fig.III.13)

Placa grafică este conectat la sistem cu ajutorul unei PCI Express versiunea 2.0.Placa grafică mai suportă și Pixel Shader 5.0,și OpenGL 5.0.

Fig III.13. Placa grafică 4400 Intel comparat cu o placă 5500 Intel

III.3 Hard disk

Fig.III.14. Denumire HDD

Fig.III.15. Caracteristici și opțiunile HDD

Fig.III.16. Securitate HDD și verziune SMART

Fig.III.17.Partițiile folosite

Hard Discul este de tip Seagate ST1000L.Aceasta are rolul de a păstra datele de pe calculator.Firma Seagate este liderul mondial de realizarea produselor de păstrarea datelor de pe laptopurile și calculatoare.De-a lungul anilor cantitatea de informație pentru stocarea datelor s-o crescut și pas cu pas s-a evoluat și firma.Lângă stocarea datelor în zilele noastre este nevoit și analiza cât mai complexă a informațiilor primite și înțelegerea modul și comportamentul programelor.Seagate oferă cel mai garantat mod de a păstra datele de pe Laptop.(Fig.III.14)

În testele am văzut că Hard Discul lucrează mult și mai lent decât la procese mai simple..Aceasta reușește să oferă toate informațiile păstrate pe el.Hard Discul este înpărțiț în două părți cum și se vede din teste.Cele două sunt Logical Drive C,Logical Drive E.

Din totalitatea de 1TB Seagate oferă 931.51 GB în total.Aceasta este mai puțin decât 1 TB care apare numai în foile de catalog pentru un Marketing mai bun(Fig.III.17).

Hard Discul are și Power Management.Aceasta se oprește sau se comută la o stare pentru a reduce energia.Aceasta Power Management sunt oferite și de celalte producători de Hard Disk pentru un consum de energie cât mai mic(Fig.III.15).

Hard discul are LBA(Logarea blocurilor logice).LBA este o schemă de adresare liniară simplă.Blocurile sunt enumerate fiecare având căte un număr.Primul LBA 0,al doilea este 1,al treilea 2 etc.Primul LBA a fost de 22 biți,care a fost extinsă la 28 biți în 1994,48 biți apare prima dată la ATA-6 în anul 2003.Acesta a ridicat limita de adresare la248×512 bytes.(Fig.III.15)

O altă caracteristică este suportul de securitate al Hard Discului.Aceasta este inportant pentru un eventual atac.Aceasta poate să fie Enable,sau Disable.Se poate modifica din BIOS de câtre fiecare utilizator.Aceasta depinde mult la ce se folosește HDD-ul.Cel mai avantajos și important este pentru firmele care nu doresc să fie publicate informațiile secretele despre firmă.Viteza de rotație este 5400 rpm(Rotație/minut).(Fig.III.16)

III.4 Testarea comparitivă Procesoare

Fig.III.18 Chipset Hp Q45/43

Fig.III.19 Senzorile folosite și Apic

Fig.III.20.Controllerele USB și HUB

În cadrul proiectului de Licență am realizat testarea comparativă a laptopului Lenovo cu un calculator de tip desktop de la firma HP,model DC 7900.Mai jos prezint rezultatul testelor în SiSoftSandra efectuate pe desktop,și o analiză a diferențelelor între cele două.

Calculatorul HP are la bază o placă de bază construită în jurul chipsetului Intel Q45.Acest tip de arhiectură suportă procesoare de tip Intel Pentium Dual CORE,Core 2 DUO,Core 2 QUAD.Include interfața grafică Q45-GMCH și controlerul 82801 ICH 10(Fig.III.22).

Suportul Audio este asigurat de câtre circuitul AD 1884A,iar partea de rețea este implementată cu ajutorul circuitului Intel 82567 LMGBE.Placa de bază are patru sloturi de memorie de tip non-ECC PC2-5300 și PC2-6400 DDR2.Modulele de memorie pot opera la frecvența de 667 MHZ.Memoriile pot opera în modul Single Chanel(un modul pe fiecare canal),modul Dual Chanel Asymetric(module instalalate pentru amânduă canalele dar de capacități diferite,modul de lucru Dual Chanel Întrețesut (module de memorie instalate pe amândouă canale având aceeași capacitate).Sloturile pot fi populate cu module de 512 MB,1GB,2GB,4GB.Memoria maximă suportată este de 16 GB.(Fig.III.21)

Placa de bază implementează magistrale de tip PCI 2.3 funționând la frecventă de 33Mhz și magistrale de tip PCI Expres v1.1.

Controlul sub sistemelor este implementată Hardware prin gestionarea cerelilor și răspunsurilor..Procesorul folosește două tipuri de întreruperi:mascabile și nemaschabile.O întrerupere mascabilă este generată de un echipament periferic care are nevoie de atenția procesorului.Perifericul generează cere unică INTA-A semnal care este direcționat câtre procesorul de întreruperi care îi asociază o întrerupere(INTR) câtre microprocesor . Microprocesorul la rândul lui oprește execuția procesorului în curs și deservește această cerere.Majoritatea cerelilor sunt direcționate câtre controlerul I/O care realizează funția de serializare.Întreruperile pot fi procesate în două moduri în funcție de setările din BIOS.Modul 8259 cel care deservește întruperile IRQ 0-IRQ 15 astfel încăt întreruperea cu cea mai mare prioritate este deservită prima,sau modul APIC care este un mod de proceasare a întreruperilor înbunatățit.

Arhitectura plăcii de bază implementează metode DMA(Direct Memory Acces) în care un periferic accesează direct memoria fără implicanrea procesorului.Această metodă este utilizată pentru a transfera blocuri de date dinspre/spre periferice I/O sau dispozitive PCI.Această metodă reduce semnificativ interacțiunea dintre procesor și memorie eliberând procesorul.Această funcție este implentată cu ajutorul circuitului 82801 ICH10.(Fig.III.19)

Prin BIOS-ul plăcii de bază sunt implementate posibilități de setări de siguranță al calculatorului prin care se por seta parole de supervizor la pornirea sistemului.

Placa de bază suportă conexiuni de tip SATA a Hard Discurilor având două porturi de acest tip.Conține un port serial care asigură posibilitate de conectare serială a diferitelor echipamente care suportă standardul RS232.(Fig.III.21)

Are 10 porturi Usb suportând modul de lucru USB 1.1 și 2.0.Aceste porturi se pot activa sau dezactiva din Bios sau prin conectare deconectare fizică.Interfața de rețea asigură selectarea automată a diferitelor moduri de lucru:10BASE-T,100 BASE-T,1000 BASE-T.(Fig.III.20 și III.21)

Sub sistemul graphic implementat prin component GMCH al circuitului Q45 asigură posibilitate de conectare a display-ului atât prin port VGA cât și prin DISPLAYPORT,permițând modul de lucru dual.(Fig.III.22 și Fig.III.21)

Fig.III.22. Chipul Intel Q45-GMCH

Chipul Intel Q45-GMCH include aceleratorul grafic GMA 4500,care poate comanda direct un monitor analog multiscan și un port digital denumit Display Port simultan.Procesorul GMA 4500 asigură posibilitatea de alocare a unei porțiuni din memoria sistemului în scop de realizare unui Buffer pentru stocarea de texturi și edecte 3D.(Fig.III.22)

Procesorul GMA 4500 are următoarele caracteristici:

Alocare dinamică a memorie video

Gestionare inteligentă a memorie

Suportă motor graphic 2D GDI+ până la rezoluții de 2048×1536/32 bit color

Suportă motor 3D Z-BIAS până la frecvențe de 1600×1200/32 bit color

Folosiind procesorul denumit DVMT(Dynamic Video Memory Technology)coltrolerul alocă

dinamic porțiuni de memorie pentru texturi în funcție de necessitate.(Fig.III.18 și Fig.III.22)

Placă de bază are un slot PCI Expres 2.0 x16,are trei sloturi PCI 2.3,un port e-Sata.

Specificațiile sursei de alimentare sunt următoarele:tensiune nominală la intrare 100-240W,frecvență nominală între 50-60 Hz,putere maximă consumată este de 240W.(Fig III.23)

Fig.III.23. Sursă de alimentare

Sursa de alimentare asigură o tensiune de alimentare a plăcii de bază cât și a perifericelor de 19,5 UVDC cât și tensiuni de 3,3V;5V;+-12V.Calculatorul este echipat cu procesor Intel Core 2 Duo E8400 3GHZ.(Fig.III.23)

III.5Procesor:

Fig.III.24.Tipul Procesor și frecvența de lucru

Fig.III.25.Senzori de procesori și circuite integrate

Chipsetul Q45 suportă familiile de procesoare Intel Pentium,respectiv Intel Core.Caracteristicile procesorului cu care este echipată calculatorul de test folosit sunt următoarele:

Fig.III.26.Tabel procesor

Procesorul suportă setul de instrucțiuni SSE preluat de la procesoarele de generație mai veche,având implementat si suportul pentru setul de instrucțiuni MMX care cresc performanțele în procesarea audio-video,editarea video procesul de criptare.Prin creșterea vitezei ceasul(Clock Speed) procesoarele Intel pot gestiona mai multe instrucțiuni în aceleiași folosind și technologia HYPER PIPELINED.Procesoarele aritmetice(ALU) rulează de două ori mai rapid decât viteza nucleului.

LGA 775 , cunoscut și sub denumirea de Socket T , este o priză de procesorIntel desktop CPU .LGA reprezintă o rețea de grile .Spre deosebire de primele prize comune ale procesorului, cum ar fi predecesorii lui, 775 nu are găuri de soclu;în schimb, are 775 de pini proeminenți care ating punctele de contact de pe partea inferioară a procesorului (CPU).

Procesoarele Core 2 rulează la temperaturi mult mai scăzute decât procesoarele Intel de generații anterioare.(Fig III.26)

Procesorul E8400 lucrează la o frecvență maximă de 3 GHz.Procesoarele de tip Intel E 8400 folosește nucleul specific acestei tip de procesor Wolfdale.Acest tip de nucleu a fost lansat în 2008.Este fabricat cu technologia de 45nm.Aceste tipuri de modele se lucrează în frecvențe diferite:2,53 GHz;2,66 Ghz;2,83 Ghz;3,33 Ghz.Acest tip de processor are un memorie Chache de 6 MB.Dacă se compară acest tip de processor cu procesoarele din generațiile ainterioare are un consum de energie mai redus având consum de energie de 65W(Fig.III.24).Acest tip de procesor folosește technologia de TM2(Intel Thermal Monitor 2).Rolul acestei technici este reducerea temperaturii procesorului.Cu acest Thermal Monitor 2 se poate evita supraîncălzirea procesorului când jucăm sau când procesorul are nevoie de a se lucre mai rapid și mai eficient.(Fig.III.25).

În timpul testelor când procesorul a lucrat la o frecvență maximă am obținut o temperatură de 400. Ca și la placa de bază Lenovo și aici firma Hp oferă un APIC(Advanced Programable Interrupt Controller).(Fig.III.26)

Calculatorul folosește și un registru de 64 de biți.Acesta poartă numele de Time Stamp Counter.Are rolul de realizarea resetarea.Numără fiecare ciclu de resetare pas cu pas. Fost prima

Dată folosit pentru procesoare de Intel Pentium 4.Acest tip de TSC nu se găsește la alte procesoare.Amd nu oferă un suport TSC.Pentru a se accesa este nevoit folosirea RTDSC.

Numai cu sistemul de operare Windows se poate folosi la Linux acest mod este dezactivat.(Fig III.26)

Cap IV.Analiza Performanțelor unei procesor de tip INTEL

Procesor

IV.1 Teste realizate cu programul SiSoftSandra

Fig .IV.1 Tipul de procesor și frecvența

Fig. IV.2.Controller de memorie

Fig. IV.3.Prezentere modul de economisire de procesorul

Fig. IV.4. Extensii utilizate

Fig. IV.5 Prezentere modul de economisire de procesorul

Fig. IV.6 Prezentere modul de economisire de procesorul

Fig. IV.7 Setări de multiprocesare

Fig. IV.8 Setări generale procesor

IV.2 Teste realizate cu Speccy

Fig. IV.9 Descrierea general a processorului cu ajutorul programul Speccy

Fig. IV.10 Schema bloc Procesor I5-5200U[]

Seria de procesoare Intel Core 5200 fabricat cu ajutorul technologiei 14nm a fost proiectată pentru a asigura o creștere semnificativă a performanțelor grafice cu anvelopă termală mult redusă.Aceasta technologie folosește tranzistoare tridirecționale.Aceste tipuri de tranzistoare fac parte din tranzistoare așa zise “generația a doua”.Prima data au fost folosite în America în zonele de Oregon și Arizona.Numele tranzistoarelor sunt:TIN pMos/TiAIN NMOS, fost lansată pe piață în Ianuarie 2015.Ultima versiune din aceste tranzistoare au fost lansate în 2017 și oferă o creștere de curent cu 25% dar și o putere de acționare mai mică decât versiunea din 2015.Numele de 14 nm este numai un nume de comercial folosit.(Fig IV.1 și Fig IV.2)

Folosind a doua de generație tranzistoare 3-D tri-gate s-a ajuns la o scădere de 20% a puterii consumate,dar și la asigurarea unui procesor mai compact,care ocupă spațiu mai mic.Asigură performanțe înalte în procesarea fișierelor media/grafice asigurând o codare/decodare mult mai rapidă eliberând procesorul.Conține noul set de instrucțiuni Intel Broadwel care asigură o performanță superioară pentru criptare mai sigură. .(Fig IV.1,Fig IV. 2 și Fig IV.3)

Este un procesor cu două nuclee fiecare lucând de frecvențe de 2 GHZ.Are implementată technologia Turbo Boost prin care frecvența nucleelor pot crește până la 2,5 GHZ,și prin implementarea technologiei Hyper-Threathing nucleele suportă câte două fire de execuție simultane.Aceste două technologii duc la o creștere semnificativă a performanțelor.(Fig.IV.1)(Fig.IV.6)

Datale technice a procesorului Intel Core I5-5200U sunt:

Arhitectură Broadwell 14 nm

Frecvență 2200-2700 MHZ

Nuclee 2 bucăți(Fig IV.1)

Placa grafică integrată:INTEL HD 5500(Fig.IV.9 )

Consum de energie: TDP 15W(Fig.IV 5 și Fig.IV 6)

La aceste serie de procesoare Intel a implementat o înbunătățire semnificativă față de serie de procesoare Haswell,utilizând un predictor de branch-uri mult mai eficient ,setul noi de instrucțiuni folosibile în aplicații criprografice,precum și un Buffer mai mare cu 50%.

Technologiile utilizate în seria de procesoare I5.(Fig.IV.10)

Intel Virtualization Technology:acesată technologie asigură ca un singur sistem să poate rula independent mai multe sisteme de operare simultan.Această technologie înpreună cu Intel Arhitecture VT-X adaugă suport hardware procesoarelor pentru mărirea performanțelor virtualizării.(Fig.IV.4)

Intel HT Technology permite procesoarelor să ruleze două sarcini în același timp, ece folosind resursele procesorului mult mai eficient. Aceasta technologie creează nuclee "virtuale", permițând procesorului să execute eficient procese pe mai multe fire în nucleele sale. Pentru cresterea performabtelor grafice, se recomanda activarea acestei tehnologii din BIOS-ul sistemului.Noul procesor dual-core Intel® Core™ i5 poate rula 4 sarcini simultan – folosind inteligent toate resursele din cele 2 nuclee.(Fig.IV.4)

Intel Turbo Boost 2.0: Această tehnologie asigura adaptarea nivelului de performanță, corespunzător activităților , accelerînd în mod automat și inteligent performanța, printr-un proces dinamic de adaptare, în funcție de sarcină,oferind utilizatorilor o creștere imediată a puterii de calcul în caz de nevoie.(Fig IV.6)

Performantele aduse de Intel Turbo Boost sunt:

-Performanță Single Task : un singur nucleu este active,în cazul în cared doar o singură aplicație single-threaded este activă, oferă performanțe doar nucleului activ.
-Multitasking moderat : când două dintre cele patru nuclee ale unui procesor quad-core sunt activate, frecvența nucleelor active va crește ,ceea ce asigură performanțe mai bune pentru ambele sarcini. (Fig.IV.4)

Intel Fast Memory Acces:Acesta optimizează lățimea de bandă a memorie.Aceasta technologie înbunătăcește totalitatea performanța sistemului.Oferă de a accesa mult mai rapid memoria decât la celalte procesoare.De exemplu aceast tip de accesare nu se folosește la procesoarele de tip AMD,de acces se face și o diferență mare de viteză la favoarea lui INTEL.(Fig.IV 4 și Fig.IV 5)

Prin implementarea acestor technologii s-a ajuns la o creștere de performantă a fiecărui nucleu cu 5% față de procesoarele Haswell.Acestea serie de procesoare este indicat pentru aplicații multimedia,office,dar fac față și cerințelor unui programe mai complexe precum și jocurilor de noua generație,fiind capabile de multitasking performant. Având integrată placa video Intel HD GRAPHICS 5500 cu 24EU(Unități de Execuție) lucrând la frecvențe între 300-900 MHZ este mai performant cu aproximativ cu 25% decât procesorul graphic serie Intel HD GRAPHICS seria 4400 folosit la procesorul Core I5 4200U.(Fig.IV.4,Fig IV.5 și Fig IV.8)

Consumul de putere nominală a procesorului este de 15W care poate fi scăzut la 7,5W dar astfel se reduce și performața procesorului.

Testul oferă să se prezinte și pagina firmei de producătore(Fig.IV.1).Toate informațiile apărute prin test se poate găsi la pagina principal Intel.com.Procesorul folosește și un system de securitate special.Aceasta poarte numele de Intel Secure Key.Aceasta este un generator de numere digitale.Aceste numere sunt diferite pentru fiecare processor Intel.Aceasta este scris de câtre producători pentru a se realiza o eficiență mai mare la partea de securitatea a procesorului.(Fig IV.1)

Folosește două hardware de virtualizare:VT-x și VT-d.VT-d oferă acces la dispozitivele PCI.Aceasta poate să fie echipat cu un card LAN care este dedicat unui sistem de invitație.Pentru obținarea informațiilor de la VT-d este necesar accesarea din BIOS.După ce se activează poata să utilizeze vmvare vmDirectPath pentru a se accesa oricărie card PCI.(Fig IV.9)

Viteza magistralei este de 5 GT/s.Magistrala în calculatoarele moderne au rolul de se transfera datele între procesorul și porțile de intrare și ieșire a calculatorului.Acestat folosește o interconectare QPI(Intel Quickpath Interconnect) care realizează o conectare rapidă între componentele calculatorului.QPI foloseșește o conexiune de tip punct la punct între unitatea centrală de prelucrare și memoriile calculatorului.

Cele mai multe procesoare de zilele noastra folosește un SMP(Sistem de Multiprocesare Simetrică).Acest tipuri de procesoare folosiind un cuplaj strâns procesoarele fiind Dual-Core lucrează separat.Pentru că procesorul laptopului lucrează SMP procesorul meu principal (I5-5200U) este conectat la memoria principală,astfel putând crește viteza maximă de procesare.

Model de lucru SMP are atât avantajele cât și une dezavantaje.Dezavantajul este una singură pentru că se limitează anumite volume de date astfel nu se realizează o procesare instantă.Acesta apara și din cauza frecvența procesorului cu un procesor de mai multe nuclee și cu o viteză de procesare mai rapidă realizează și o Multiprocesare Simetrică mai rapidă.

Avantajul reprezintă aceea că în cazul unei probleme mai serioase procesorul folosește o technică de multiprocesare.Acesta reprezintă creșterea vitezei de lucru și obținerea rezultate rapide.Seturile de instrucțiuni se poate dezvolta.Oferă SMP o programare mai complexă.Necesită un soft special și cu acest soft putem și noi să dezvoltam propria noastra SMP.Programele o să se lucreze mai bine la o modificare software.Totuși necesită prima dată realizarea unei ansamblu de verificare a lui SMP.Firmei oricărei producător oferă foi de catalog speciale dar și programe de coduri pentru dezvoltarea lui SMP.Trebuie creat și un suport pentru Sistemul de Multiprocesare Simetrică.(Fig IV.7 și Fig IV.8)

Capitolul V.Interfețe multimedia corelate cu procesoare moderne

În capitolul al V-lea se realizează conectarea la Laptopului personal echipamente de intrare ș ieșire.Dispozitiv periferică de intrare poate să fie un microfon.Microfonul astfel se reprezintă un dispozitiv care transformă sunetul vocal al omului în semnal electric.Este foarte folosit în telecomunicație.

Fig V.1 Test Microfon

Din testul de mai sus se poate vedea că calculatorul s-a conectat cu microfon.Pentru conexiune se folosește USB-ul.Viteza de transmisie poate să fie diferit cazul în care se conectează la USB 2.0 avem o viteză de transfer 480Mbps iar la 3.0 4,8 Gbps.USB 3.0 astfel oferă o rată de transmisie mult mai mare.Folosirea technologiei Conexiant Smart AudioHD este o technologie nouă folosit numai în cazul Laptopurilor Lenovo.Este necesar folosirea unei adaptor pentru a se conecta la USB.(Fig V.1 și Fig V.2)

Fig V.2 Microfon cu adaptor USB

Fig V.3 Controller conectat la Laptop

Al doilea dispozitiv periferic pe care am testat corelat cu procesorul Intel este un Gamepad.Pentru a se conectat tot ca și microfonul de mai sus s-a folosit portul USB.Gamepadul a fost realizat pentru jocurile la PC.Gamepadul poate să fie și de tip Wireless fără fir,aici mai este nevoie de un adaptor Wireless.La verziunea standard pe partea stângă se află butonale de stânga,dreapta,sus și jos pentru a se mișca cursorul iar pe partea dreapta butoanele de control a acțiunii.Principale producători sunt Microsoft,și PlayStation.Se poate folosi și o combinație de butoane pentru o acțiune în plus.(Fig V.3)

Fig V.4 Televizor conectat la Laptop

Pentru al treilea oară am conectat la Laptop un televizor.Televizorul defapt este un dispozitiv care are rolul de a reda emisiuniile radiodifuzate.A fost necesar folosirea unei cablu HDMI.Cablul HDMI se transmite semnalul audio, dacă se poate și oferă producătorul televizorului mai poate folosi în plus un cablu Jack-Jack pentru un sunet mai bun.Semnalul video+cel de audio,astfel oferă posibilitetea de a realiza un sistem complet.Cum se vede și în testul de mai sus oferă un suport pentru toate formele de video inclusiv Full HD(1920×1080) și 4KUltraHD(3840×2160).Cablurile HDMI sunt cea mai pură ieșire video posibilă acum în piată.Folosește și placa video internă(Intel HD 5500),aici se conectează și televizorul.Folosește un sistem automat de detectare și afisează automat imaginea transmisă de la monitor la TV,iar dacă nu se apare nimic trebuie intrat la Laptop în Control Panel->Display->Change display settings.Depinde tipul de Laptop la care se conectează mai este necesar și folosirea unui combinație de taste. Apare și cazul în care este nevoie selectarea în mod manual televizorul.(Fig V.4)

Concluzii

În concluzie testarea calculatoarelor este foarte important.Aceste teste oferă atât informații despre calculator de la componentele electronice cele mai mici până la cele mai mari.Poate să fie incluse în sistemul de operare autotestabile(prezentate în capitolul II) sau programe speciale lansate pe piață pentru verificarea erorilor(capitolul II).

Aceste teste oferă și o securitate suplimentară.Este foarte important că calculatorul este și autotestabil lângă programele speciale.Aceste coduri de erori transmit informații câtre utilizator din start.Fiecare eroare are un nume și un cod.Poate să fie găsite pe baza codurilor pentru a se rezolva problemele.Aceste informații trebuie luate serios pentru a se evita unui defect neraparabil.Programele speciale SiSoftSandra și Speccy sunt cele mai bune acum în piață.Folosirea programelor este foarte important.În ceeea ce privește programde acestea prezintă detaliat toate informațiile necesare de oricare utilizator care vrea să afle informații suplimentare despre partea de Hardware.Cele mai multe lucruri trebuie să se facă procesorul.Acesta se ocupă de recepția și transmiterea informației.Fără un procesor puternic calculatorul/laptopul nu poate să se realizeze o comunicare constantă.Toate Hardwarele au un rol important pentru un sistem complex.Cum s-a prezentat la placa de bază are rolul de a se gestiona toate celelalte componente.Procesorul transmite și receptionează și gestionează toate informațiile.Hard discul salvează întreaga informații și pentru că datele încep să crească și oamenii au nevoie de multe informații și la Hard Diskc-uri s-au ajuns de la primele calculatoare care aveaua Hard de câteva MB iar acum putem să vorbim Hardurile de 1,2 TB,iar generațiile următoare o să folosescă pentru creșterea vitezei de lucru numai SSD-uri.

Arhitecturile moderne de calculatoare păstrează elementele de bază clasice.Acestea chiar că sunt mai bune decât generațiile trecute care prima dată realiza atât ca acum un mic calculator de buzunar.Placa de bază,memoria,placa video pentru grafică sunt elementele pe care și calculatoarele vechi s-au bazat.Calculatoarele de vremea noastră s-a bazat pe calculatorul lui Claude Shannon care a schimbat și a realizat calculatorul digital în locul cel analogic care descriere și rezolvă problemele în biți decât la cele analogice care au folosit semnale electrice.

Fără calculatorul lui Claude Shannon n-am putea rezolva multe probleme pe care acum rezolvăm în câteva secunde.

Anexe

La sfârștitul lucrării de licență atașez imaginile la anexă pentru a se completa ideiile din cadrul Licenței.

Acceleratoarele grafice folosite

Conectorile de porturi folosite

BIBLIOGRAFIE

1.)UTILIZAREA CALCULATOARELOR-IonelCrinel Raveica,Bogdan Ionuț Ganea

2)Costel Zăgan în Definiții eretice (23 iunie 2014)

3.)http://www.gamespot.com/articles/amd-announces-absolutely-most-powerful-graphics-ca/1100-6435647/

4)Dumitru Dan DRĂGOI Carol SCHNAKOVSZKY

Ionel Crinel RAVEICA Bogdan – Ionuț GANEA- UTILIZAREA CALCULATOARELOR

5)Dumitru Dan Drăgoi,Bogdan Ionuț Ganea-Utilizarea calculatoarelor