Шина данных и адресная шина. Процессы чтения и записи данных.

Шина данных

По этой шине происходит обмен данными между CPU, картами расширения, установленными в слоты, и памятью. Особую роль при этом играет так на­зываемый режимDMA(Direct Memory Access).Управление обменом данными в этом режиме осуществляется соответствующим контроллером, минуяCPU. DMA-контроллер, реализованный ранее на микросхеме 82С206, в настоящее время интегрируется в одну из микросхемChipset, например 82443ВХ.

Чем выше разрядность шины, тем больше данных может быть передано за определенный промежуток времени и выше производительность PC.

Компьютеры с процессором 80286 имели 16-разрядную шину данных, с CPU80386 и 80486 — 32-разрядную, а компьютеры сCPUсемействаPentiumимеют уже 64-разрядную шину данных.

Шина адреса

Процесс обмена данными возможен лишь в том случае, когда известен от­правитель и получатель этих данных. Каждый компонент PC, каждый регистр ввода/вывода и ячейкаRAMимеют свой адрес и входят в общее адресное пространствоPC. Для адресации к какому-либо устройствуPCи служит шина адреса, по которой передается уникальный идентификацион­ный код (адрес).

Для ускорения обмена данными используется устройство промежуточного хранения данных — RAM, при этом решающую роль играет объем данных, которые могут временно храниться в ней. Объем зависит отразрядности ад­ресной шины(числа линий) и, тем самым, от максимально возможного коли­чества адресов, генерируемых процессором на адресной шине, иными сло­вами, от количества ячеекRAM, которым может быть присвоен адрес. Оче­видно, что количество ячеекRAMне должно превышать 2ⁿ, гдеn– разрядность адресной шины. В противном случае часть ячеек не будет ис­пользоваться, поскольку процессор не сможет адресоваться к ним.

В двоичной системе счисления выражение для определения максимально адресуемого объема памяти выглядит следующим образом:

Объем адресуемой памяти = 2ⁿ,

где n— число линий шины адреса.

Процессор 8088, например, имел 20 адресных линий и мог, таким образом. адресовать память объемом 1 Мб (2²⁰= 1048576 байт = 1024 Кб). По сегод­няшним меркам этого явно маловато. ВPCс процессором 80286 разряд­ность адресной шины была увеличена до 24 бит, а современные процессоры 80486,Pentium,PentiumMMXиPentiumIIимеют уже 32-разрядную шину адреса, с помощью которой можно адресовать 4 Гб памяти.

В начало

Виртуальная память – принцип реализации.

В компьютерах с процессорами 386, 486 и Pentium, оснащенных виртуаль­ной памятью, может быть адресовано 64 Тб. Это объем памяти, равный об­щей емкости 3 200 000 винчестеров емкостью по 20 Мб.

Метод организации виртуальной памяти заключается в использовании части жесткого диска как оперативной памяти. Многие большие программы не будут работать, пока программа полностью не загрузится в оперативную память. Но так как размеры оперативной памяти ограничены, программа может быть лишь частично загружена в доступную оперативную память, а оставшаяся часть — в раздел виртуальной оперативной памяти на жестком диске. Конечно, обращения к диску за данными значительно снижают ско­рость выполнения программы, — это все же решение проблемы. Для созда­ния виртуальной памяти необходимо выполнение важного условия: опера­ционная система должна обеспечивать работу с виртуальным диском.

В начало