Добавил:
Upload Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:
Ответы_к_экзамену_АК_2009_10(теория).doc
Скачиваний:
25
Добавлен:
17.09.2019
Размер:
3.38 Mб
Скачать
  1. Архитектура на основе общей магистрали. Характеристики системной магистрали.

Магистраль, общая шина, центральная шина:

- связывает (логически и физически) основные компоненты (ЦП, ОП, МВВ);

- служит единственным трактом для потоков команд, данных и управления.

Свойства:

+простота реализации;

+низкая стоимость;

+простота изменения конфигурации компьютера.

- в каждый момент передавать информацию может только одно устройство, т.е. недостаточно эффективна (т.н. bottleneck);

- увеличение числа устройств -> увеличение физических размеров шины -> влияние на динамические характеристики сигналов.

Характеристики системной магистрали:

- совокупность сигнальных линий;

- спецификации:

= физические; = механические; = электрические;

- используемые сигналы:

= арбитража; = состояния; = управления; = синхронизации;

- правила взаимодействия устройств (протокол шины).

Примеры: Unibus, Fastbus, ISA.

  1. Алгоритм функционирования системной магистрали. Взаимодействие устройств.

Операции, выполняемые на шине (транзакции): чтение (ввод), запись (вывод). Составные части: посылка адреса; посылка/прием данных.

Устройства-участники обмена:

Ведущий (bus master) – «инициатор»:

- любое устройство, способное взять на себя владение шиной и управлять пересылкой данных;

- не обязательно само использует данные;

Ведомый (bus slave) – «исполнитель»:

- не обладает возможностями инициирования транзакции.

Количество ведущих, подключенных к шине:

- потенциальных: ≥1;

- активных в любой момент времени: ≤1.

Арбитраж – процедура допуска к управлению шиной только одного из претендентов; предотвращает одновременную активность нескольких ведущих.

Широковещательный режим записи – передача информации от одного ведущего сразу нескольким ведомым; арбитраж не требуется.

Инициатор передачи данных должен:

- получить шину в свое распоряжение;

- передать адрес и данные по шине.

Инициатор приема данных должен:

- получить шину в свое распоряжение;

- передать запрос исполнителю (посредством линий управления и адреса);

- ожидать посылки данных исполнителем.

Сигнальные линии шины подразделяются на три функциональные группы:

- шина данных (ШД, Data Bus – DB);

- шина адреса (ША, Address Bus – AB);

- шина управления (ШУ, Control Bus – CB).

*Может быть использовано временное мультиплексирование шины: в разные моменты времени могут передаваться данные или адрес по одним и тем же сигнальным линиям.

  1. Иерархия магистралей: двух- и трехшинная архитектура.

Структура с иерархией шин является наиболее распространенной. «Логическая» системная шина состоит из:

- главной (host) или системной шины;

- дополнительной шины (шины ввода-вывода, шины расширения ввода-вывода).

Суть:

- непосредственная связь между устройствами с наиболее интенсивным обменом (напр., между ЦП и кэш-памятью);

- объединение однотипных УВВ с последующим выходом с дополнительной шины на главную.

Каждая из шин обеспечивает:

- упрощение взаимодействия различных подсистем;

- высокую пропускную способность;

- избыточность (для повышения отказоустойчивости);

- эффективность.

Свойства:

- снижение нагрузки на главную шину («процессор-память»);

- повышение производительности компьютера;

- более эффективное использование пропускной способности главной шины.

Двухшинная архитектура:

Шины «процессор-память»:

- сравнительно короткие;

- обычно высокоскоростные;

- соответствуют организации системы памяти*.

Шины ввода-вывода:

- могут иметь большую протяженность;

- возможность подсоединения разнотипных устройств;

- обычно следуют одному из шинных стандартов.

Трехшинная архитектура: вводится дополнительная высокоскоростная шина расширения – для подключения быстродействующих ПУ. Шины ввода-вывода подключаются к шине расширения. В результате еще большее снижение нагрузки на шину «процессор-память».