- •Архитектура эвм.
- •Магистрально-модульный принцип построения вс
- •Программная модель пу.
- •Виды обмена данными Программный обмен.
- •Обмен с использованием системы прерывания.
- •Обмен по прямому доступу к памяти (пдп).
- •Общие положения
- •Стандарты шин
- •Системная шина ibm pc/xt
- •Системная шина vme
- •Шина ввода/вывода scsi
- •Системная шина isa
- •Системная шина eisa
- •Системная шина vl-bus
- •Системная шина pci
- •Шина agp
- •Введение
- •Последовательный порт rs-232c
- •Последовательный порт, rs-422/485
- •П оследовательный порт клавиатуры
- •П оследовательный порт ps/2
- •Игровой порт, Game Port
- •Параллельный порт, Centronics
- •Параллельный порт, ieee 1284,(epp/ecp, epp - Enhanced Parallel Port, ecp - Extended Compatibility Port)
- •П орт универсальной последовательной шины, usb (Universal Serial Bus)
- •П оследовательный высокоскоростной порт FireWire, ieee 1394
- •Последовательный инфракрасный порт IrDa (Infrared Data Association)
- •Интерфейс беспроводной связи Bluetooth.
- •Сравнение пропускной способности различных интерфейсов
- •Взгляд в будущее
- •Типы, виды, свойства дисковых накопителей информации
- •Магнитные дисковые накопители.
- •Позиционирование головок.
- •Основные физические и логические параметры жд
- •Диаметр дисков (disk diameter)
- •Число поверхностей (sides number)
- •Время установки или время поиска (seek time)
- •Среднее время установки или поиска (average seek time)
- •Время ожидания (latency)
- •Время доступа (access time)
- •Среднее время доступа к данным (average access time)
- •Скорость передачи данных (data transfer rate)
- •Внешняя скорость передачи данных (external data transfer rate или burst data transfer rate)
- •Внутренняя скорость передачи данных (internal transfer rate или sustained transfer rate)
- •Размер кеш-буфера контроллера (internal cash size).
- •Уровень шума (noise level)
- •Среднее время наработки на отказ (mtbf)
- •Сопротивляемость ударам (g-shock rating)
- •Физический и логический объем накопителей.
- •Контроллеры жестких дисков
- •Режимы работы контроллеров hdd
- •Физическое хранение, методы кодирования информации
- •Частотная модуляция (Frequency Modulation - fm)
- •Модифицированная частотная модуляция (Modified Frequency Modulation - mfm)
- •Запись с групповым кодированием (Run Limited Length - rll)
- •Модифицированная запись с групповым кодированием (Advanced Run Limited Length – arll)
- •Логическое хранение и кодирование информации
- •Логические разделы.
- •Интерфейсы жестких дисков
- •Интерфейс ide
- •Интеллектуальный многофункциональный интерфейс scsi
- •Физическое и логическое подключение жестких дисков
- •Интерфейсный шлейф.
- •Кабель питания
- •Перемычки.
- •Работа накопителя
- •Эксплуатация и обслуживание жестких дисков
- •Устройство cd-диска
- •Представление звукового сигнала
- •Способы записи и изготовления
- •Воспроизведение звука
- •Отличие от штампованных
- •Как делается запись на диски
- •Приводы cd-rom
- •Интерфейсы приводов cd-rom
- •Скорость вращения cd-rom
- •Устройство dvd
- •Мониторы на основе элт
- •Теневая маска
- •Щ елевая маска.
- •Апертурная решетка
- •Технология stn
- •Разрешение lcd-мониторов.
- •Сравнение crt и lcd мониторов
- •Плазменные мониторы
- •Fed мониторы
- •Lep мониторы
- •Основные параметры мониторов
- •Разрешение монитора
- •Максимальная разрешающая способность.
- •Горизонтальная развертка
- •Частота регенерации
- •Сертификаты tco и mprii
- •Управление энергопотреблением
- •Настройка и проблемы.
- •Что такое видеоадаптер
- •Режимы и характеристики видеокарт
- •Ромашковые принтеры
- •Матрично-ударные принтеры
- •Струйные принтеры
- •Лазерные принтеры и копировальные аппараты
- •Электростатическая фотография
- •Технология изготовления фоторецепторов
- •Процесс ксерографии
- •Практическая сторона ксерографии
- •Принцип действия лазерного принтера
- •Дополнительное оборудование для копировальных аппаратов и принтеров
- •Термопринтеры и термосублимационные принтеры.
- •Плоттеры
- •Перьевые плоттеры (пп, Pen Plotter).
- •Струйные плоттеры (сп, Ink-jet-plotter)
- •Электростатические плоттеры (эп, Electrostatic plotter)
- •Плоттеры прямого вывода изображения (ппви, Direct imaging plotter)
- •Плоттеры на основе термопередачи (птп, Thermal transfer plotter)
- •Лазерные (светодиодные) плоттеры (лп, Laser/led plotter)
- •Основные параметры плоттеров
Системная шина isa
Системная шина ISA (Industry Standard Architecture) впервые стала применяться в персональных компьютерах IBM PC/AT на базе процессора i286. Эта системная шина отличалась наличием второго, 36-контактного дополнительного разъема для соответствующих плат расширения. За счет этого количество адресных линий было увеличено на 4, а данных - на 8, что позволило передавать параллельно 16 бит данных и обращаться к 16 Мбайт системной памяти. Количество линий аппаратных прерываний в этой шине было увеличено до 15, а каналов прямого доступа - до 7. Системная шина ISA полностью включала в себя возможности старой 8-разрядной шины. Шина ISA позволяет синхронизировать работу процессора и шины с разными тактовыми частотами. Она работает на частоте 8 МГц, что соответствует максимальной скорости передачи 16 Мбайт/с.
В настоящее время в PC она заменяется на шину PCI.
Системная шина eisa
С появлением процессоров i386, i486 и Pentium шина ISA стала узким местом персональных компьютеров на их основе. Новая системная шина EISA (Extended Industry Standard Architecture), появившаяся в конце 1988 года, обеспечивает адресное пространство в 4 Гбайта, 32-битовую передачу данных (в том числе и в режиме DMA), улучшенную систему прерываний и арбитраж DMA, автоматическую конфигурацию системы и плат расширения. Устройства шины ISA могут работать на шине EISA.
Шина EISA предусматривает централизованное управление доступом к шине за счет наличия специального устройства - арбитра шины. Поэтому к ней может подключаться несколько главных устройств шины. Улучшенная система прерываний позволяет подключать к каждой физической линии запроса на прерывание несколько устройств, что снимает проблему количества линий прерывания. Шина EISA тактируется частотой около 8 МГц и имеет максимальную теоретическую скорость передачи данных 33 Мбайт/с.
В настоящее время широко не используется, вытеснена шиной PCI.
Системная шина vl-bus
Шина VL-bus, предложенная ассоциацией VESA (Video Electronics Standard Association), предназначалась для увеличения быстродействия видеоадаптеров и контроллеров дисковых накопителей для того, чтобы они могли работать с тактовой частотой до 40 МГц. Шина VL-bus имеет 32 линии данных и позволяет подключать до трех периферийных устройств, в качестве которых наряду с видеоадаптерами и дисковыми контроллерами могут выступать и сетевые адаптеры. Максимальная скорость передачи данных по шине VL-bus может составлять около 130 Мбайт/с. После появления процессора Pentium ассоциация VESA приступила к работе над новым стандартом.
В настоящее время широко не используется, вытеснена шиной PCI.
Системная шина pci
Шина PCI (Peripheral Component Interconnect) также, как и шина VL-bus, поддерживает 32-битовый канал передачи данных между процессором и периферийными устройствами, работает на тактовой частоте 33 МГц и имеет максимальную пропускную способность 120 Мбайт/с. При работе с процессорами i486 шина PCI дает примерно те же показатели производительности, что и шина VL-bus. Однако, в отличие от последней, шина PCI является процессорно независимой (шина VL-bus подключается непосредственно к процессору i486 и только к нему). Ee легко подключить к различным центральным процессорам. В их числе Pentium, Alpha, R4400 и PowerPC. В связи с этим обстоятельством, а также с переходом на 64 разрядный канал данных она вытеснила шины стандарта VESA с рынка персональных компьютеров.
Архитектура компьютера с шиной PCI показана на рис. 1.
Р ис.1. Архитектура компьютера с шиной PCI
Итак, разработка шины PCI началась весной 1991 года как внутренний проект корпорации Intel (Release 0.1). Специалисты компании поставили перед собой цель разработать недорогое решение, которое бы позволило полностью реализовать возможности нового поколения процессоров 486/Pentium/P6 (вот уже половина ответа). Особенно подчеркивалось, что разработка проводилась "с нуля", а не была попыткой установки новых "заплат" на существующие решения. В результате шина PCI появилась в июне 1992 года (R1.0). Разработчики Intel отказались от использования шины процессора и ввели еще одну "антресольную" (mezzanine) шину.
Благодаря такому решению шина получилась, во-первых, процессоро-независимой (в отличие от VLbus), а во-вторых, могла работать параллельно с шиной процессора, не обращаясь к ней за запросами. Например, процессор работает себе с кэшем или системной памятью, а в это время по сети на винчестер пишется информация. Просто здорово! На самом деле идиллии, конечно, не получается, но загрузка шины процессора снижается здорово. Кроме того, стандарт шины был объявлен открытым и передан PCI Special Interest Group, которая продолжила работу по совершенствованию шины (в настоящее время доступен R2.1), и в этом, пожалуй, вторая половина ответа на вопрос "почему PCI?"
Основные возможности шины следующие:
Синхронный 32-х или 64-х разрядный обмен данными. При этом для уменьшения числа контактов (и стоимости) используется мультиплексирование, то есть адрес и данные передаются по одним и тем же линиям.
Поддержка 5V и 3.3V логики. Разъемы для 5 и 3.3V плат различаются расположением ключей.
Существуют и универсальные платы, поддерживающие оба напряжения. Заметим, что частота 66MHz поддерживается только 3.3V логикой.
Частота работы шины 33MHz или 66MHz (в версии 2.1) позволяет обеспечить широкий диапазон пропускных способностей (с использованием пакетного режима):
132 МВ/сек при 32-bit/33MHz;
264 MB/сек при 32-bit/66MHz;
264 MB/сек при 64-bit/33MHz;
528 МВ/сек при 64-bit/66MHz.
При этом для работы шины на частоте 66MHz необходимо, чтобы все периферийные устройства работали на этой частоте.
Полная поддержка multiply bus master (например, несколько контроллеров жестких дисков могут одновременно работать на шине).
Поддержка write-back и write-through кэша.
Автоматическое конфигурирование карт расширения при включении питания.
Спецификация шины позволяет комбинировать до восьми функций на одной карте (например, видео + звук и т.д.).
Шина позволяет устанавливать до 4 слотов расширения, однако возможно использование моста PCI-PCI для увеличения количества карт расширения.
PCI-устройства оборудованы таймером, который используется для определения максимального промежутка времени, в течении которого устройство может занимать шину.
При разработке шины в ее архитектуру были заложены передовые технические решения, позволяющие повысить пропускную способность:
Шина поддерживает метод передачи данных, называемый "linear burst" (метод линейных пакетов). Этот метод предполагает, что пакет информации считывается (или записывается) "одним куском", то есть адрес автоматически увеличивается для следующего байта. Естественным образом при этом увеличивается скорость передачи собственно данных за счет уменьшения числа передаваемых адресов.
Шина PCI является той черепахой, на которой стоят слоны, поддерживающие "Землю" - архитектуру Microsoft/Intel Plug and Play (PnP) PC architecture. Спецификация шины PCI определяет три типа ресурсов: два обычных (диапазон памяти и диапазон ввода/вывода, как их называет компания Microsoft) и configuration space - "конфигурационное пространство" (рис. 2).
Рис. 2. Конфигурационное пространство.
Конфигурационное пространство состоит из трех регионов:
заголовка, независимого от устройства (device-independent header region);
региона, определяемого типом устройства (header-type region);
региона, определяемого пользователем (user-defined region).
В заголовке содержится информация о производителе и типе устройства - поле Class Code (сетевой адаптер, контроллер диска, мультимедиа и т.д.) и прочая служебная информация.
Следующий регион содержит регистры диапазонов памяти и ввода/вывода, которые позволяют динамически выделять устройству область системной памяти и адресного пространства. В зависимости от реализации системы конфигурация устройств производится либо BIOS (при выполнении POST - power-on self test), либо программно. Базовый регистр expansion ROM аналогично позволяет отображать ROM устройства в системную память. Поле CIS (Card Information Structure) pointer используется картами cardbus (PCMCIA R3.0). С Subsystem vendor/Subsystem ID все понятно, а последние 4 байта региона используются для определения прерывания и времени запроса/владения.