Головна

Шина ISA (Industrial Standard Architecture)

  1.  Hypothetical data with lines one standard error above and below the best fit line
  2.  Standard deviation for Interval equity change, filtered vs. unflltered DM system
  3.  СТОРІНКА STANDARD

Шина, як відомо, представляє з себе, власне, набір проводів (ліній), що з'єднує різні компоненти комп'ютера для підведення до них живлення й обміну даними. У "мінімальній комплектації" шина має три типи ліній:

 лінії управління;
 лінії адресації;
 лінії даних.

Пристрої, підключені до шини, діляться на дві основні категорії - bus masters і bus slaves. Bus masters - це пристрої, здатні керувати роботою шини, т. Е ініціювати запис / читання і т. Д. Bus slaves - відповідно, пристрої, які можуть тільки відповідати на запити. Правда, є ще "інтелектуальні слуги" (intelligent slaves), але ми їх поки не розглядаємо. Ну ось, власне, і все, що потрібно знати про шини для того, щоб зрозуміти, про що піде мова далі.

в комп'ютерах IBM-AT ( 'Advanced Technology') в 1984 році була представлена ??нова версія шини, згодом названої ISA. Зберігаючи сумісність зі старими 8-бітними платами розширення, нова версія шини володіла рядом істотних переваг, як то:

 додавання 8 ліній даних дозволило вести 16-бітний обмін даними;
 додавання 4 ліній адреси дозволило збільшити максимальний розмір пам'яті до 16 МВ;
 були додані 5 додаткових trigger-edged ліній IRQ;
 була реалізована часткова підтримка додаткових bus masters;
 частота шини була збільшена до 8 MHz;
 пропускна здатність досягла 5.3 МВ / сек.

4.3.1.2 Шина PCI (Peripheral Component Interconnect bus)

шина має такі переваги:

1. процесоро-незалежна (на відміну від VLbus),

2. може працювати паралельно з шиною процесора, не звертаючись до неї за запитами. Наприклад, процесор працює собі з кешем або системною пам'яттю, а в цей час по мережі на вінчестер пишеться інформація.

Основні можливості шини наступні.

· Синхронний 32-х або 64-х розрядний обмін даними (Правда, наскільки мені відомо, 64-розрядна шина в даний час використовується тільки в Alpha-системах і серверах на базі процесорів Intel Xeon, але, в принципі, за нею майбутнє). При цьому для зменшення числа контактів (і вартості) використовується мультиплексування, тобто адреса і дані передаються по одним і тим же лініях.

· Підтримка 5V і 3.3V логіки. Роз'єми для 5 і 3.3V плат розрізняються розташуванням ключів.

PCI Express

На відміну від PCI або PCI-X, шина PCI Express (або PCIE) є послідовною. Тобто вона використовує невелику кількість контактів. У той же час, частота роботи шини набагато вище частоти PCI, що забезпечує високу пропускну здатність. До того ж, нова шина є масштабованої і дозволяє легко наростити пропускну здатність, об'єднуючи кілька ліній PCI Express. Специфікація описує п'ять різних типів слотів: x16, x8, x4, x2 і x1.

PCI Express у двох напрямках зв'язком точка-точка, тобто вона забезпечує однакову пропускну здатність в обох напрямках і не поділяє її з іншими пристроями, як відбувається у випадку з паралельної шиною PCI. Через модульної архітектури PCI Express виробники материнських плат отримали можливість розподілити доступні ресурси PCI Express в потрібній їм конфігурації. Загальна кількість ліній PCI Express становить 20, тому їх можна розподілити на один слот x16 PCIE і чотири слота x1 PCIE. Власне, така конфігурація і є найпоширенішою у чіпсетів intel9xx. Або можна реалізувати п'ять портів x4 PCIE - для серверної системи середнього рівня. До того ж, шина PCI Express дозволяє встановлювати обладнання від різних виробників.

Шина PCI Express замінить як звичайну PCI, так і AGP. Хоча Intel не підтримує AGP на нових чіпсетах, ми думаємо, що цей інтерфейс продовжить свою присутність на ринку, приблизно, до2005г. Зникнення шини PCI можна чекати ще довше, однак сьогодні його підтримка не вимагає особливих витрат, тому тут ніяких проблем не передбачається.

 Лінії PCI Express  Пропускна здатність в одному напрямку  Сумарна пропускна здатність, дуплекс
 256 Мбайт / с  512 Мбайт / с
 512 Мбайт / с  1 Гбайт / с
 1 Гбайт / с  2 Гбайт / с
 2 Гбайт / с  4 Гбайт / с
 4 Гбайт / с  8 Гбайт / с
 32 *  8 Гбайт / с  16 Гбайт / с


 Чи не планується на настільних системах.

4.3.1.3 Шина AGP (Accelerated Graphic Port)

Як це практично завжди буває в комп'ютерній індустрії, питання вирішене не було. Здавалося б, ось вам просте рішення: переходите на 66-мегагерцовую 64-розрядну шину PCI з величезною пропускною здатністю, так ні ж. Intel на базі того ж стандарту PCI R2.1 розробляє нову шину - AGP (R1.0, потім 2.0), яка відрізняється від свого "батька" в наступному:

1. шина здатна передавати два блоки даних за один 66 MHz цикл (AGP 2x);

2. усунена мультіплексованість ліній адреси і даних (нагадаю, що в PCI для здешевлення конструкції адреса і дані передавалися по одних і тих же лініях);

3. подальша конвейеризация операцій читання / запису, на думку розробників, дозволяє усунути вплив затримок в модулях пам'яті на швидкість виконання цих операцій.

В результаті пропускна здатність шини була оцінена в 500 МВ / сек, І призначалася вона для того, щоб відеокарти зберігали текстури в системній пам'яті, відповідно мали менше пам'яті на платі, і, відповідно, дешевшали. Поява нових, великих за обсягом і при цьому досить дешевих, мікросхем пам'яті, виробники відеоадаптерів використовували інакше. У продажу з'явилися 64х і навіть 256Мегабайтние AGP відеокарти багаторазово перевершуючи за якістю попередників.

4.3.2 Комунікаційні порти

Комунікаційні порти персональних комп'ютерів представлені низькошвидкісними інтерфейсами. До них відносять паралельний синхронний - Centronics і послідовний асинхронний - RS-232С. Дана апаратура використовується для зв'язку з різними периферійними пристроями. Як правило, персональні комп'ютери IBM комплектуються одним, двома або трьома паралельними портами, що носять в системі назви - LPT1, LPT2 и LPT3 і двома або чотирма послідовними портами - носять назви COM1, COM2, COM3, і COM4. Послідовні і паралельні інтерфейси (порти) можуть розташовуватися як на материнських платах комп'ютерів, так і на платах розширень (інтерфейсних адаптерів дискової системи, відкритих, Мультикарта введення / виведення) або на власних спеціалізованих інтерфейсних платах.

Паралельні інтерфейси - LPT порти

Паралельні інтерфейси отримали свою назву завдяки методу передачі даних, т. К. Вони мають вісім розрядів шини даних і здатні передавати інформацію байтами синхронно по восьми провідникам.

Сигнали даних можуть додатково забезпечуватися власними сигнальними лініями заземлення - по одному на кожен канал даних. В такому випадку, число сигналів зростає до 25. Для з'єднання комп'ютера з пристроєм за допомогою паралельного інтерфейсу використовується 25-ти контактний роз'єм Centronics. Паралельні інтерфейси мають високу швидкість передачі даних (до 150 К / сек) і низьку перешкодостійкість, що дозволяє використовувати кабель довжиною не більше трьох метрів. Найчастіше вони використовуються для з'єднання комп'ютера з друкуючими пристроями або двох комп'ютерів з метою інтенсивного обміну даними. послідовні інтерфейси - COM порти

Послідовні інтерфейси передають дані послідовно по одному біту, з синхронізацією, заснованої на паритеті, парності і степових бітів. Для передачі і прийому в них використовується два канали - один для передачі і один - для прийому, і кілька додаткових сигнальних ліній.

Для з'єднання за допомогою послідовних портів використовуються 9-ти і 25-ти контактні з'єднувальні роз'єми COM портів. Послідовні комунікаційні порти мають досить низькі швидкості роботи (50, 75, 100, 110, 200, 300, 600, 1200, 2400, 4800, 9600, 19200, 38400, 57000 і 115000 біт / сек) і високу стійкість перед перешкодами, що дозволяє використовувати з'єднувальний кабель до 75 метрів і більше. Послідовні порти є пристроями загального призначення і мають різноманітне використання. Вони застосовуються як для з'єднання комп'ютера з друкуючими пристроями, Терміналами, комунікаційними пристроями (факс-модем, модем), маніпуляторами, ручними сканерами і т. п., так і для з'єднання двох комп'ютерів.

Как послідовні, так і паралельні інтерфейси мають різне число розширених додаткових сигнальних ліній, що застосовуються для діагностики станів пристроїв, які обслуговуються і передачі сигналів спеціального призначення. Тому загальна кількість використовуваних каналів для передачі сигналів послідовних і паралельних інтерфейсів різному. Програмування комунікаційних портів здійснюється за допомогою стандартного інтерфейсу їх контролерів. Кожен контролер має групу адрес портів вводу / виводу, відображених на пам'ять, що дозволяє, за допомогою запису або читання значень за цими адресами приймати і передавати дані та управляти цими процесами. Адреси регістрів портів і апаратні переривання, використовувані ними представлені нижче:

 порт  Адреса  переривання
 COM1  3F8  IRQ4
 COM2  2F8  IRQ3
 COM3  3E8  IRQ4
 COM4  2E8  IRQ3
 LPT1  3BC  IRQ7
 LPT2  IRQ5
 LPT3  IRQ11

Операційні системи, зазвичай, контролюють низкоуровневое управління портами, надаючи програмам документований високорівнева інтерфейс з ними як з символьними пристроями, файлами або каналами, що допускають читання, запис і оцінку стану. Також, використовується протоколи інтерфейсів з типовими пристроями - наприклад з принтерами. Як в паралельних, так і послідовних інтерфейсах використовується внутрішня (на рівні базової системи введення / виводу і апаратури) і зовнішня (на рівні операційної системи) буферизация даних, що істотно підвищує їх швидкодію. Область застосування паралельних і послідовних портів не змінюється протягом усього періоду розвитку персональних комп'ютерів IBM-PC. Вони як і раніше представляють собою універсальні інтерфейси і служать найрізноманітнішим цілям.

4.3.2.3 USB-порти

Специфікація периферійної шини USB розроблена лідерами комп'ютерної і телекомунікаційної промисловості - Compaq, DEC, IBM, Intel, Microsoft, NEC і Northern Telecom - для підключення комп'ютерної периферії поза корпусом машини по стандарту plug'n'play, в результаті відпадає необхідність в установці додаткових плат у слоти розширення і переконфігуруванні системи. Персональні комп'ютери, що мають шину USB, дозволяють підключати периферійні пристрої і здійснюють їх автоматичне конфігурування, як тільки пристрій фізично буде приєднано до машини, І при цьому немає необхідності перезавантажувати або вимикати комп'ютер, а так само запускати програми установки і конфігурації. З появою великої кількості пристроїв користувача побутового та професійного призначення (цифрових відеокамер, фотоапаратів, диктофонів, мобільних телефонів, принтерів, сканерів і т. П.), Що використовують USB, відразу відбилося в збільшенні відповідних роз'ємів і скорочення портів LPT і COM. Можливості USB випливають з її технічних характеристик:

§ Висока швидкість обміну (full-speed signaling bit rate) - 12 Mb / s

§ Максимальна довжина кабелю для високої швидкості обміну - 5 m

§ Низька швидкість обміну (low-speed signaling bit rate) - 1.5 Mb / s

§ Максимальна довжина кабелю для низької швидкості обміну - 3 m

§ Максимальна кількість підключених пристроїв (включаючи розмножувачі) - 127

§ Можливе підключення пристроїв з різними швидкостями обміну

§ Відсутність необхідності в установці користувачем додаткових елементів, таких як термінатори для SCSI

§ Напруга живлення для периферійних пристроїв - 5 V

§ Максимальний струм споживання на один пристрій - 500 mA (це не означає, що через USB можна живити пристрої з загальним струмом споживання 127 x 500 mA = 63.5 A)

У 1999 році той же консорціум комп'ютерних компаній, який ініціював розробку першої версії стандарту на шину USB, почав активно розробляти версію 2.0 USB, яка відрізняється тим, що смуга пропускання шини збільшена в 40 (!) Разів, до 480 Mbits / s, що робить можливим передачу відеоданих по USB і робить її прямим конкурентом IEEE-1394 (FireWire).
 Сумісність всієї раніше випущеної периферії і високошвидкісних кабелів повністю зберігається і зберігається одне з найголовніших переваг USB - низька вартість контролера. Контролер стандарту 2.0 також передбачається інтегрувати в chipset.
 Все добре, але є одне але: шина IEEE-1394 вже досить активно використовується навіть в побутових цифрових відеокамерах, для неї є плати відеомонтажу і при постійному падінні цін на цифрові відеокамери вона, можливо, буде використовуватися все ширше і ширше.

4.3.2.4 Firewire

IEEE 1394 або Firewire - Це послідовна високошвидкісна шина, призначена для обміну цифровою інформацією між комп'ютером і іншими електронними пристроями. Завдяки невисокій ціні і великій швидкості передачі даних ця шина стає новим стандартом шини вводу-виводу для персонального комп'ютера. Її змінна архітектура і однорангова топологія роблять Fireware ідеальним варіантом для підключення жорстких дисків і пристроїв обробки аудіо- та відеоінформації. Ця шина також ідеально підходить для роботи мультимедійних додатків в реальному часі.

Як можна порівняти USB зі стандартом Sony FireWire / IEEE 1394?

Основні відмінності полягають в області застосування, доступності та ціною.

FireWire стала доступна в найпростіших варіантах до початку 1998. FireWire орієнтована на підключення до персонального комп'ютера побутової електроніки, що вимагає високої смуги пропускання, наприклад, цифрових камер, програвачів цифрових відеодисків і цифрових пристроїв запису.

 інтерфейс  Можливість "гарячої заміни"  Кількість підтримуваних пристроїв  Пропускна здатність  Можливість підключення по ланцюжку  Макс. довжина кабеля
 послідовний порт  немає  112.5 Кбіт / с  немає  1 м
 Параллелльний порт  немає  600 Кбіт-1.5 Мбіт / с  немає  4 м
 USB, USB2.0  Так  1.5-12,480 Мбіт / c  Так  5 м
 FireWire (a / b)  Так  100 - 800 Мбіт / c  Так  4.5 м

Таким чином, дані з компакт-дисків і цифрових магнітофонів зможуть передаватися без спотворень, в цифровому вигляді. кабельне телебачення, радіомовлення і відео CD передають дані також в цифровому форматі.


Тема 5. запам'ятовуючих пристроїв ЕОМ

5.1. Типи запам'ятовуючих пристроїв

Пристрої, що запам'ятовують класифікують:

1. За типом запам'ятовуючих елементів (напівпровідникові, магнітні, конденсаторні, оптоелектронні, голографічні, криогенні).

2. За функціональним призначенням (оперативні (ОЗП), буферні (БЗУ), надоперативності (СОЗУ), зовнішні (ВЗУ), постійні (ПЗУ)).

3. За способом організації звернення (з послідовним пошуком, з прямим доступом, адресні, асоціативні, стекові, магазинні).

4. За характером зчитування (з руйнуванням або без руйнування інформації).

5. За способом зберігання (статичні або динамічні).

6. За способом організації (Однокоординатний, двокоординатні, трьохкоординатні, двох / трьохкоординатні).

ПАМ'ЯТЬ ЕОМ - Сукупність усіх запам'ятовуючих пристроїв, що входять до складу ЕОМ. Зазвичай до складу ЕОМ входить кілька різних типів ЗУ.

Продуктивність і обчислювальні можливості ЕОМ в значній мірі визначаються складом і характеристиками її ЗУ.

Основними операціями в пам'яті в загальному випадку є занесення інформації в пам'ять - запис і вибірка інформації з пам'яті - зчитування. Обидві ці операції називаються зверненням до пам'яті або, докладніше, зверненням при зчитуванні та обігом при записі.

При зверненні до пам'яті відбувається зчитування або запис деякої одиниці даних - різної для пристроїв різного типу. Такою одиницею може бути біт, байт, машинне слово або блок даних.

Найважливішими характеристиками окремих пристроїв пам'яті є обсяг пам'яті, питома ємність, швидкодія.

ємність пам'яті визначається максимальною кількістю даних, які можуть в ній зберігатися. Ємність вимірюється в двійкових одиницях (бітах), машинних словах, але здебільшого в байтах.

питома ємність є відношення ємності ЗУ до його фізичного обсягу.

швидкодія пам'яті визначається тривалістю операцій звернення, т. е. часом, що витрачається на пошук одиниці інформації в пам'яті і на її зчитування, або часом на пошук місця в пам'яті, призначеного для зберігання даної одиниці інформації, і на її запис.

ВЗП (Зовнішній пристрій) - пристрій, що запам'ятовує, призначене для тривалого зберігання масивів інформації і обміну ними з ОЗУ. Зазвичай будуються на базі магнітних носіїв інформації. Сама назва цього класу пристроїв має історичний характер і походить від великих ЕОМ, у яких все ВЗП, як більш повільні і громіздкі, розміщувалися у власному корпусі, а не в корпусі основного модуля.

Внутрішня пам'ять ЕОМ організовується як взаємопов'язана сукупність кількох типів ЗУ. До її складу, крім ОЗУ, можуть входити наступні типи ЗУ:

Постійний запам'ятовуючий пристрій (ПЗУ) - Пристрій, що запам'ятовує, з якого може проводитися тільки видача зберігається в ньому. Занесення інформації в ПЗУ виробляється при його виготовленні.

Полупостоянного (програмований) зу (ППЗУ) - ЗУ, в якому інформація може оновлюватися за допомогою спеціальної апаратури перед режимом автоматичної роботи ЕОМ. Якщо можливо багаторазове оновлення інформації, то іноді таке ППЗУ називають репрограмміруемом (РППЗУ).

Буферне запам'ятовуючий пристрій (БЗП) - Запам'ятовуючий пристрій, призначений для проміжного зберігання інформації при обміні даними між пристроями ЕОМ, що працюють з різними швидкостями. Конструктивно воно може бути частиною будь-якого з функціональних пристроїв.

Місцева пам'ять (cверхоператівное ЗУ, СОЗУ) - Буферне запам'ятовуючий пристрій, що включається між ОЗУ і процесором або каналами. Розрізняють місцеву пам'ятьпроцесора і місцеву пам'ять каналів.

СТЕК (магазин) - Спеціально організоване ОЗУ, блок зберігання якого складається з регістрів, з'єднаних один з одним в ланцюжок, по якій їх вміст при зверненні до ЗУ передається (зсувається) в прямому або зворотному напрямку.

Кеш-пам'ять - Різновид стека, в якому зберігаються копії деяких команд з ОЗУ.

відеопам'ять - Область ОЗУ ЕОМ, в якій розміщені дані, видимі на екрані дисплея.

 




 Архітектура і структура комп'ютера |  Архітектура системи команд. Класифікація процесорів (CISC і RISC) |  Система команд. Методи адресації і типи даних |  Енергозалежна і незалежна пам'ять |  Напівпровідникова пам'ять. |  SRAM і DRAM. |  Конструктивні особливості. |  SIPP (SIP) -модулем пам'яті. |  SIMM-модулі. |  Порівняння SIMM-модулів. |

© um.co.ua - учбові матеріали та реферати