- •Позвоночник компьютера
- •Вычислительная машина с одной шиной
- •Шина — это несколько проводников, соединяющих различные устройства. Шины можно разделить на категории
- •Типичная компьютерная организация с несколькими шинами
- •Все устройства, связанные с шиной, должны подчиняться правилам, чтобы платы, которые выпускаются сторонними
- •Шинная архитектура
- •Шины
- •Все связанные с шиной устройства при взаимодействии с ней должны придерживаться некоторого набора
- •В современном ПК довольно много шин периферийных устройств (USB, FireWare и др.), работающих
- •Зачем придумали шину
- •Одни устройства, связанные с шиной, являются активными и могут инициировать передачу информации по
- •Обычно сами устройства не могут давать достаточно интенсивного сигнала, поэтому они подключаются к
- •Устройство шин
- •Синхронизация шины
- •Пример
- •Ф – синхронизирующий сигнал, Aдрес – адресные линии,
- •Что лучше?
- •Арбитраж шины
- •Централизованный
- ••Скорость передачи данных по шине зависит от частоты шины и от ее разрядности.
- •http://library.krasu.ru/ft/ft/b72/0227142/pdf/6/13a.pdf
- •Общение программы с "внешним миром" на компьютере с общей шиной
- ••Центральный процессор может обмениваться с портами байтами или словами (в зависимости от вида
- •Программный вводвывод
- •Дальние подпрограммы. Макросы
- •Отладить программу, написать комментарии к командам, составить схему работы программы
- •Отладить программу, написать комментарии к командам, составить схему работы программы
- •Отладить программу, написать комментарии к командам, составить схему работы программы
- ••Главная задача компьютерной системы – выполнять программы. Программы вместе с данными, к которым
- •Память - совокупность отдельных устройств, которые запоминают, хранят, выдают информацию.
- •В некоторых запоминающих устройствах считывание данных сопровождается их разрушением. В этом случае цикл
- •Запоминающие устройства с произвольным доступом. Цикл обращения таких устройств не зависит от того,
- •Параллельность работы и иерархия памяти
- •Устройства хранения информации
- •Идея использования иерархичечской памяти
- ••Четыре верхних уровня иерархии образуют внутреннюю память ВМ, а все нижние уровни —
- ••На каждом уровне иерархии информация разбивается на блоки, выступающие в качестве наименьшей информационной
- •Параллельность работы. Идея
- •Буфер и Кэш
- •Основная память удовлетворяет запросы кэш- памяти и служит в качестве интерфейса ввода/вывода, поскольку
- ••Итак, напомним, что вся современная оперативная память относится к синхронной динамической памяти с
- ••На элементарном уровне запоминающая ячейка SDRAM-памяти, способная запомнить 1 бит информации, представляет собой
- •На системной плате и платах памяти их компоненты (DIP, SIMM, SIPP) организуются в
- •Концепция виртуальной памяти
- •Попробуем представить как будет храниться фраза “школа номер 495” в памяти.
- •Проблема
- •Ошибки
- •Допустим, что слово состоит из m бит данных, к которым мы добавляем r
- •Смысл интервала Хэмминга
- •Интервал Хэмминга полного кода
- •Смысл интервала Хэмминга полного кода
- •Примеры
- •Алгоритм для обнаружения и исправления одиночной ошибки
- •Значения нижнего предела
- •Метод Ричарда Хэмминга
- •Виртуальная память – воображаемая память, по объёму равная максимально адресуемой памяти.
- •Далее…
Позвоночник компьютера
Каждое устройство имеет контроллер (например, контроллер жестких дисков) или адаптер (микросхему, которая управляет устройством), именно через этот контроллер устройство связано с шиной.
Вычислительная машина с одной шиной
Иерархия шин
Структура
взаимосвязей с двумя видами шин
Вычислительная машина с тремя видами шин
Шина — это несколько проводников, соединяющих различные устройства. Шины можно разделить на категории в соответствии с выполняемыми функциями. Они могут быть внутренними по отношению к процессору и служить для передачи данных в АЛУ и из АЛУ, а могут быть внешними по отношению к процессору и связывать процессор с памятью или
устройствами ввода-вывода.
Типичная компьютерная организация с несколькими шинами
Микросхема процессора |
|
|
|
Регистры |
|
|
|
Контроллер шины |
Шина |
Память |
|
памяти |
|||
|
|
||
Шина ввода-вывода |
|||
HDD |
Принтер |
||
Встроенная в микросхему шина |
|
|
Все устройства, связанные с шиной, должны подчиняться правилам, чтобы платы, которые выпускаются сторонними производителями, подходили к системной шине. Эти правила называются протоколом шины. Кроме того, должны существовать определенные технические требования, чтобы платы от сторонних производителей подходили к
направляющим для печатных плат и имели разъемы, соответствующие материнской плате механически, с точки зрения напряжений, синхронизации и т. д.
Omnibus (PDP-8), Unibus (PDP-11), Multibus (8086), IBM PC (PC/XT), ISA (PC/AT), EISA (80386), MicroChannel (PC/2), PCI (различные персональные компьютеры), SCSI (различные персональные компьютеры и рабочие станции), Nubus (Macintosh), Universal Serial Bus (современные персональные компьютеры), FireWire (бытовая электроника), VME (оборудование в кабинетах физики) и Сатас (физика
высоких энергий).