Шины данных - шпаргалка

Шины адреса и данных

Системные и локальные шины

Основной обязанностью системной шины является передача инфы меж базисным процессором и остальными электрическими компонентами компьютера. По этой шине осуществляется также адресация устройств и происходит обмен особыми служебными сигналами. Таким макаром, упрощенно системную шину можно представить как совокупа сигнальных линий, объединенных по их предназначению (данные, адреса, управление Шины данных - шпаргалка). Передачей инфы по шине управляет одно из присоединенных к ней устройств либо специально выделенный для этого узел, именуемый судьей шины.

Системная шина IBM PC и IBM PC/XT была создана для одновременной передачи только 8 бит инфы, потому что применяемый в компьютерах процессор 18088 имел 8 линий данных. Не считая Шины данных - шпаргалка того, системная шина включала 20 адресных линий, которые ограничивали адресное место пределом в 1 Мбайт. Для работы с наружными устройствами в этой шине были предусмотрены также 4 полосы аппаратных прерываний (IRQ) и 4 полосы для требования наружными устройствами прямого доступа в память (DMA, Direct Memory Access). Для подключения плат расширения использовались особые 62-контактные Разъемы. Заметим Шины данных - шпаргалка, что системная шина и процессор синхронизировались от 1-го тактового генератора с частотой4,77 МГц. Таким макаром, на теоретическом уровне скорость передачи данных могла достигать более 4,5 Мбайта/с.

Шина ISA

В компьютерах PC/AT, использующих процессор i80286, в первый раз стала применяться новенькая системная шина ISA (Industry Standard Architecture), стопроцентно реализующая Шины данных - шпаргалка способности упомянутого процессора. Она отличалась наличием дополнительного 36-контактного разъема для соответственных плат расширения. Из-за этого количество адресных линий было увеличено на четыре, а данных — на восемь. Сейчас можно было передавать параллельно уже 16 разрядов данных, а благодаря 24 адресным линиям впрямую обращаться к 16 Мбайтам системной памяти. Количество линий аппаратных прерываний в Шины данных - шпаргалка этой шине было увеличено с 7 до 15, а каналов DMA — с 4 до 7. Нужно отметить, что новенькая системная шина ISA на сто процентов включала в себя способности старенькой 8-разрядной шины, другими словами все устройства, применяемые в PC/XT, могли без заморочек применяться и в PC/AT 286. Системные платы с шиной ISA Шины данных - шпаргалка уже допускали возможность синхронизации работы самой шины и процессора различными тактовыми частотами, что позволяло устройствам, выполненным на платах расширения, работать медлительнее, чем базисный процессор. Это стало в особенности животрепещущим, когда тактовая частота микропроцессоров превысила 10—12 МГц. Сейчас системная шина ISA стала работать асинхронно с микропроцессором на частоте 8 МГц. Таким Шины данных - шпаргалка макаром, наибольшая скорость передачи на теоретическом уровне может достигать 16 Мбайт/с.

Шина EISA

С возникновением новых процессоров, таких, как i80386 и i486, стало разумеется, что одним из полностью преодолимых препятствий на пути увеличения производительности компов с этими процессорами является системная шина ISA. Дело в том, что способности этой шины для построения Шины данных - шпаргалка высокопроизводительных систем последующего поколения были фактически исчерпаны. Новенькая системная шина должна была обеспечить больший вероятный объем адресуемой памяти, 32-разрядную передачу данных, в том числе и в режиме DMA, усовершенствованную систему прерываний и арбитраж DMA, автоматическую конфигурацию системы и плат расширения. Таковой шиной для IBM PC- совместимых компов стала EISA Шины данных - шпаргалка (Extended Industry Standard Architecture). Заметим, что системные платы с шиной EISA сначало были нацелены на полностью определенную область внедрения новейшей архитектуры, а конкретно на компы, снаряженные скоростными подсистемами наружной памяти на жестких магнитных дисках с буферной кэш-памятью. Такие компы до сего времени употребляются в главном в качестве Шины данных - шпаргалка массивных файл-серверов либо рабочих станций.

В EISA-разъем на системной плате компьютера кроме, очевидно, особых EISA-плат может вставляться или 8-, или 16-разрядная плата расширения, созданная для обычной PC/AT с шиной ISA. Это обеспечивается обычным, но воистину превосходным конструктивным решением. EISA-разъемы имеют два ряда контактов, один из Шины данных - шпаргалка которых (верхний) употребляет сигналы шины ISA, а 2-ой (нижний) — соответственно EISA. Контакты в соединителях EISA размещены так, что рядом с каждым сигнальным контактом находится контакт "Земля". Благодаря этому сводится к минимуму возможность генерации электрических помех, также миниатюризируется восприимчивость к таким помехам.

Шина EISA позволяет адресовать 4-Гбайтное адресное Шины данных - шпаргалка место, доступное процессорам 180386/486. Но доступ к этому месту могут иметь не только лишь центральный микропроцессор, да и платы управляющих устройств типа bus master — головного абонента (другими словами устройства, способные управлять передачей данных по шине), также устройства, имеющие возможность организовать режим DMA. Эталон EISA поддерживает многопроцессорную архитектуру для "умственных" устройств (плат), снаряженных Шины данных - шпаргалка своими процессорами. Потому данные, к примеру, от контроллеров жестких дисков, графических контроллеров и контроллеров сети могут обрабатываться независимо, не загружая при всем этом основной микропроцессор. На теоретическом уровне наибольшая скорость передачи по шине

EISA в так именуемом пакетном режиме (burst mode) может достигать 33 Мбайт/с. В обыкновенном (стандартном) режиме Шины данных - шпаргалка она не превосходит, очевидно, узнаваемых значений для ISA.

На шине EISA предусматривается способ централизованного Управления, организованный через особое устройство — системный судья. Таким макаром поддерживается использовало ведущих устройств на шине, но может быть также предоставление шины запрашивающим устройствам по повторяющемуся принципу.

Как и для шины ISA, в системе EISA имеется 7 каналов DMA Шины данных - шпаргалка. выполнение DMA-функций на сто процентов совместимо с подобными операциями на ISA-шине, хотя они могут происходить и несколько резвее. Контроллеры DMA имеют возможность поддерживать 8-, 16- и 32-разрядные режимы передачи данных. В общем случае может быть выполнение 1-го из 4 циклов обмена меж устройством DMA и памятью системы. Это Шины данных - шпаргалка ISA-совместимые циклы, использующие для передачи данных 8 тактов шины; циклы типа А, исполняемые за б тактов шины; циклы типа В, выполняемые за 4 такта шины, и циклы типа С (либо burst DMA), в каких передача данных происходит за один такт шины. Типы циклов А, В и С поддерживаются 8-, 16- и Шины данных - шпаргалка 32-разрядными устройствами, при этом может быть автоматическое изменение размера (ширины) данных при передаче в не подобающую размеру память. Большая часть ISA-совместимых устройств, использующих DMA, могут работать практически в 2 раза резвее, если они будут запрограммированы на применение циклов А либо В, а не стандартных (и сравнимо неспешных) ISA-циклов Шины данных - шпаргалка. Такая производительность достигается только методом улучшения арбитража шины, а не во вред сопоставимости с ISA.

Ценности DMA в системе могут быть или "вращающимися" (переменными), или агрессивно установленными. Полосы прерывания шины ISA, по которым запросы прерывания передаются в виде перепадов уровней напряжения (фронтов сигналов), очень подвержены импульсным помехам. Потому в Шины данных - шпаргалка дополнение к обычным сигналам прерываний на шине ISA, активным только по собственному фронту, в системе EISA предусмотрены также сигналы прерываний, активные по уровню. При этом для каждого прерывания выбор той либо другой схемы активности может быть запрограммирован заблаговременно. Фактически прерывания, активные по фронту, сохранены в EISA только для сопоставимости Шины данных - шпаргалка со "старенькыми" адаптерами ISA, сервис запросов на прерывание которых производит схема, чувствительная к фронту сигнала. Понятно, что прерывания, активные по уровню, наименее подвержены шумам и помехам, ежели обыденные. К тому же (на теоретическом уровне) по одной и той же физической полосы можно передавать нескончаемо огромное число уровней прерывания. Таким макаром, одна Шины данных - шпаргалка линия прерывания может употребляться для нескольких запросов.

Для компов с шиной EISA предвидено автоматическое конфигурирование системы. Каждый изготовитель плат расширения для компов с шиной EISA поставляет вкупе этими платами и особые файлы конфигурации. Информация из этих файлов употребляется на шаге подготовки системыработе, которая заключается в разделении ресурсов компьютера меж Шины данных - шпаргалка отдельными платами. Для "старенькых" плат адаптеров юзер должен сам подобрать правильное положение DIP-перекдючателей (рис. 25) и перемычек, но сервисная программка на EISA-компьютерах позволяет показывать установленные положения соответственных тумблеров на дисплее монитора и дает некие советы по правильной их установке. Кроме этого в архитектуре EISA предусматривается выделение определенных групп Шины данных - шпаргалка адресов ввода-вывода для определенных слотов шины — каждому разъему расширения отводится адресный спектр 4 Кбайта, что также дает возможность избежать конфликтов меж отдельными платами EISA.

Заметим, что компы, использующие системные платы с шиной EISA, довольно дорогие. К тому же шина как и раньше тактируется частотой около 8—10 МГц, а скорость передачи Шины данных - шпаргалка возрастает в главном благодаря повышению разрядности шины данных.

Локальные шины

Разработчики компов, системные платы которых основывались на процессорах 180386/486, стали использовать раздельные шины для памяти и устройств ввода-вывода, что позволило очень использовать способности оперативки, потому что конкретно в этом случае память может работать с наивысшей для нее скоростью. Все же Шины данных - шпаргалка при таком подходе вся система не может обеспечить достаточной производительности, потому что устройства, присоединенные через разъемы расширения, не могут достигнуть скорости обмена, сопоставимой с микропроцессором. В главном это касается работы с контроллерами накопителей и видеоплатами. Для решения появившейся трудности стали использовать так именуемые локальные (local) шины, которые конкретно Шины данных - шпаргалка связывают микропроцессор с контроллерами устройств перифирии.

1-ые IBM PC-совместимые компы с локальными шинами не были, естественно, стандартизованы. Одним из ведущих изготовителей индивидуальных компов, в первый раз реализовавшим видеоподсистему с локальной шиной, была компанияNECTechnologies. Еще в 1991 году эта компания представила свою необычную разработку Image Video.

Шины VL-bus и PC Шины данных - шпаргалка I

В ближайшее время появились две локальные шины, общепризнанные промышленными: VL-bus (либо VLB), предложенная ассоциацией VESA (Video Electronics Standards Association), и PCI (Peripheral Component Interconnect), разработанная компанией Intel. Обе эти шины предусмотрены, вообщем говоря, для 1-го и такого же — для роста быстродействия компьютера, позволяя таким периферийным устройствам, как Шины данных - шпаргалка видеоплаты и контроллеры накопителей, работать с тактовой частотой до 33 МГц и выше. Обе шины употребляют разъемы типа МСА. На этом, вобщем, их сходство и завершается, так как требуемая цель достигается различными средствами.

Если VL-bus является, на самом деле, расширением шины микропроцессора (вспомним шину IBM PC/XT Шины данных - шпаргалка), то PCI по собственной организации более тяготеет к системным шинам, к примеру к EISA, и представляет собой полностью новейшую разработку. Строго говоря, PCI относится к классу так именуемых mezzanine-шин, другими словами шин-"пристроек", так как меж локальной шиной микропроцессора и самой PCI находится особая микросхема согласующего "моста" (bridge Шины данных - шпаргалка).

Потому что VL-bus продолжает шину микропроцессора без промежных буферов, ее схемная реализация оказывается более дешевенькой и обычный. 1-ая спецификация VESA, а именно, предугадывает, что к шине, которая является локальной 32-разрядной шиной системного процессора, может подключаться до 3-х устройств перифирии. Некие изготовители, вобщем, убеждены, что достигнуть устойчивой работы 3-х устройств на больших Шины данных - шпаргалка частотах вообщем нереально, и устанавливают на свои платы только 2 слота. Ограничение на число устройств связано с тем, что электронная нагрузочная способность на сигнальные полосы хоть какого микропроцессора очень невелика.

В качестве устройств, подключаемых к VL-bus, в текущее время выступают контроллеры накопителей, видеоплаты и сетевые платы Шины данных - шпаргалка. Конструктивно VL-bus смотрится как маленький соединитель типа МСА (112 контактов), установленный, к примеру, рядом с разъемами расширения ISA либо EISA. При всем этом 32 полосы употребляются для передачи данных и 30 — для передачи адреса. Наибольшая скорость передачи по шине VL-bus на теоретическом уровне может составлять около 130 Мбайт/с. Необходимо отметить, что Шины данных - шпаргалка на VL-bus не предусмотрен судья шины. К счастью, большая часть подключаемых к ней устройств являются "пассивными", другими словами сами не инициируют передачу данных. Все же во избежание вероятных конфликтов меж присоединенными к шине устройствами в спецификации выделяются "управляющие" (master) и "управляемые" (slave) адаптеры. Для "управляющих" устройств на системных Шины данных - шпаргалка платах обычно определены свои "мастерные" слоты. По плану разработчиков, подобные "управляющие" устройства могли производить арбитраж на шине.

После возникновения микропроцессора Pentium ассоциация VESA приступила к работе над новым эталоном VL-bus (версия 2). Он предугадывает, а именно, внедрение 64-разрядной шины данных и повышение количества разъемов расширения (предположительно три разъема на Шины данных - шпаргалка 40 МГц и два на 50 Мгц). Ожидаемая скорость передачи на теоретическом уровне должна возрасти до 400 Мбайт/с. Заметим, что в текущее время шина VL-bus представляет из себя сравнимо дешевое дополнение для компов на базе 486-х микропроцессоров с шиной ISA, при этом с обеспечением оборотной сопоставимости.

Спецификация шиныPCI обладает несколькими преимуществами Шины данных - шпаргалка перед основной версией VL-bus. Так, использовать PCI можно вне зависимости от типа микропроцессора. Особый контроллер хлопочет о разделении управляющих сигналов локальной шины микропроцессора и PCI-шины и, не считая того, производит арбитраж наPCI. Вот поэтому данная шина может употребляться и в других компьютерных платформах. Необходимо подчеркнуть, что Шины данных - шпаргалка упругость и быстродействие этой шины подразумевают и огромные аппаратные издержки, чем для VL-bus. Все же шина PCI стала практическим эталоном для систем на базе Pentium и более удачно употребляется в 486-х компьютерах.

В согласовании со спецификацией PCI к шине могут подключаться до 10 устройств. Это, но, не значит использования Шины данных - шпаргалка того же числа разъемов расширения — ограничение относится к общему числу компонент, в том числе расположенных на системной плате. Так как любая плата расширения PCI может делиться меж 2-мя периферийными устройствами, то миниатюризируется общее число устанавливаемых разъемов. В отличие от VL-bus шина PCI работает на фиксированной тактовой частоте 33 МГц и предугадывает Шины данных - шпаргалка напряжение питания для контроллеров как 5, так и 3,3 В, также обеспечивает режим их автоконфигурации (plug and play — "включай и работай"). Заметим, что, к примеру, PCI-карты, рассчитанные на напряжение 5 В, могут вставляться исключительно в надлежащие слоты, которые конструктивно отличаются от слотов для напряжения 3,3 В.

Вобщем,имеются и так именуемые Шины данных - шпаргалка универсальные PCI-адаптеры, которые работают в любом из слотов. Шина PCI может использовать 124-контактный (32-разрядная) либо 188-контактный разъем (64-разрядная передача данных), при всем этом на теоретическом уровне вероятна скорость обмена составляет соответственно 132 и 264 Мбаита/с Спецификация PCI 2.1 в расчете на процессор Pentium (100 МГц) определяет работу с частотой 33—66 МГц Шины данных - шпаргалка и скоростью обмена до 520 Мбайт/с. На системных платах устанавливается обычно менее трех-четырех разъемов PCI.

Раздельно хотелось бы сказать о так именуемых разделяемы (shared) слотах ISA/PCI. Так как слоты для шины PCI размещаются параллельно разъемам системной шины, то на систем ной плате из-за ее ограниченного Шины данных - шпаргалка размера довольно тяжело расположить требуемое количество тех и других. Вот поэтому не которые производители и употребляют разделяемую, либо shared конфигурацию. В данном случае один из слотов PCI размещается так близко к разъему системной шины, что можно использовать только какой-то из них, другими словами подключить или ISA-, или PCI-устройство, но Шины данных - шпаргалка, очевидно, в соответственный разъем.

Вообщем говоря, многие изготовители системных плат нередко предугадывают в собственных изделиях различные композиции системных и локальных шин от ISA плюс VL-bus для сравнимо дешевеньких систем до EISA плюс PCI для систем высочайшего ypoв ня. Часто встречаются сочетания ISA плюс EISA плюс VL-bus Шины данных - шпаргалка ISA плюс EISA плюс PCI и даже все четыре шины сразу что обеспечивает определенную упругость при вы боре адаптеров в особенности с учетом высочайшего уровня цен к продукцию для шин EISA и PC. Все же "войне" локальных шин бесспорную пoбeду одержала PCI.

Эталон PCMCIA

Устройства, надлежащие первой версии эталона PCMCIA Шины данных - шпаргалка, думали как кандидатура относительно томным и энергоемким приводам флоппи-дисков в портативных компьютерах. Напомним, что "таинственная" аббревиатура PCMCIA значит не что другое, как Personal Computer Memory Card International Association. Кстати, принятая этой ассоциацией спецификация была сходу поддержана такими фирмами, как IBM, AT&T, Intel, NCR и Toshiba Шины данных - шпаргалка. Сейчас данный эталон поддерживают уже около 300 производителей. PCMCIA-устройства размером с обыденную кредитную карточку являются кандидатурой обыденным платам расширения, подключаемым к системной шине. Сейчас в этом эталоне выпускаются модули памяти, модемы и факс-модемы, SCSI-адаптеры, сетевые карты, звуковые карты, винчестеры и т.д. Особенной популярностью пользуются PCMCIA-карты флэш-памяти, которые Шины данных - шпаргалка не теряют информацию при выключении питания, владеют высочайшим быстродействием и могут быть применены в качестве винчестера без передвигающихся частей.

Кстати, и для настольных компов разработаны уже адаптеры для PCMCIA-устройств. Под адаптером PCMCIA понимается плата расширения, которая вставляется обычно в разъем системной шины и соединяется с разъемом PCMCIA Шины данных - шпаргалка ленточным кабелем. Сам разъем PCMCIA располагается в стандартном отсеке с форм-фактором 3,5 либо 5,25 дюйма.

1-ая версия эталона PCMCIA (release 1.0) была введена в августе 1990 года и поддерживала все типы памяти, исключая динамическую память DRAM. Таким макаром, в спецификацию были включены: статическая память SRAM; псевдостатическая память PSRAM; неизменная (масочная Шины данных - шпаргалка) память ROM; однократно программируемая неизменная память PROM (либо OTPROM — One-Time Programmable ROM); стираемая ультрафиолетом перепрограммируемая память UV-EPROM (Ultraviolet Erasable PROM); электрически стираемая перепрограммируемая память EEPROM (Electrically Erasable PROM) и флэш-память (Hash). Работа ассоциации PCMCIA над одноименной спецификацией проходила в тесноватом контакте с организацией JEIDA (Japan Electronic Шины данных - шпаргалка Industry Development Association) в Стране восходящего солнца. Потому эталон нередко именуют PCMCIA/JEIDA.

Уже в сентябре 1991 года появилась 2-ая версия спецификации (release 2.0), которая включала в себя новые особенности, такие, как поддержка устройств ввода-вывода, дополнительный сервис для модулей флэш-памяти. поддержка модулей с двойным" напряжением питания (5 и 3 В) и так именуемый XIP Шины данных - шпаргалка механизм (eXecute-In-Place). Заметим, что XIP-механизм обес почивает выполнение программ конкретно в пространстве PCMCIA-модуля памяти, сберегая тем системную память компьютера.

Нужно отметить, что совместно с версией 2.0 ассоциация PCMCIA разработала новейшую спецификацию SSIS (Socket Services Interface Specification), которая устанавливает стандартный набор системных вызовов для Шины данных - шпаргалка работы с PCMCIA-модулями. SSIS выполнена в виде BIOS, что позволяет сохранить независимость применяемых аппаратных средств, но гарантировать при всем этом программную сопоставимость. 1-ая версия SSIS была принята ассоциацией PCMCIA в августе 1991 года, а через месяц появилась уже немного измененная версия SSIS — release 1.01. В последней версии SSIS были усовершенствованы некие ранее Шины данных - шпаргалка определенные функции и введена поддержка защищенного режима микропроцессоров. Более высочайший уровень программных операций (так именуемый Card Services) с PCMCIA-модулями был предложен исключительно в начале 1992 года.

Новенькая версия спецификации позволяет именовать PCMCIA-модули просто PC Card(s). Итак, эталон PCMCIA для связи меж PC Card и подходящим устройством Шины данных - шпаргалка (адаптером либо портом) компьютера определяет 68-контактный механический соединитель. На нем выделены 16 разрядов под данные и 26 разрядов под адресок, что позволяет конкретно адресовать 64 Мбайта памяти. Хотя некие выводные контакты созданы для сигналов, нужных при работе с памятью, эти же контакты могут употребляться и для других сигналов, рассчитанных на работу с Шины данных - шпаргалка устройствами ввода-вывода. Очевидно, перед этим происходит так именуемая переконфигурация выводов. К примеру, контакт для сигнала RDY/BSY (готов/занят), нужный при работе с определенными типами памяти, может употребляться для сигнала IREQ (запрос прерывания).

На стороне модуля PC Card размещен соединитель-розетка (female), а на стороне компьютера — соединитель-вилка Шины данных - шпаргалка (male). Не считая того, эталон определяет три разные длины контактов соединителя-вилки. Такое решение просто объяснимо. Так как подключение и отключение PC Card может происходить при работающем компьютере (так называемое горячее), то для того, чтоб на модуль поначалу подавалось напряжение питания, а только потом напряжение сигнальных линий, надлежащие контакты выполнены Шины данных - шпаргалка более длинноватыми. Понятно, что при выключении PCMCIA-модуля все происходит в оборотном порядке. 2-ая версия спецификации PCMCIA определяет только три типа габаритных размеров для PC Card (Type I, Type II и Type III), к ним должен быть добавлен и 4-ый — Type IV. Два первых типа ограничивают размеры PC Card до Шины данных - шпаргалка 54 мм (2,12 дюйма) в ширину и 85,6 мм (3,37 дюйма) в длину. PCMCIA-модули, надлежащие размерам Type I, обязаны иметь толщину 3,3 мм, а надлежащие Type II — 5,0 мм посреди и 3,3 мм по бокам. Это обеспечивает "геометрическую" сопоставимость PC Card первого и второго типов. PC Card Туре III имеют толщину 10,5 мм и Шины данных - шпаргалка, очевидно, неприменимы для использования в слотах для модулей Туре I и II (см. рис. 27). Для третьего типа модулей нужны так именуемые слоты двойной высоты. Заметим, но, что толщина модуля Туре III по бокам также равна 3,3 мм. Конкретно такие модули созданы для размещения 1,3-дюймовых винчестеров.

Прибавления ко 2-ой версии эталона PCMCIA Шины данных - шпаргалка предугадывают повышение длины модулей, соответственных размерам Type I и II, до 5,73 дюйма. Такая конструкция в особенности принципиальна для модулей модемов (факс-модемов), на которых, как понятно, должен устанавливаться разъем типа RJ-11.

Кроме габаритных размеров эталон PCMCIA предписывает размещение тумблера защиты записи, внутреннего источника тока, марки изготовителя, в Шины данных - шпаргалка случае если таковые имеются. Нужно отметить, что "теплолюбивые" PC Cards должны нормально работать при температуре от 0 до 55 градусов по Цельсию.



shkola-nauki-upravleniya-kolichestvennij-podhod.html
shkola-park-ma-balaban.html
shkola-povedencheskih-nauk-ili-bihevioristskaya-shkola-1950-po-nastoyashee-vremya.html