
- •1.Основные термины и понятия.
- •Системы обработки данных
- •2.Основные факторы,
- •3.Определяющие принципы организации эвм
- •2 Фактор
- •3 Фактор
- •Типы компьютеров
- •Одноразовые компьютеры
- •Микроконтроллеры
- •Игровые компьютеры
- •Персональные компьютеры
- •Серверы
- •Комплексы рабочих станций
- •Мэйнфреймы
- •Структурная организация компьютера.
- •Система команд
- •2 Организация системных шин в компьютере
- •2.1 Передача данных в компьютере
- •Шины бывают следующих типов:
- •Параллельные шины
- •Последовательные шины
- •2.2 Общая шина
- •2.3 Системные шины fsb, qpi и HyperTransport
- •2.4 Шина pci
- •2.5 Шина pci Express
- •2.6 Последовательные шины Serial ata и usb
- •3 Организации памяти в эвм
- •3.1 Иерархическая организация памяти и принцип локальности ссылок
- •3.2 Взаимодействие процессора и различных уровней памяти
- •3.3 Адресная память
- •Латентность памяти и тайминги [20]
- •3.4 Ассоциативная память
- •3.5 Организация кэш-памяти
- •3.5.2 Типы кэш-памяти
- •Кэш с прямым отображением
- •Полностью ассоциативный кэш
- •Множественно-ассоциативный кэш
- •3.5.4 Дисковая кэш-память
- •3.7 Целостность данных
- •Методы обеспечения целостности данных:
- •3.8. Когерентность данных в мультипроцессорных системах
- •3.9. Эксклюзивная и инклюзивная организация кэш-памяти
- •3.4 Ассоциативная память
- •Р и с. 3.4. Ассоциативная память
- •3.5 Организация кэш-памяти
- •3.5.2 Типы кэш-памяти
- •К эш с прямым отображением
- •3.5.3 Множественно-ассоциативная четырехканальная кэш-память процессора i486
- •3.5.4 Дисковая кэш-память
- •Магнитные диски
- •Дискеты
- •Паралельные вычислительные сиситемы
- •Матричная система
- •Векторно - конвейерный принцип обработки данных
- •Прогнозирование ветвлений
- •Многопроцессорные архитектуры
- •Многомашинные вс
- •Системы с массовым параллелизмом
- •Кластерные системы
- •Многоядерная архитектура (Multicore)
- •Проблемы Multicore
Шины бывают следующих типов:
Системные шины «Процессор-память» связывают процессоры с основной памятью и кэш-памятью второго или третьего уровня, расположенных вне процессора. Системная шина PCI может объединять сразу процессор, память и другие внешние устройства (винчестеры, сетевые карты).
Шины ввода-вывода, как правило, подключаются к системной шине и служат для связи с периферийными устройствами (принтерами, сканерами и др.). Характерная особенность - большая длина линий.
Графическая шина AGP или PCI-E служит для связи видеокарт (видеоадаптеров) с основной памятью и процессором.
Характеристики основных шин, используемых в компьютере, приведены в табл. 2.1 и 2.2.
Разрядность (ширина шины) — число параллельно передаваемых бит.
Пропускная способность шины – скорость передачи данных (байты в секунду).
Параллельные шины
Шина |
Разрядность |
Пропускная способность (Мбайт/с) |
ISA-8 |
8 |
8.33 |
ISA-16 |
16 |
16.66 |
EISA |
32 |
33.3 |
PCI1.0 |
32 |
132 |
PCI2.0 |
64 |
264 |
PCI2.1 |
64 |
528 |
AGP(1x) |
32 |
264 |
AGP(4x) |
264 |
1066 |
SCSI |
8/16 |
5/10/20/80/320/640 |
FSB (GTL+) |
64 |
528 - 8500 |
Таблица 2.2
Последовательные шины
Шина |
Разрядность |
Пропускная способность (Мбайт/с) |
USB 1.0 |
- |
12 |
USB 2.0 |
- |
12/480 |
PCI Express 1.0 |
- |
500 |
PCI Express 2.0 |
- |
1000 |
Serial ATA |
- |
300 |
Serial ATA 3 |
- |
600 |
Serial SCSI (SaS) |
- |
600 |
HyperTransport 3.1 |
- |
51600 |
DMI |
- |
2000 |
QPI |
- |
25600 |
2.2 Общая шина
Конфигурация с общей шиной предполагает подключение большинства устройств к одной и той же шине. При этом доступ к шине могут одновременно иметь только два устройства: передатчик и приемник данных.
Существуют три конфигурации с точки зрения количества используемых шин и организации их связи с процессором (рис. 2.2 , 2.3 и 2.4) [1].
Р и с. 2.2. Система с одной шиной
У
ВВ
- устройство ввода-вывода;
ВЗУ
- внешнее запоминающее устройство
К
онфигурация,
представленная на рис. 2.2, характерна
для архитектур SMP
и
MPP.
Она используется в процессорах Intel, AMD, в суперкомпьютерах CRAY, компьютерах фирм Unisys, IBM, HP и многих других.
Загруженность системной шины передачей данных между многими устройствами не позволяет получить высокое быстродействие.
На рис. 2.3 для разгрузки системной шины контроллеры ввода- вывода подключаются не к ней, а к специальным шинам расширения ввода-вывода. Шины расширения связаны с системной шиной через адаптеры.
В свою очередь, шины ввода-вывода могут подключаться через адаптеры к шине расширения, а с нее через адаптер к процессору (рис. 2.4). Это позволяет разгрузить системную шину и шину расширения.
Конфигурации на рис. 2.3 и 2.4 использованы в чипсетах процессоров Intel и AMD.