Лекция 11. Шины и интерфейсы.

Основные вопросы:

1. Введение. Классификация основных шин ЭВМ.

2. Краткая история шин ЭВМ.

3. Основные процессорные шины.

4. Основные параллельные шины ЭВМ.

5. Основные последовательные шины ЭВМ.

6. Приложение 1. Пропускные способности интерфейсов передачи данных.

1. Введение. Классификация основных шин эвм.

1.1. Основные понятия и соглашения.

Интерфе́йс (interface — поверхность раздела, перегородка) - совокупность средств, методов и правил (протоколов) взаимодействия (управления, контроля и т. д.) между элементами системы.

Компьютерная ши́на (computer bus, bidirectional universal switch - двунаправленный универсальный коммутатор) - в архитектуре компьютера подсистема, которая передаёт данные между функциональными блоками компьютера. Обычно шина управляется драйвером. В отличие от связи точка-точка, к шине можно подключить несколько устройств по одному набору проводников. Каждая шина определяет свой набор коннекторов (соединений) для физического подключения устройств, карт и кабелей.

Ранние компьютерные шины представляли собой параллельные электрические шины с несколькими подключениями, но сейчас данный термин используется для любых физических механизмов, предоставляющих такую же логическую функциональность, как параллельные компьютерные шины. Современные компьютерные шины используют как параллельные, так и последовательные соединения и могут иметь параллельные (multidrop) и цепные (daisy chain) топологии. В случае USB и некоторых других шин могут также использоваться хабы (концентраторы).

Соглашение.

По соглашению, скорость шин и сетевых интерфейсов указывается в бит/c (бит в секунду) или Б/c (байт в секунду).

Используемые в статье приставки СИ являются двоичными, а сокращения выполнены в соответствии с ГОСТ 8.417:

• 1 КБ = 1 024 байт

• 1 МБ = 1 024 КБ = 1 048 576 байт

• 1 ГБ = 1 024 МБ = 1 048 576 КБ = 1 073 741 824 байт

В современной традиции, байт считают равным восьми битам.

Для скоростей в битах используются десятичные приставки.

Так, Ethernet 10 ГБит/с подразумевает что интерфейс может передавать на скоростях до 10¹⁰ бит за секунду. для того чтобы посчитать скорость в байт/с, используя бинарные приставки, нужно (10¹⁰ / 8) / (1024 * 1024 * 1024) = 1.16415321826934814453125 ГБ/с.

1.2. Классификация основных шин ЭВМ.

В зависимости от назначения, основные шины ЭВМ можно классифицировать следующим образом:

1. Основные процессорные шины.

   • Back side bus (BSB) — шина кэш-памяти второго уровня в процессорах с двойной независимой шиной.

   • Front Side Bus (FSB) — шина, обеспечивающая соединение между x86-совместимым центральным процессором и внутренними устройствами ЭВМ.

   • Direct Media Interface (DMI) — последовательная шина, разработанная фирмой Intel для соединения южного моста (ICH) материнской платы c северным (MCH или GMCH).

   • HyperTransport (HT) — это двунаправленная последовательно/параллельная компьютерная шина с высокой пропускной способностью и малыми задержками. Используется компаниями AMD и др.

   • QuickPath Interconnect или просто QuickPath, (QPI) — последовательная шина для соединения процессоров между собой и с чипсетом, разработанная фирмой Intel.Шина QuickPath была создана для замены применявшейся ранее шины Front Side Bus.

2. Основные внутренние шины (local bus, шины ввода-вывода).