Контрольні запитання

1. Що таке компакт-диск?

2. Опишіть принцип зчитування інформації з компакт-диска.

3. Опишіть запис інформації на компакт-диск.

4. Яка місткість компакт-дисків?

5. Опишіть фізичний устрій CDROM Drive.

6. Опишіть пристрої для запису на CD.

7. Опишіть особливості DVD дисків.

8. Опишіть специфікацію DVD дисків.

9. Вкажіть особливості “Blu-ray Disc”.

Тема №6 комп’ютерні шини

План

5.1. Класифікація комп’ютерних шин

5.2. Основні характеристики шини

5.3. Системні шини

5.4. Шини вводу-виводу

Класифікація комп’ютерних шин

Інформація передається по шині у вигляді груп бітів. До складу шини для кожного біта слова може бути передбачена окрема лінія (паралельна шина), або всі біти слова можуть послідовно в часі використовувати одну лінію (послідовна шина).

Лінії (шини) діляться на три групи залежно від типу даних, які передаються:

• лінії даних (шина даних ШД);

• лінії адреси (шина адреси ША);

• лінії управління (шина управління ШУ).

Через шину даних відбувається обмін даними між CPU, картами розширення, встановленими в слоти, і пам’яттю. Особливу роль при цьому виконує режим DMA (Direct Memory Access) – режим обміну даними між пристроями чи ж між пристроєм і основною пам’яттю (RAM) без участі центрального Процесора (ЦП). В результаті швидкість передачі збільшується, оскільки дані не пересилаються в ЦП і назад.

Управління обміном даними в цьому режимі здійснюється відповідним контролером, минувши CPU. DMA-контролер інтегрується в одну з мікросхем Chipset, наприклад 82443ВХ. DMA-контроллер може діставати доступ до системної шини незалежно від центрального процесора. Контроллер містить декілька регістрів, доступних центральному процесору для читання і запису. Регістри контроллера задають порт (який повинен бути використаний), напрям перенесення даних (читання/запис), одиницю перенесення (побайтно/пословно), число байтів, яке слід перенести.

ЦП програмує контроллер DMA, встановлюючи його регістри. Потім процесор дає команду пристрою (наприклад, диску) прочитати дані у внутрішній буфер. DMA-контроллер починає роботу, посилаючи пристрою запит читання (при цьому пристрій навіть не знає, чи прийшов запит від процесора або від контроллера DMA). Адреса пам’яті вже знаходиться на адресній шині, так що пристрій знає, куди слід переслати наступне слово з свого внутрішнього буфера. Коли запис закінчений, пристрій посилає сигнал підтвердження контроллеру DMA. Потім контроллер збільшує використовувану адресу пам'яті і зменшує значення свого лічильника байтів. Після чого запит читання повторюється, поки значення лічильника не стане рівне нулю. Після закінчення циклу копіювання пристрій ініціює переривання процесора, що означає завершення перенесення даних. Контроллер може бути багатоканальним, здатним паралельно виконувати декілька операцій.

Комп’ютери з процесором 80286 мали 16-розрядну шину даних, з CPU 80386 і 80486 – 32-розрядну, а комп’ютери з CPU сімейства Pentium мають вже 64-розрядну шину даних.

Дані, що передаються через адресну шину, трактуються як адреси комірок оперативної пам’яті. Саме з цієї шини процесор зчитує адреси команд, які необхідно виконати, а також дані, із якими оперують команди. Призначення шини адреси полягає у наступному. Процес обміну даними можливий лише у тому випадку, коли відомий відправник і одержувач цих даних. Кожен компонент ПК, кожен регістр введення/виводу і осередок RAM мають свою адресу та входять в загальний адресний простір. Для адресації до якого-небудь пристрою ПК і служить шина адреси, через яку передається унікальний ідентифікаційний код (адреса).

Для прискорення обміну даними використовується пристрій проміжного зберігання даних – RAM, при цьому вирішальну роль має об’єм даних, які можуть тимчасово зберігатися у ній. Об’єм залежить від розрядності адресної шини (числа ліній) і, тим самим, від максимально можливої кількості адрес, що генеруються процесором на адресній шині, іншими словами, від кількості осередків RAM, яким може бути привласнений адреса.

Шина управління. Для успішної передачі даних не достатньо встановити їх на шині даних і задати адресу на шині адреси. Для того, щоб дані були записані в регістри пристроїв, підключених до шини, адреси яких вказані на шині адреси, необхідний ряд службових сигналів: запису/читання, готовності до прийому/передачі даних, підтвердження прийому даних, апаратного переривання, управління та ініціалізації контролера DMA і ін. Всі ці сигнали передаються через шину управління.

Шини в PC розрізняються за своїм функціональним призначенням:

• системна шина (або шина CPU) використовується мікросхемами Chipset для пересилки інформації до і від CPU;

• шина кеш-пам’яті призначена для обміну інформацією між CPU і кеш-пам’яттю;

• шина пам’яті використовується для обміну інформацією між оперативною пам’яттю і CPU.

Архітектура будь-якої шини включає наступні компоненти: лінії для обміну даними (шини даних); лінії для адресації даних (шини адреси); лінії для управління даними (шини управління); контролер шини.

Зовнішні пристрої до шин підключаються за допомогою інтерфейсу.

Інтерфейс – це електричні та тимчасові параметри, набір управляючих сигналів, протокол обміну даними та конструктивні особливості підключення. При цьому обмін даними між компонентами ПК можливий тільки у разі сумісності їх інтерфейсів.

Принцип IBM-сумісності має на увазі стандартизацію інтерфейсів окремих компонентів ПК, що, у свою чергу, визначає гнучкість системи в цілому, тобто можливість у міру необхідності змінювати конфігурацію системи та підключати різні периферійні пристрої. У разі несумісності інтерфейсів (наприклад, інтерфейс системної шини та вінчестера) використовуються контролери.