Основные подсистемы компьютера
Оперативная
память
|
|
|
|
|
|
|
|
Процессор |
|
Кэш/Согласователь |
|
|
|
|
|
|
|
Системная шина |
|||||
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Интерфейс |
|
Интерфейс |
|
Графическая |
|
Видеокарта |
|
Модуль ЛВС |
|
||||||||||
SCSI |
|
FireWire |
|
|
карта |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Высокоскоростная шина
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Интерфейс |
|
|
|
|
|
Последовательный канал |
||||
|
|
Факс |
|||||||||||||
|
|
|
расширения |
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
|
|
Модем |
|
|
|
|
||||||||
|
|
|
|
|
шины |
|
|
|
|
|
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Расширение шины
На подсистему возлагается задача обеспечения выполнения следующих видов операций передачи данных.
Из памяти в процессор. Процессор считывает команду или элемент данных из памяти.
Из процессора в память. Процессор записывает элемент данных в память.
Из модуля ввода-вывода в процессор. Процессор считывает данные из внешнего устройства через модуль ввода-вывода.
Из процессора в модуль ввода-вывода. Процессор посылает данные во внешнее устройство через модуль ввода-вывода.
Из модуля ввода-вывода в память или из памяти в модуль ввода-вывода. Эти два варианта операций производятся в случае, если модулю ввода-вывода предоставлена возможность работать в режиме прямого доступа к памяти и обмениваться данными с блоком памяти, минуя процессор.
Основные компоненты компьютера
СВЯЗЬ МЕЖДУ КОМПОНЕНТАМИ ЧЕРЕЗ МАГИСТРАЛЬ
Под магистралью (bus) — применительно к информационным системам информационной магистралью — понимается совокупность электрических связей и обслуживающих электронных приборов (обрамления), обеспечивающих обмен инфор мацией между двумя или более устройствами.
Характерной особенностью информационной магистрали является совместное использование ее множеством взаимодействующих друг с другом устройств.
Магистраль, связывающая основные компоненты (компоненты высшего уровня иерархии — процессор, память, модули ввода-вывода), называется системной магистралью (system bus).
Структура магистрали
Типовой набор управляющих сигналов следующий:
Memory write (запись в память) — инициирует запись кода, выставленного на линии данных в память по адресу, код которого выставлен на линии адреса;
Memory read (чтение из памяти) — инициирует чтение из ячейки памяти по адресу, код которого выставлен на линии адреса, прочитанный код выставляется на линии данных;
I/O write (запись в устройство ввода-вывода) — инициирует запись кода, выставленного на линии данных в устройство ввода-вывода, код адреса которого (адрес модуля ввода- вывода и номер порта устройства) выставлен на линии адреса;
I/O read (чтение из памяти) — инициирует считывание из порта устройства ввода-вывода, код адреса которого (адрес модуля ввода-вывода и номер порта устройства) выставлен на линии адреса, прочитанный код выставляется на линии данных;
Типовой набор управляющих сигналов следующий:
Transfer АСК (подтверждение передачи) — сигнализирует, что данные считаны
сшины модулем, которому они предназначались командой записи, или выставлены на шину модулем, от которого они затребованы командой чтения;
Bus request (запрос управления магистралью) — сигнализирует, что какой-то модуль просит предоставить в его распоряжение ресурсы магистрали;
bus grant (предоставление управления магистралью) — сигнализирует, что
модулю, передавшему сигнал Bus request, предоставлено право распоряжаться ресурсами магистрали;
Interrupt request (запрос прерывания) — сигнализирует, что произошло событие, требующее прерывания текущей программы;
Interrupt АСК (подтверждение прерывания) — сигнализирует, что запрос прерывания воспринят;
Clock (синхронизация) — используется для синхронизации выполняемых операций;
Reset (общий сброс) — используется для установки всех модулей, подклю ченных к магистрали, в исходное состояние.
Функционирует магистраль следующим образом
Когда один из модулей "желает" передать данные другому, он должен выполнить две операции:
получить право пользоваться магистралью;
передать данные по магистрали.
Когда какому-либо модулю необходимо получить данные от другого модуля, он также должен выполнить две операции:
получить право пользоваться магистралью;
передать запрос другому модулю, выставив соответствующий код на адресных линиях и сформировав сигналы на определенных линиях управляющих сигналов.
Иерархия магистралей
При длинных линиях связи понижать частоту обмена, что, конечно же, не способствует повышению производительности работы системы в целом.
Магистраль может стать узким местом всей системы, когда суммарный поток данных, которыми обмениваются модули, приближается к пропускной способности магистрали.
Структура компьютерной системы с несколькими магистралями: а
— традиционная; б — обладающая повышенной производительностью