загрузка...
загрузка...
На головну

Системні шини

за системним шинам здійснюється передача інформації (по шині даних), Адресація пристроїв (по шині адреси) І обмін спеціальними службовими сигналами (по шині управління). Основною функцією системної шини є обмін інформацією між процесором і іншими електронними компонентами комп'ютера.

Переміщення інформації між оперативною пам'яттю і процесором і між оперативною пам'яттю і портами відбувається за системою з'єднань, які називаються шиною даних. Для збільшення швидкості передачі біти інформації передаються одночасно по декількох лініях шини. Кількість ліній називається розрядністю шини. У сучасних персональних комп'ютерах використовується 64-розрядна шина даних, по ній можна передавати 8 байтів даних одночасно.

Для правильної організації роботи комп'ютера процесор і пам'ять повинні обмінюватися не тільки даними, але і керуючими сигналами. Для цього в комп'ютері передбачені, крім шини даних, ще дві шини: шина адреси і шина управління (Насправді є ще шина харчування, по якій на всі пристрої комп'ютера підключений до джерела живлення).

1. Як вже зазначалося, шина адреси потрібна для того, щоб локалізувати ті осередки оперативної пам'яті або ті порти введення-виведення, які повинні безпосередньо брати участь в операції. Всі байти оперативної пам'яті пронумеровані числами від нуля до максимального номера байта (останній залежить від обсягу оперативної пам'яті). Аналогічно перенумеровані також всі порти введення-виведення (зазвичай від 0 до 65 535). Адресою байта оперативної пам'яті називається його номер. Адресою ділянки пам'яті, що складається з декількох послідовних байтів (області пам'яті), служить адреса початкового байта. Адресою порту введення-виведення також називається його номер. При виконанні машинної команди адресу байта оперативної пам'яті, вміст якого має брати участь в операції, надсилається процесором по шині адреси. При проходженні адреси по шині адреси активізується саме байт пам'яті з вказаною адресою. Решта керуючі сигнали, необхідні для правильного виконання операції, надсилаються на шині управління.

Для характеристики комп'ютера дуже важлива розрядність шини адреси. Наприклад, у колишніх персональних комп'ютерів використовувалася 20-розрядна шина адреси. Максимальний адреса, який можна послати по такій шині, дорівнює 220 - 1 = 1 Мб, тому байту оперативної пам'яті з адресою, великим 1 Мб, припис по шині адреси відправити, в принципі, неможливо. У таких комп'ютерах обсяг оперативної пам'яті принципово не міг бути більше 1 Мб. У процесорах цих комп'ютерів використовувалася спеціальна система визначення адреси, орієнтована на таке обмеження.

Сучасні персональні комп'ютери включають 32-розрядну шину адреси. При такій шині максимальний обсяг оперативної пам'яті дорівнює 232= 4 Гб. Поки цього достатньо, але вже існують комп'ютери з 64-розрядної шиною адреси. При 32-розрядної шини можна звернутися до будь-якого байту оперативної пам'яті в межах 4 Гб. У нових програмах використовується ця можливість. Однак необхідно передбачити можливість виконання програм, написаних для старих процесорів. Тому в сучасних процесорах передбачені два режими роботи: один режим, званий реальним, імітує роботу старих процесорів, і в цьому режимі здійснюється доступ тільки до 1 Мб оперативної пам'яті; інший режим, званий захищеним, має доступ до всієї оперативної пам'яті.

2. По шині управління йдуть сигнали, які виконують різні допоміжні функції, необхідні для правильного виконання операцій. Всього в шині управління може бути більш 100 ліній. Перерахуємо лише деякі з них. Існує лінія перемикання між оперативною пам'яттю і портами введення-виведення. Справа в тому, що коли по шині адреси йде сигнал, то він може сприйматися і як адреса байта оперативної пам'яті, і як адреса порту введення-виведення. Як саме сприймати цю адресу, залежить від сигналу, який одночасно з адресою йде по лінії напряму (наприклад, нуль на керуючої лінії позначає оперативну пам'ять, одиниця - порт). За іншою керуючої лінії йде сигнал, який задає напрямок переміщення інформації (нуль - інформація читається з пам'яті або з порту в регістр процесора, одиниця - пишеться з регістра в пам'ять або порт). За третьою керуючої лінії передаються сигнали від тактового генератора. Ці сигнали дозволяють синхронізувати операції, які повинні одночасно виконуватися відразу декількома пристроями комп'ютера (наприклад, підготуватися до чергової операції).

Архітектура системної шини визначається типом процесора, застосовуваним набором мікросхем, кількістю і розрядністю периферійних пристроїв, що підключаються до шини. Так, системні шини платформи Pentium (PCI)забезпечують обмін центрального процесора з оперативною пам'яттю 64 розрядами даних, при цьому адресація даних здійснюється 32-розрядною адресою. Часто використовується в якості критерію порівняння можливостей шин різної архітектури максимальна пропускна здатність шини. Її можна розрахувати, помноживши робочу частоту шини на кількість байтів, що передаються в одному такті (ширину смуги пропускання). Наприклад, системна шина PCI процесора Pentium має пропускну здатність 533 Мб / с

Якщо процесор має тактову частоту вище частоти системної шини і / або здатний виконувати декілька інструкцій в одному такті, він може повністю використовувати пропускну здатність шини. Якщо тактова частота процесора нижче, ніж у шини, то це призводить до затримок, що істотно знижує продуктивність процесора. Для збільшення пропускної здатності потрібно збільшити або тактову частоту, або розрядність шини даних.

Загальна архітектура комп'ютера «-- попередня | наступна --» Загальна характеристика методів і засобів нейтралізації програмних вірусів
загрузка...
© om.net.ua