Магистрально-модульная или шинная архитектура компьютера

Внешние устройства

Внешние устройства ПК (устройства ввода, вывода и обмена данными) предназначены для обмена информацией между компьютером и окружающим миром.

Устройства ввода: клавиатура, манипуляторы (мышь, джойстик, трекбол), сканеры, видеокамеры, датчики измерительных приборов и т.д.

Устройства вывода: монитор, принтер, графопостроитель, исполнительные механизмы, синтезаторы звука и речи и др.

Устройства обмена информацией выполняют одновременно и функцию ввода, и функцию вывода. К ним относится модем.

С развитием техники классическая архитектура Неймана не могла не претерпеть определенных прогрессивных изменений.

Переход от транзисторов к интегральным схемам создали предпосылки для существенного роста быстродействия процессора. Возникло противоречие между высокой скоростью обработки информации внутри машины и медленной работой устройств ввода-вывода, в большинстве своем содержащих механические движущиеся части. Процессор, руководивший работой внешних устройств, значительную часть времени был вынужден простаивать в ожидании информации «из внешнего мира», что снижало эффективность работы всей ЭВМ в целом.

Для решения этой проблемы возникла тенденция к освобождению центрального процессора от функций обмена и к передаче их специальным электронным схемам – контроллерам.

Контроллеры можно рассматривать как специализированные процессоры, управляющие работой «вверенных им» внешних устройств, т.е. эти устройства служат для управления внешними устройствами. Каждому внешнему устройству соответствует - свой контроллер. Электронные модули-контроллеры реализуются на отдельных печатных платах, вставляемых внутрь системного блока. Такие платы часто называют адаптерами ВУ (от адапти­ровать - приспосабливать). После получения команды от микропроцессора контроллер функционирует автономно, освобождая микропроцессор от выполнения специфических функций, требуемых для того или другого конкретного ВУ.

Передача данных и управляющих сигналов между всеми устройствами компьютера происходит через магистраль (системная шина, общая шина) микропроцессора, включающую шину адреса, двунаправленную шину данных и шину управления. Магистраль – это кабель, состоящий из множества проводов.

Шина адреса используется для передачи адресов ячеек памяти и регистров для обмена информацией с внешними устройствами.

Шина данных обеспечивает передачу обрабатываемой информации между МП, памятью и периферийными устройствами. Шина двунаправленная, т.е. позволяет осуществлять пересылку данных как в прямом, так и в обратном направлении.

Шина управления предназначена для передачи управляющих сигналов - управления памятью, управления обменом данных, запросов на прерывание и т.д.

Схема магистрально-модульной или шинной архитектуры компьютера (рис. 3)

к – контроллер или адаптер

Для большинства современных персональных компьютеров реализован принцип открытой архитектуры (или магистрально-модульный принцип), согласно которому можно легко менять состав устройств персонального компьютера благодаря тому, что все блоки компьютера подключаются к магистрали.

Дата добавления: 2014-01-06