Головна

Вступ | Багаторівнева комп'ютерна організація. | Подання інформації в обчислювальних системах | Числа в формі з фіксованою точкою. | Числа в формі з плаваючою крапкою | Розміщення числових даних в пам'яті | символьна інформація | Відеоінформація | Додатковий код. | Модифіковані коди. |

Структури обчислювальних машин

  1. C. Холдингові структури.
  2. II. Регламент переговорів і дій машиніста і помічника машиніста при відправленні поїзда з залізничної станції
  3. III. Регламент переговорів і дій машиніста і помічника машиніста на шляху прямування
  4. IV. Регламент переговорів і дій машиніста і помічника машиніста при маневровій роботі
  5. Pound; ? Маркетинг іміджу та інфраструктури регіону
  6. PR-структури корпорацій за напрямками діяльності
  7. Quot; Про агрономи-філонтропи! Відумайте в замість серпа якусь іншу машину. Ви цим надасте найбільшу послугу приреченому на важку працю людству ".

В даний час приблизно однакове поширення набули два способи побудова ВМ: з безпосередніми зв'язками и на основі шини.

 
 


структура з безпосередніми зв'язками (Класична фон-неймановская ВМ, див. Рис. 1.7). У ній між пристроями (процесор, пам'ять, пристрій введення / виведення) є безпосередні зв'язки. Особливості зв'язку в такій структурі (число ліній в шині, пропускна здатність і т.п.) визначається видом інформації, характером та інтенсивністю обміну. Основна перевага такої структури пов'язане з можливістю усунення «вузьких місць» шляхом поліпшення структури і характеристик тільки певних зв'язків, не зачіпаючи систему в цілому, що економічно вигідно. У фон-Неймановская ВМ «вузьким місцем» є канал пересилання даних між ЦП і пам'яттю. Основний недолік - ВМ погано піддаються реконфігурації.


 Мал. 1.8. Структура обчислювальної машини на базі загальної шини

У варіанті із загальною шиною (рис. 1.8) всі пристрої ВМ підключені до магістральної шини, що служить єдиним трактом для потоків команд, даних і управління. Ці складові магістралі отримали назву шини даних, шини адреси и шини управління. Наявність загальної шини істотно спрощує реалізацію ВМ, дозволяє легко змінювати склад і конфігурацію машини. Завдяки цим властивостям шинна архітектура набула широкого поширення в міні і мікро ЕОМ четвертого покоління.

Єдина система апаратурних сполук значно спростила структуру, зробивши її більш децентралізованої. При цьому всі передачі даних по шині здійснюються процесором, керованим сервісними програмами. Підключення зовнішніх пристроїв забезпечується через відповідні адаптери або контролери - спеціальні пристрої для узгодження швидкостей роботи сполучених пристроїв і управління периферійної апаратурою. В даний час намітилася тенденція до ще більшої децентралізації, що виявляється в тому, що контролери зовнішніх пристроїв функціонально набувають рис спеціалізованих процесорів введення / виводу і забезпечуються значними за обсягом буферами пам'яті.

Синхронізація в архітектурі із загальною шиною може бути забезпечена як використанням апарату переривань, так і тимчасовим опитуванням контролерів з боку центрального процесора. Обробка особливих ситуацій функціонально покладено на операційну систему, яка одержує інформацію про операції введення / виводу по шинам управління і даних.

Разом з тим саме з шиною пов'язаний основний недолік - В кожен момент часу передавати по шині може тільки один пристрій. Основне навантаження на шину створюють обміни між процесором і пам'яттю, пов'язані з витягом з пам'яті команд і даних і записом в пам'ять результатів обчислень. На операцію введення / виведення залишається лише частина пропускної здатності шини. Практика показує, що навіть при досить швидкій шині для 90% додатків цих залишкових ресурсів зазвичай бракує, особливо в разі введення / виведення великих масивів даних.

Шинна архітектура в чистому її вигляді недостатньо ефективна при збереженні фон-неймановской концепції послідовного виконання команд програми. більш поширена архітектура з ієрархією шин, Де крім магістральної шини є ще кілька додаткових (локальних) шин. Вони можуть забезпечити безпосередній зв'язок між пристроями з найбільш інтенсивному обміном, наприклад процесором і кеш-пам'яттю. Інший варіант використання додаткових шин - об'єднання однотипних пристроїв введення / виводу з подальшим виходом з додатковою шини на магістральну шину. Ці заходи дозволяють знизити навантаження на загальну шину і більш ефективно витрачати її пропускну здатність.



Приклад сучасної багаторівневої обчислювальної машини з шістьма рівнями |
© um.co.ua - учбові матеріали та реферати