Шинная организация

Аппаратное Обеспечение ЭВМ

Принцип открытости архитектуры

Процессор Intel 8086 (и IBM PC, собранный на его базе), созданный в 1981 году с открытой архитектурой является прародителем 85% современных ЭВМ. Такому сильному распространению ПК способствовала идея открытой архитектуры.

Суть концепции открытой архитектуры можно свести к следующему.

- Каждый пользователь может самостоятельно формировать конфигурацию своего компьютера по своему усмотрению. Это означает, что в зависимости от потребности пользователь может подключить к системной шине различные устройства: модем, звуковую плату, клавиатуру электромузыкального инструмента, плату телевизионного приемника и т.п.

- Открытость архитектуры позволила легко модернизировать имеющийся компьютер, например, путем замены винчестера на жесткий диск большего объема, замены процессора, увеличения объема оперативной памяти и т.д.

- Конкуренция среди производителей комплектующих привела к удешевлению компьютеров.

Принципы, сформулированные Нейманом, можно реализовать технически различными способами. Традиционно принято различать две принципиально разные архитектуры: с шинной и канальной организацией.

Шинная организация является самой простой формой организации ЭВМ. Особенность такой структуры заключается в наличии системы шин, благодаря которой функциональные блоки объединяются в ЭВМ. Структурная схема ЭВМ с шинной организацией представлена на рис. 6.1. В состав компьютера входят центральный процессор, оперативное и постоянное запоминающие устройства, видео система, внутренние устройства и контроллер ввода вывода. Процессор состоит из двух обязательных компонентов: устройство управления (УУ), отвечающее за команды, и арифметико-логическое устройство (АЛУ), отвечающее за переработку данных. В нем выполняются арифметические и логические операции.

Различают следующие виды шин: шина данных – по ней осуществляется обмен информацией между блоками ЭВМ; шина адреса – используется для передачи адресов (номеров ячеек памяти или портов ввода-вывода, к которым производится обращение), и шина управления – для передачи управляющих сигналов. Совокупность этих шин называют системной шиной или системной магистралью. Состав и назначение шины, правило их использования, виды передаваемых сигналов и др. могут существенно различаться у разных видов шин. Однако существуют и некоторые общие закономерности в их организации.

Шина состоит из отдельных линий, по которым могут передаваться логические сигналы («0» или «1»). количество линий (проводников), входящих в состав шины называют шириной шины.

Другим общим свойством является процесс обмена данными между устройствами. В любой момент на шине можно выделить два устройства: задатчик и исполнитель. Первое инициирует операцию обмена данными (как правило, эту роль выполняет процессор), второе выполняет операции дешифрования адреса и управляющих сигналов и принимает или передаёт информацию.

К достоинствам шинной структуры можно отнести простоту и дешевизну построенных на её базе вычислительных систем. Недостатком является невозможность обработки информации несколькими устройствами одновременно – при процедуре обмена информацией шина полностью занимается на весь период времени, который необходим для выполнения требуемых операций. Это снижает общую производительность таких систем и делает её в большой степени зависимой от быстродействия системной магистрали.

Процесс работы ЭВМ с шинной организацией удобно рассмотреть на примере общения группы из трёх человек. В беседе в любой момент времени задействовано двое: один говорит, другой слушает (третий отдыхает). Потом они могут меняться ролями.

Рис. 6.1. Структура ЭВМ с шинной организацией

Рассказать про частоту и разрядность системной шины в матплатах, шины данных в видеоадаптерах, частоту работы отдельных компонентов и быстродействие ЭВМ.

Дата добавления: 2014-01-11