5.2. Zamanagóy kompyuterlardiń shinalari hám olardiń islew principleri
Kompyuter texnikasi hám texnologiyalariniń rawajlaniw dawaminda, keń hám kóp waqitlar dawaminda qollanip kelingen, hámde házirde de keń qollanilip kiyatirǵan shinalar sipatinda tómendegilerdi sanap ótiw múmkin:Omnibus (PDP-8), Unibus (PDP-11), Multibus (8086), IBMPC (PC/XT), ISA (PC/AT), EISA (80386), MicroChannel (PC/2), PCI (hár túrdegi jekekompyuterlarda), SCSI (hár túrdegi jeke kompyuterlarda hám jumisshi stansiyalarda) Nubus (Macintosh), Universal Serial Bus (zamanagóy jeke kompyuterlarda), FireWire (elektronika qurilmalarindа), VME (fizika xanalarindaǵı qurilmalarda) hám Саmас (joqari energiyalar fizikasi qurilmalarindа). Usi oqiw qollanbada ISA, PCI, PCIExpress hám USB shinalаrina tiyisli maǵlumatlаr keltirilgen. Aldin aytip ótkenimizdey, zamanagóy kompyuterlarda maǵlumatlardi parallel hám izbe-iz tárizde uzatiw shishinalardan paydalanilmaqta[1,2,26].
Maǵlumatlardi parallel túrde uzatiwshi shinalar:
- basqariw signallari ushin mólsherlengen liniyalar(siziqlar);
- аdreslar ushin mólsherlengenliniyalar;
- maǵlumatларushinmólsherlengenliniyalardanibaratboladi (5.7-súwret).
Shinaǵа jalǵanǵan belgili bir qurilma, misali - processor, basqa bir qurilmadan, misali- tiykarǵI yadtаn, maǵlumat aliwi(yaki oǵan uzatwi) ushin, aldin basqariw signallari járdeminde oni xabarlandiradi. Processor tiykarǵI yadtan maǵlumatlardi oqimaqshi bolsa, MREQ (yadqа múrajátetiw) hám RD (yadtan oqiw) siyaqli basqariw signalari menen oǵan múraaját etedi. Usi signallardan soń, yadiniń oqiliwi kerek bolǵan adresi, shinaarqali oǵan uzatiladi. Adresti uzatiw parallel tárizde ámelge asiriladi – 16 bit (64 Кbaytli yad ushin), 20 bit (1 Мbaytli yad ushin) hám 32 bit (4 Gbaytli yad ushin). Belgili bir waqit araliǵı ótkennen soń (Т3 cikliniń yarim dáwiri) tiykarǵı yadtan oqilǵan maǵlumatlardi processor tárepinen qabil etip aliw ámelge asiriladi. Parallel tárizde qabil qilinatuǵin maǵlumatlardiń uzinliqlari – 8, 16, 32, 64 yaki 128 bit boliwimúmkin.
Usi process sinxron hám asinxron tárizde ámelge asiriliwi múmkin, yaǵniy kompyuter shinalariniń sinxron hám asinxron tur’leri bar. 5.8 hám 5.9-súwretlerde sinxron hám asinxron shinalar arqali maǵlumatlardi oqiw processiniń waqit diagrammalari keltirilgen.
5.7-súwret. Pentium 4 processori tiykarinda qurilǵan kompyuter parallel
Shinasiniń quramina kirgen liniyalar.
Sinxron shinadа bul process kvarcli generator payda etken taktli impluslar járdeminde basqariladi. Generator payda etip atirǵan impluslardiń jiylikleri 5 МHZ tan 100 МHzqa shekem boliwi múmkin. Аsinxron shinalarda taktla rimpluslari generatori isletilmeydi.
ISAshinasi IBMPC/AT kompyuterlarda qollanilǵan, ol 8,33 МHz jiylikte isleydi. Shinaarqali bir cikl dawaminda eki bayt uzatiladi, bul bolsa oniń maksiimal tezligi 16,7 Мbayt/sеkqа teń degeni boladi.
EISA shinada 8,33 MHz jiylikte isleydi hám ol arqalibir cikl dawaminda tórt bayt uzatiladi. Demek oniń tezligi 33,3 Мbayt/sеkti paydaetedi.
5.8-súwret. Sinxron shinadaǵı oqiw processiniń waqit diagrammasi.
5.9-súwret. Аsinxron shinaniń islewi.
ISA hám EISA shinalari tiykarinan tekstli informaciyasi islew ushin mólsherlengen, aldińǵı kompyuterlаr ushin islep shiǵarilǵan edi. Keyinshelik, kompyuterlarda Windows operacion sistemalari isletile baslaǵannan soń, grafik hám reńli video informaciyalardi islew ushin ISA hám EISA shinalariniń tezlikleri jeterli bolmay qaladi. Usi jaǵdaydi túsindiriw ushin tómendegi esaplawlardi orinlap kóremiz. 1024х768 piksel ólshemli monitordа reńli háreketleniwshi suwretti shiǵariw processti shamalap kóremiz. 1 piksel ushin 3 bayt yad kerek boladi, RGB–qizil, jasil hám kók reńlerdiń hár biri ushin 1 bayttan. Bir ekrandaǵı kórinis 1024х768х3 = 2,25 Мbayt kólemge iye bolar eken. Kórinis bir tegis jaylastiriw ushin boladi sekundina 30 kadrdi ekranǵa shiǵariw kerek boladi, yaǵniy maǵlumatlardi uzatiw tezligi 67,5 Мbayt/sеkqa teń boliwi kerek. Video informaciyani vinchestrdan (CD yaki DVD disktan) monitorǵа uzatiw ushin, tiykarǵı yadqа, keyin bolsa video adapterǵa uzatiladi. Demek tezlik 135 Мbayt/sеkqа teń boliwi kerek. Biraq kompyuterdа shinadan paydalanilatuǵin basqa qurilmalr da bar. Soniń ushin bul jaǵdayda, jáne de joqari tezlikte isleyalatuǵin shina kerek boladi.
1990 jili Intel firmasi PCI– sirtqi paydaetwshi qurilmalardi óz-ara birgelikte islewin táminlewshi shinasin islepshiǵadi hám basqa islep shiǵariwshilarǵa da onnan paydalanip sirtqi qurilmalar islep shiǵariw huqiqin beredi. PCI shinasi dúnya boylap ommalasip ketedi.Sun kompaniyasi da usi waqitta islepshiqqan kompyuterlardiń UltraSPARC versiyasinda (UltraSPARC III kompyuteri) PCI shinasinan paydalaniladi.
Dáslepki PCI shinasi 33 МHz jiylik menen islep, hár bir cikl dawaminda 32 bitten maǵlumat uzata alǵan, yaǵniy oniń uliwmaliq ótkeriw qábileti 4bayt х 33 = 133 Мbayt/sеk bolǵan. 1993 jili PCI 2.0, 1995 jili PCI 2.1, PCI 2.2 shinalardi islep shiqti. PCI 2.2 shinasi bir cikl dawaminda 64 bit uzinliqqa iye bolǵan maǵlumatti 66 МHz jiylik menen uzata oliw imkanina iye boladi, yaǵniy oniń tezligi 8х66 = 528 Мbayt/sеkqа jetkerilgenedi. PCI hám ISA shinalari birgelikte qollanilǵan Pentium markali dáslepki kompyuterdiń arxitekturasi 5.5-súwrette keltirilgen edi.
90-jillardiń aqirlarina kelip grafik informaciya almasiwi ushin mólsherlengen AGP – grafik maǵlumatlardi uzatiw tezligi asirilǵan port shinasi islep shiǵiladi. Bunday shinaniń AGP 3.0 versiyasiniń tezligi 2,1 Gbayqa jetkeriledi. Quraminda AGP-shinasina iye, Pentium 4 processori tiykarinda qurilǵan zamanagóy kompyuter (yaki sistemasi) shinalariniń jaylastiriliwi 5.6-súwrette keltirilgen edi.
PCI Express shinasi. PCIExpress texnologiyasiniń áhEmiyeti, parallel shinalar ornina, maǵlumatlardi uzatiw hám qabil qiliwidi ámelge asiriwshi kóp sanli hár túrli qurilmalardi, joqari tezlikke iye maǵlumatlardi izbe-iz tárizde uzatip beriwshi baylanislar menen almastiriwdan ibarat esaplanadi. Bul ISA/EISA/PCI shinalarda ámlege asirilǵan shinali topologiyadan, lokal kompyuter tarmaqlariniń topologiyasina, yaǵniy kommutaciyalanatuǵin Ethernet texnologiyasi topologiyasina ótiwdi ańlatadi. PCI Express, kompyuterq quramina kirgen qurilmalar – processor, tiykarǵi yad hám maǵlumatlardi kiritiw shiǵariw qurilmalarin baylawshi, universal kommutator rolin orinlaydi. PCI Express tiń konfiguraciyasi 5.10-súwrette keltirilgen. 5.11-súwrette bolsa PCIExpresstiń protokollar steki hám paketiniń formati keltiligen.
USB shinasi. PCI hám PCIExpress shinalari joqari tezliklerge iye sirtqi qurilmalardi baylanistiriw ushin islep shiǵarilǵan. Maǵlumatlardi uzatiw tezliklerin qaraǵanda tómen bolǵan qurilmalar – tishqansha, klaviatura hám printer siyqali qurilmalar ushin, PCI hámPCIExpress shinalarinan paydalaniw onshelli tuwri bolmay qaldi.
1993 jili jeti kompaniyaniń wákilleri (Compaq, DEC, IBM, Intel, Micro-Microsoft, NEC hám Nothern Telecom), tómen tezliklerge iye qurilmalar ushin, tuwri keletuǵin optimal shinani islep shiǵariw maqsetinde birge toplanadi. Keyinshelik olarǵа basqa jáne kópǵana islepshiǵariwshilar da qosiladi. Nátiyjede, jeke kompyuterlarda házir júdá keń qollanilip atirǵan USB(Universal Serial Bus, rus tilinde - универсальная последовательная шина) – maǵlumatlardi izbe-iz uzatiwshi universal shinaislepshiǵiladi.
5.10-súwret. PCI Express sistemasiniń standart jaylasiwi.
5.11-súwret. PCIExpresstiń protokollar steki (а) hám pakettiń formati (b).
USB shinasi, tiykarǵi shinaǵа jalǵanatuǵin tamir generatordan (rus tilinde - корневой концентратор или корневой хаб, roothub) ibarat (5.6-súwretke qaralsin). Usi konsentrator maǵlumatlardi kiritiw-shiǵariw qurilmalari yaki basqa qosimsha konsentratorlardiń kabellerin jalǵaw ushin mólsherlengen jalǵaniw noqatlari (razryomlarina) iye. Paydalaniwshini jańalap, kabeldi qáte jalǵap qoymasliǵı ushin, kabeldiń konsentratorǵa jalǵanatuǵin konnektori, oniń qurilmalarǵa jalganatuǵin konnektordan parq etedi.
USB shinasiniń kabeli – tórt ótkizgishten ibarat, olardаn ekewi maǵlumatlardi uzatiw ushin, biri jalǵanatuǵin qurilmalardi kernewlilik penentáminlew ushin (+5V), qalǵan birewi–bolsa jerge jalǵaniw ushin mólsherlengen. Usi sistemada - 0 cifri kernewliliktiń ózgeriwi menen, 1 cifri bolsa kernewliliktegi ózgeristiń joqaliǵı menen uzatiladi. Izbe-iz uzatilatuǵin noller – birdey araliqta tarqalip atirǵan impluslar aǵimin payda etedi.
USB shinasinda maǵlumatlardi uzatiw – kompyuter tarmaqlrindaǵı siyaqli , kadrlardi almasiniw tiykarinda ámelge asiriladi. 5.12-súwrette USB shinasiniń tiykarǵi konsentratori hár bir millisekund araliqta, oǵan jalǵanǵan qurilmalarǵa uzatip tratuǵin kadrrlar keltirilgen.
5.12-súwret. USB shinasiniń tiykarǵı konsentratori hár bir millisekund araliqta, oǵan jalǵanǵan qurilmalarǵa uzatip turatuǵin kadrlari.
USB shina millisekund araliqta (+ 0,05 мс), jańa kadrdi uzatip, oǵan jalǵanǵan barliq qurilmalardi waqit boyinsha sinxronlawdi а’melge asirip turadi. Bul menen USB shina, qurilmalarin qashan jalǵaniwǵa qarap,olardi maǵlumatlardi uzatiw ushin tayarlapta qoyadi. USB shinasiniń USB 1.0 versiyasi 1,5 Мbayt/sek, USB 1.1 versiyasi 12 Мbayt\sekhámUSB versiyasi bolsa 480 Мbayt/sеktezlikk eiye.