Тема шины: общие сведения об информационных потоках
В ВМ для каждого модуля имеются свои информационные потоки.
Рассмотрим модуль памяти.
Операции: Запись, чтение.
Для этого должны быть линии адреса и линии, записываемых данных(32,64,128-разрядные);
Выходные данные-результат чтения ячеек памяти.
Модуль ЦП- для его работы выбираются команды(Assembler) и обрабатываемые данные.Для переключения ЦП на другую работу используются сигналы прерывания(int 10h,int 21h). Результаты обработки выдаются на линии данные. ЦП выдает свои сигналы прерывания для других устройств(сканер, принтер),чтобы их не включали другие устройства.
Модуль ввода-вывода.Для его работы имеются 4 группы сигналов. Выводится 3 группы сигналов. Данные направляются для устройств(принтер, сканер, звук.карты, видеокарты и сигналы прерывания, напрвленные в ЦП).
Тема шины: эволюция структур взаимосвязей.
На рис.2. показаны 4 варианта взаимосвязей устройств ВМ.
«Давно»-эта схема ВМ по Фон-Нейману. Её недостаток: непосредственные связи и плохо поддается модернизации.
«Недавно»- связь устройств, осуществляется через 1 шину.
Недостаток: большая нагрузка на шину, основные проходят ЦП-ПАМ. Поэтому мало времени уделяется на обмен информацией между МВВ-ЦП.
«Сейчас»- Ускорить работу шины можно путем выделения дополнительной шины. На рис. «сейчас» показаны 2 шины. Реально на материнской плате выделены 3 шины. Поэтому скорость обмена информацией в 3-шинной ПК увеличена.
« В перспективе» - считается, что можно взаимосвязь устройств организовать в виде матрицы.
Общие сведения о шинах эвм.
Для связи с внешним миром ВМ обеспечивается системой шин. Большинство ВМ содержат несколько различных шин. Каждая из которых оптимизирована под определенный вид коммуникаций. Часть шин скрыта внутри интегральных микросхем или доступна только в пределах печатной платы. Некоторые шины имеют доступ для подключения дополнительных устройств. Большинство таких шин не просто доступны ,но и отвечают определенным стандартам, что позволяет подсоединить к шине устройства различных производителей.
Каждая конкретная шина имеет свои характеристики. Сюда входят:
Совокупность сигнальных линий;
Физические, механические и электрические характеристики шины;
Используемые сигналы арбитража(система приоритетов), состояния, управления и синхронизации
Правила взаимодействия подключенных к шине устройств(протокол шины).
Физически линии шины реализуются в виде отдельных проводников, как полоски проводящего материала на монтажной плате либо как алюминиевые или медные дорожки на кристалле микросхемы. Как видим, шина - это набор коммуникационных линий, способных передавать сигналы, соответствующие двоичным цифрам 0 или 1.
Операции на шине называются транзакциями. Основные виды транзакций - чтение и запись. Если в обмене участвуют устройство ввода-вывода, то говорят о транзакции ввода и вывода, что соответствует транзакции чтения и транзакции записи. Шинная транзакция включает в себя две части: посылку адреса и прием (или посылку) данных.
Если в операции на шине участвуют два устройства, то одно из них должно инициировать обмен и управлять операцией на шине. Такое устройство называют ведущим(bus master). Это такое устройство, которое способно взять на себя владение шиной и управлять пересылкой данных. Ведущий не обязательно использует данные сам. Он, например, может захватить управление шиной в интересах другого устройства.
Устройства, не обладающие возможностями инициирования транзакции, носят название ведомых ( bus slave).
Если к шине подключаются несколько ведущих устройств, то только одно устройство в любой момент времени может быть активным. Для предотвращения одновременной активности нескольких ведущих на шине предусматривается процедура допуска к управлению шиной только одного из претендентов(арбитраж). Арбитража не требуется. Если ведущий передает информацию сразу нескольким ведомым(широковещательный режим).