1.6 Контроллеры и Шины

Шины – коммуникации между внешними устройствами, на которые подаются данные. Есть шина данных (для передачи данных) и управляющей информации.

Архитектура процессора определяется не только длиной слова, но еще и шириной (размерностью) шины. (И их соотношением - сколько бит шина перекачивает за раз.)

Если говорить о 32-х битовой архитектуре процессора, он имеет 52 бита; из них шине принадлежат 32 разряда.

Контроллеры – процессоры малой мощности, выполняющие команды ввода/вывода. Различаются на программируемые и непрограммируемые(с зашитой программой). Чем «интеллектуальнее» контроллер, тем больше свободы дается процессору.

§2 Конфигурация аппаратуры компьютера

Существует три (3) базовых конфигурации аппаратуры, и ни одна из них реально не используется в чистом виде. Конфигурация определяет, какое устройство является основным с точки зрения присоединения в нему остальных устройств.

• С ОБЩЕЙ ПАМЯТЬЮ:

ЦП обрабатывает только данные, находящиеся в оперативной памяти. В оперативную память данные попадают через каналы (контроллеры) ввода/вывода, и УВВ. ЦП имеет доступ только к оперативной памяти по принципам заложенным при загрузке УВВ. Эта архитектура отличается высокими производительностью и ценой. Она использовалась во всех супер- компьютерах прошлого.

• С ОБЩИМ ЦП

(Все устройства «компонуются» вокруг ЦП, ) ЦП обладает адресным пространством, передающимся на шины. К этому адресному пространству присоединяется все остальное оборудование (УВВ, ОП…). Каждое устройство имеет свой адрес в адресном пространстве ЦП, и ЦП имеет доступ ко всем данным. ЦП также играет существенную роль в процессах ввода/вывода и пересылке информации между устройствами. Как мы видим это прерогатива быстрых процессоров.

• С ОБЩЕЙ ШИНОЙ

Центральным устройством является шина - универсальный контроллер ввода/вывода. Все остальное крепится к нему и имеет свое адресное пространство на шине. Каждое устройство (или его контроллер) имеет доступ к адресному пространству других устройств, и по сему процесс ввода/вывода идет без участия ЦП (и вообще может не обращаться ни к одному процессору). ЦП получает извещения от контроллеров о произошедших операциях ввода/вывода.

§3 Понятие задания.

Бумага - Компилятор - Результат.

• Ввод и корректировка данных, с использованием текстового редактора. Сохранение текста на магнитный диск. На магнитный носитель так же записывается ИСХОДНЫЙ модуль программы (т.е. не вся программа, а лишь ее структурные единицы).

• Этап трансляции. Используя транслятор, из ИСХОДНЫХ модулей складываем ОБЪЕКТНЫЙ модуль и ЛИСТИНГ. Т.е. осуществляется перевод программы, написанной на языке высокого уровня, на язык машинных команд. Листинг – диагностика результатов на предмет ошибок (в случае которых, возвращаемся к этапу 1 и корректируем).

• Этап построения. Протекают построение программы, редактирование связей. ОБЪЕКТНЫЕ модули являются только заготовками. На данном этапе все модули объединяются в единую программу. После редактора связей получается программа готовая к выполнению (АБСОЛЮТНЫЙ или ЗАГРУЗОЧНЫЙ модуль) и листинг – карта выполнения редактирования связей (Linking).

Все команды начинаются с нулевого адреса. После Linking’ а только один из них остается на нулевой позиции, все остальные пройдут корректировку адресов, разрешения связываться с внешними объектами – настраиваются обращения к модулю. АБСОЛЮТНЫЙ модуль не требует настройки по месту загрузки, а ЗАГРУЗОЧНОМУ необходима корректировка некоторых адресов, связанных с начальным адресом загрузки.

• Выполнение и отладка программы. Данные проходят обработку в АБСОЛЮТНОМ (ЗАГРУЗОЧНОМ) модуле и получается результат. Однако правильности результата ничего не гарантирует: результатом, например, может служить аварийный выход программы.

С точки зрения Концепции фон Неймана (большинство КС работают именно по ее принципам), машина не различает данные и программы. На этапе 3 наш код является еще данными, а на этапе 4 – это у же программа.

Интерпретатор – это программа обработчик команды.