Конспект лекций вмСиС
1. Анализ средств, реализующих программный принцип управления
Вычислительная система определяется как совокупность взаимосвязанных и взаимодействующих программных и аппаратных средств. Пример – сеть, узлами которой являются ЭВМ и средства коммутации. ЭВМ это вычислительная система, состоящая из программного обеспечения (ПО) и аппаратуры. Аппаратура включает CPU, память, средства электронной связи (шинный интерфейс), периферийные устройства и контроллеры, обеспечивающие подключение устройств к шинному интерфейсу.
CPU
Контроллер памяти
DRAM
Cache
Sound
Video
P
LAN
SCSI
Мост
USB
МОСТ
Шина
USB
Рис. 1. Аппаратные компоненты ЭВМ.
Основными шинными интерфейсами подключения устройств являются ISA, PCI, LPT, COM, USB и FireWire. Шины можно подразделить на внутренние, или системные, и внешние для динамического подключения и отключения устройств. Внутренними интерфейсами для подключения устройств являются ISA и PCI. Шина ISA является устаревшим интерфейсом и отсутствует в выпускающихся в настоящее время компьютерах. Шина PCI в настоящее время усовершенствована и реализуется в виде последовательного интерфейса.
При подключении устройства к компьютеру для устройства необходимо выделить ресурсы процессора (адресное пространство памяти, используемые уровни запросов прерывания и другие ресурсы). Назначение требуемых ресурсов для устройства может осуществляться автоматически в момент подключения устройства к компьютеру с помощью специального программного средства (Plug-and-Play), имеющегося в операционной системе ЭВМ. Для автоматического выделения устройству ресурсов и последующего распознавания подключенного устройства необходимо, чтобы устройство обладало способностью предоставлять информацию об устройстве по запросу от операционной системы ЭВМ.
Таблица. Сравнительные характеристики интерфейсов
Шина (BUS) |
Тип интерфейса |
Максимальная пропускная способность |
Кабель и разъемы |
Plug-and-Play |
ISA - 16 |
параллельный, внутренний |
8Мбайт/с |
98-контактный слот |
если реализовано в устройстве |
PCI - 32 |
параллельный, внутренний |
132Мбайт/с |
120-контактный слот |
да |
COM-порт |
последовательный, внешний |
115Кбит/с |
15-ти или 25-ти контактные разъемы |
если реализовано в устройстве |
IEEE1284 (LPT) |
параллельный, внешний |
2Мбайт/с |
25-контактный разъем |
если реализовано в устройстве |
USB 1.1 |
последовательный, внешний |
12Мбит/с |
экранированная витая пара, 4-контактные разъемы |
да |
USB 2.0 |
последовательный, внешний |
480Мбит/с |
экранированная витая пара, 4-контактные разъемы |
да |
FireWire 400 |
последовательный, внешний |
400Мбит/с |
экранированная витая пара, 6-ти или 4-х контактные разъемы; оптоволокно |
да |
FireWire 800 |
последовательный, внешний |
800Мбит/с |
экранированная витая пара, 9-ти контактные разъемы; оптоволокно |
да |
Шина (bus) представляет собой совокупность линий (проводников на печатной плате или в кабеле, или в шлейфе) передачи данных, адресов и сигналов управления для организации взаимодействия устройств. ЭВМ предназначена для автоматического выполнения алгоритмов, записанных программистом на алгоритмическом языке. Алгоритмическое описание транслируется в последовательность машинных команд. Для автоматического выполнения программы используется три вида средств:
software
firmware
Рис. 2. Базовые средства ЭВМ.
hardware