
- •Архитектура эвм
- •Основные понятия
- •Этапы становления и развития вычислительной техники
- •Нулевое поколение (механическая эра)
- •Первое поколение
- •Второе поколение
- •Третье поколение эвм
- •Четвертое поколение эвм
- •Пятое поколение
- •Шестое и последующие поколения эвм
- •Основные принципы концепции машины с хранимой в памяти программой
- •Принцип двоичного кодирования
- •Принцип программного управления
- •Принцип однородности памяти
- •Принцип адресности
- •Архитектура вычислительных машин Фон-Неймана
- •Структура вычислительной машины
- •Структура вычислительной системы
- •Основные блоки персонального компьютера
- •Системная шина
- •Основная память
- •Внешняя память
- •Источник питания
- •Внешние устройства
- •Дополнительные интегральные микросхемы
- •Элементы конструкции вм
- •Функциональные характеристики вм
- •Микропроцессоры
- •Микропроцессоры cisc
- •Микропроцессоры risc
- •Микропроцессоры vliw
- •Физическая и функциональная структура микропроцессоров
- •Устройство управления
- •Арифметико-логическое устройство
- •Микропроцессорная память
- •Интерфейсная часть микропроцессора
- •Системные платы вм
- •Разновидности системных плат
- •Чипсеты системных плат
- •Интерфейсы вычислительных машин
- •Шины расширений
- •Локальные шины
- •Семейство последовательных интерфейсов pci Express
- •Периферийные шины
Шины расширений
1. Шина PC/XT (8-ШД, 20-р ША), тактовая частота 4.77 МГц, 4 линии аппаратных прерываний, 4 канала DMA. Адресное пространство МП ограничивает 1 мб. МП: i8086, i8088.
2. Шина PC/AT 16-разрядная шина данных и 24-разрядная шина адреса, рабочая тактовая частота до 8 МГц (до 16), благодаря тому, что контроллер этой шины способен делить частоту пополам, 4 канала DMA, адресное пространство 16 МБ, на практике 5,5 МБ, из-за особенностей эксплуатации шины. Могла применяться МП 80286 и с МП тактовой частотой больше 66 МГц. В последствии количество линий аппаратных прерываний увеличилось до 15, а каналов DMA – 7.
3. Шина ISA (Industry Standard Architecture промышленная стандартная архитектура) представлена в двух версиях: для IBM PC/XT и для PC/AT. Позволяет подключать к системной плате различные устройства. В настоящее время практически не применяется в офисных компьютерах, но продолжает использоваться в промышленных
4. Шина EISA. Extended. 32\32, 89 год, адресное пространство 4 гб, частота рабочая 8-10 МГц. Пропускная способность 33 мб в секунду. В промышленности количество подключаемых устройств до 18. Включена поддержка особого режима, монопольного доступа любого подключенного устройства к шине. Впервые эта шина стала поддерживать многопроцессорную архитектуру, автоматическое конфигурирование системы управления DMA. Применяется в ПК, серверах, там где нужно быстро обрабатывать информацию. Сам разъем похож на ISA.
5. Шина MCA Micro Channel Architecture. Практически не распространенная шина, была создана компанией IBM для своих компьютеров PC\2. Ограничение в распространении, является полная несовместимость с ISA и EISA. Рабочая частота 20 МГц. 32/32 разрядная.
Локальные шины
С развитием вычислительной техники и появлением все новых задач передачи больших массивов данных, например передачи полноэкранного видео или обработка графики, выявили узость существующих шин расширения пропускной способности которых оказалось недостаточным для решения данных задач, поэтому в качестве эффективного инструмента преодоления данного препятствия. Разработчиками предложено применение локальных шин, непосредственно подключаемых к шине микропроцессора и работающие на его тактовой частоте.
VLB. Vesa Local Bus. Часто называют VIESA (Video Electronic Standard Association). Является расширение расширением внутреннего микропроцессора для связи с видеоадаптером, иногда с жесткими дисками, платами мультимедиа и сетевыми адаптерами. Разрядность шины данных 32, адреса 30 бит. Теоретически достижимая скорость 120 мб в секунду, практическая до 80. Принципиальные недостатки: исключительная ориентация на процессоры 80386 и 80486, последующих адаптаций для процессоров Pentium не произошло, жесткая зависимость от тактовой частоты микропроцессора, до 4 устройств можно было подключить, отсутствие арбитража к доступе шины.
PCI (Peripheral Component Interconnect). Самый распространенный и универсальный интерфейс для подключения устройств. 91 год PCI 1.0, разработчик 1.0, разработчик Intel. Призвана была вытеснить все интерфейсные шины. Является более гибкой и более универсальной, позволяет подключать до 10 устройств, имеет свой собственный адаптер, позволяющий автоматически подключатся, к любому микропроцессору начиная с 80486. Тактовая частота на уровне 33 МГц. 32/32 разряда, с возможностью расширения до 64 разрядов. Теоретическая пропускная способность 132 мб в секунду (32 разряда), и 264 у (64 разрядной). Более современные версии PCI 2.1 работают на частоте до 66 МГц и при 64 битной разрядности имеют пропускную способность до 528 мб.\с. Поддерживает технологию Plug and Play, технологию монопольного доступа и авто конфигурирование.
AGP (Accelerated Graphics Port). Интерфейс подключения видео плат к отдельной магистрали AGP имеющий выход непосредственно на системную память. Основана на стандарте PCI 2.1. Тактовая частота до 133 МГц. Пропускная способность х4 1066 Мб\с, в режиме х8 2112 мб\с. В шине AGP отказались от мультиплексирования шин данных и адреса. Конвейеризация операций чтения и записи применена. Первая версия стандарта AGP разрешала подключать 1 одно устройства, третья версия уже два. Поддерживались два режима работы, в первом режиме основной памятью видеокарты была собственная видеопамять, во втором режиме равноправными были основная видеопамять и системная память.
PCIx. Это расширенная редакция стандарта PCI 2.2. Существует в 3 версиях:
PCIx 1.0 Разрядность 64, частота 133 МГц, скорость передачи 1066 мб\с.
PCIx DDR удвоенной частотой и пропускной способностью 2100 мб\с.
PCIx QDR учетверенная рабочая частота и пропускная способность до 4300 мб\с.
Шина Compact PCI и mini PCI, применяются в промышленных и портативных компьютерах.