3.6 Посроения пэвм на основе многомагистральной структуре

В больших компьютерах (IBM-360/370, ЕС ЭВМ), работающих в мультипрограммном режиме и имеющих мощный процессор, большой емкости ОЗУ и много разнообразных ПУ, используется многомагистральная структура с выделенными каналами ввода-вывода и каскадно-магистральным подключением ПУ (рисунок 3.11).

Большие ЭВМ имеют иерархическую структуру, в которой выделяется четыре уровня устройств, причем каждый уровень находится в отношении подчинения более высокому уровню.

Рисунок 3.11 - Многомагистральная структура с выделенными каналами

ввода-вывода и каскадно-магистральным подключением ПУ

На первом (верхнем) уровне располагаются центральный процессор и ОЗУ.

Устройства второго и третьего уровней – каналы ввода-вывода и устройства управления периферийными устройствами. Они предназначены для подключения периферийных устройств к центральным и управления вводом-выводом информации. КВВ делятся на мультиплексные (для подключения периферийных устройств с ограниченным быстродействием) и селекторные (для быстродействующих периферийных устройств) каналы.

Устройства третьего уровня, называемые контроллерами, производят управление работой периферийных устройств по командам и обеспечивают их стандартное сопряжение в соответствии с требованиями интерфейса ввода-вывода.

На четвертом уровне расположены периферийные устройства, являющиеся для ПЭВМ источниками и приемниками информации.

Устройства соседних уровней в иерархической структуре связаны между собой через стандартные сопряжения – интерфейсы.

3.7 Посроения пэвм на основе одномагистральной структуре

Магистральная структура характерна для машин классов мини-ЭВМ (DEC PDP-11, СM ЭВМ), в том числе и для персональных компьютеров.

Эти машины строилась по одномагистральной структуре с распределенным каналом ввода-вывода и радиально-магистральным подключением ПУ (рисунок 3.12). Функции управления вводом-выводом выполнял процессор. В качестве высокоскоростного канала применялся контроллер прямого доступа к памяти.

Все устройства объединяются в систему с помощью единого канала, называемого магистралью или системной шиной.

Рисунок 3.12 - Одномагистральной структуре с распределенным каналом

ввода-вывода и радиально-магистральным подключением ПУ

Взаимодействие устройств через общую шину производится на основе принципа задатчик-исполнитель. Выбор задатчика осуществляется схемой приоритета (арбитром) процессора.

3.8 Магистрально-модульный принцип построения компьютера

Персональный компьютер (ПК) состоит из отдельных модулей, объединяемых посредством системной магистрали (шины). Такой принцип организации архитектуры называется магистрально-модульным.

Структурная схема современного IBM PC-совместимого компьютера приведена на рисунке 3.13. Ядром компьютера является процессор (CPU), один или несколько, ОЗУ (RAM), ПЗУ с BIOS (ROM BIOS) и интерфейсные средства, связывающие их между собой и с остальными компонентами. На рисунке изображены лишь логические связи между этими устройствами.

Рисунок 3.13 - Структурная схема компьютера

Любой PC-совместимый компьютер имеет следующие черты:

• процессор, программно совместимый с семейством x86 фирмы Intel;

• специфическая система распределения пространства адресов памяти;

Для согласования быстродействия на системной плате устанавливаются специальные микросхемы (чипсеты), включающие в себя контроллер оперативной памяти (северный мост) и контроллер периферийных устройств (южный мост) (рисунок 3.14).

Северный мост обеспечивает обмен информацией между процессором и оперативной памятью по системной шине. К северному мосту подключается шина PCI (Peripherial Component Interconnect bus - шина взаимодействия периферийных устройств), которая обеспечивает обмен информацией с контроллерами периферийных устройств.

Рисунок 3.14 - Архитектура персональных компьютеров

Южный мост обеспечивает обмен информацией между северным мостом и портами для подключения периферийного оборудования.