- •1.1 Базовые понятия и принципы организации
- •1.1.1 Аналоговые и цифровые сообщения
- •1.1.2 История развития цифровой вычислительной техники
- •1.1.3 Схемотехнические основы цифровой техники
- •Функциональные узлы
- •1.1.4 Упрощенная схема вычислительной системы
- •1.1.5 Иерархия устройств памяти эвм
- •1.2 Архитектура центрального процессора
- •1.2.1 Архитектура одноаккумуляторного процессора
- •1.2.2 Организация ветвлений
- •1.2.3 Стековая память
- •1.2.4 Синхронизация выполнения машинной команды. Машинные циклы. Циклы команд
- •1.2.5 Архитектура регистровых процессоров
- •1.2.6 Risc и cisc архитектуры процессоров
- •1.2.7 Архитектура процессора к1810вм86 (i8086)
- •1.3 Система команд эвм
- •1.3.1 Адресность и форматы команд
- •1.3.2 Типы операции. Классификацию команд по типам операций можно провести, разделив их на пять основных групп:
- •1.3.3 Способы адресации
- •1.4 Два способа алгоритмической организации ввода/вывода
- •1.4.1 Система прерывания программ эвм
- •1.4.2 Пересылки по прерыванию
- •1.4.3 Организация приоритетных прерываний
- •1.4.4 Контроллерный обмен
- •1.5 Интерфейсы вычислительных систем
- •1.5.1 Принципы организации внутрисистемного интерфейса
- •1.5.2 Два типа межмодульных связей
- •1.5.3 Особенности интерфейса периферийных устройств
- •1.5.4 Классификация режимов обмена интерфейса второго уровня
1.5 Интерфейсы вычислительных систем
под стандартным интерфейсом понимают совокупность унифицированных аппаратных, программных и конструктивных средств, необходимых для реализации взаимодействия различных функциональных элементов в автоматических системах сбора и обработки информации при условиях, предписанных стандартом и направленных на обеспечение информационной, электрической и конструктивной совместимостей указанных элементов. Для вычислительных систем можно классифицировать интерфейсы по трем различным уровням:
внутрисистемный (машинный) интерфейс;
интерфейс периферийных устройств;
интерфейс сетей ЭВМ или межсистемный интерфейс.
Стандартизации в интерфейсе обычно подлежат следующие параметры, связывающие разнородные устройства:
форматы передаваемой информации;
команды и состояния;
состав и типы линий связи;
алгоритм функционирования;
передающие и приемные электронные схемы;
параметры сигналов;
конструктивные решения.
Классифицируя интерфейсы ВС по функциональному назначению, можно выделить три основных уровня: машинные (внутрисистемные) интерфейсы, интерфейсы периферийного оборудования и интерфейсы распределенных вычислительных систем (сетей). Эта классификация иллюстрируется рисунком 1.5.1.
Машинные интерфейсы (I уровень) предназначены для организации связей между блоками одной вычислительной системы. Кроме компонентов ядра (процессоры, ОЗУ, ПЗУ) в состав системы входят интерфейсные модули, которые часто обобщенно называют адаптерами или контроллерами. Все адаптеры обеспечивают выполнение требований интерфейса первого уровня, свойственного данной вычислительной системе. Одновременно каждый из адаптеров ориентирован на поддержание одного из стандартных интерфейсов другого уровня.
Реальная схема интерфейса I уровня даже современных персональных компьютеров значительно сложнее простой шинной организации, изображенной на рисунке 1.5.1. На практике широко используются каскадно-магистральные схемы (см. ниже рис. 1.5.3.б) различной конфигурации.
Интерфейсы периферийных устройств (II уровень) определяют правила сопряжения адаптеров с измерительными приборами, исполнительными механизмами, внешними запоминающими устройствами, аппаратурой передачи данных и т.д. ПУ должны иметь приемопередающие схемы, поддерживающие один из стандартных интерфейсов другого уровня. Промышленностью выпускается ряд ПУ, прежде всего, алфавитно-цифровые дисплеи, графические дисплеи, приемопередающие схемы которых ориентированы на внутрисистемный интерфейс первого уровня наиболее распространенных вычислительных систем. В этом случае ПУ подключается непосредственно к системной магистрали.
Интерфейсы распределенных вычислительных систем и сетей предназначаются для объединения средств обработки информации, размещенных на значительном расстоянии (Ш уровень). Классификация устройств всех уровней согласно ГОСТ 26.016-81 осуществляется по четырем признакам:
способу соединения компонентов системы (магистральный, радиальный, смешанный);
способу передачи информации (параллельный, последовательный, параллельно-последовательный);
принципу обмена информацией (асинхронный, синхронный);
режиму передачи информации (дуплексный, полудуплексный, симплексный (подробнее см. ниже)).
Для машинного уровня интерфейса микропроцессорных систем (в частности ПК) характерно использование магистрального способа соединения при параллельной передаче информации, а также использование мультиплексного режима передачи, при котором магистраль в каждый момент времени для обмена информацией занимает два модуля из всего множества подключенных к ней модулей.