Интерфейсы ПЭВМ IBM классификация интерфейсов. Дать определение шин. Охарактеризовать шины в зависимости от их назначения, разрядности и направленности.

Шина – канал связи, по которому внутри ПК передаётся информация. В ЭВМ различают несколько основных типов шин:

· Шина процессора

· Шина памяти

· Шина ввода/вывода – основная системная шина

· Локальная шина

Шина процессора используется для передачи информации между микропроцессором и Кэш-памятью. Шина работает на той же тактовой частоте, что и микропроцессор. Для определения скорости передачи данных по шине процессора надо умножить ширину (разрядность) на тактовую частоту шины (она равна тактовой частоте микропроцессора). Например: 64 МГц * 64 бит = 4224 Мбит/с, 4224Мбит/с: 8 = 528 Мбайт/с. Эта скорость также называется полосой пропускаемости шины. Примеры шин процессора в различных типах ЭВМ: В ЭВМ с 486-ым микропроцессором шина процессора содержит 32 линии адреса, 32 линии данных и несколько линий управления. В ПК с микропроцессором Pentium – 64 линии данных, 32 линии адреса и соответствующее количество линий управления.

Шина памяти предназначена для передачи информации между оперативной памятью и микропроцессором. Для её построения используют специализированные микросхемы, осуществляющие передачу информации между микросхемами МП и ОП. Информация по этой шине передаётся с меньшей скоростью, чем по шине процессора, так как микросхемы памяти не могут записывать и воспроизводить информацию с такой скоростью как МП.

Шина ввода/вывода предназначена для передачи информации между центральной частью (МП, ОЗУ…) и внешней частью ЭВМ (внешние уст-ва). Эта шина «медленней», чем предыдущие две. Это объясняется тем, что внешние устройства содержат механические узлы, значительно снижающие их быстродействие. Управление процессом обмена данными по шине ввода-вывода осуществляет периферийный процессор (контроллер) ввода-вывода. Примеры типов шин вв/выв: ISA, EISA…PCI.

Локальная шина предназначена для передачи информации между ЭВМ и каким-то одним типом периферийного устройства. Например: под видеокарту на материнской плате используют только один тип интерфейса и слот, в который кроме видеокарты больше ничего нельзя вставить. Этот интерфейс локальный и имеет своё название AGP 8х.

Вопрос № 3

Классификация и характеристики запоминающих устройств ЭВМ. Внутренняя, внешняя и постоянная память. Иерархическая структура запоминающих устройств. Пояснить принцип работы запоминающих устройств в зависимости от назначения.

В ЭВМ представлены несколько видов ЗУ: внутренняя, оперативная, внешняя и постоянная память. Внутренняя память самая быстродействующая, объём гораздо меньше, чем объёмы других ЗУ. В современных ПК внутренняя память является частью микропроцессора и называется Кэш-памятью. Внутренняя память энергозависима, т.е. после отключения питания память очищается. Данный вид ЗУ в процессе работы ЭВМ хранит наиболее используемые части программы. Оперативная память менее быстродействующая, чем КЭШ. Объёмы данного вида ЗУ в несколько раз больше, чем объёмы КЭШа. ОП способна хранить целиком всю программу (если размер программы «умещается» в размер ОП). Также как и КЭШ энергозависима. Является отдельной микросхемой, которая вставляется специальный слот на материнской плате. Внешняя память ещё менее быстродействующая, чем остальные. В отличие от других типов ЗУ энергонезависима, т.е. хранит информацию после отключения питания. Внешними называются запоминающие устройства не входящие в состав центральной части ЭВМ (информационной системы). К ним относятся накопители информации и некоторые устройства чтения с машинных носителей (CD-ROM).В большинстве случаев носитель информации является сменным, что позволяет накапливать информацию в неограниченном объеме. Во всех случаях запись и чтение осуществляются на движущийся носитель (кроме Флэш-памяти). Постоянная память также энергонезависима. Память только для чтения! В современных ЭВМ постоянной памятью является BIOS, которая хранит программу загрузчика ОС, а также все настройки системы.

 

Вопрос № 4

Структурная схема материнской платы ПЭВМ «Агат». Назначение узлов и блоков. Характеристика интерфейса.

Рисунок 2. Структурная схема.

ШДЦП

ШАДК

 

ШАДК

ШАЦП

 

Назначение узлов и блоков

Узел ЦП включает МП, который управляет работой всех узлов ПЭВМ, обеспечивает чтение информации из ОП, обработку записи информации и записи результата в память. В него входит схема синхронизации, постоянная память и схема управления режимами работы ПЭВМ.

Узел ОП объединяет схему управления доступом к памяти и ОЗУ ёмкостью 128кБ.

Узел дисплейный контроллер (ДК) обеспечивает считывание информации из ОП, преобразует её в соответствии с требуемым режимом отображения и формирует изображение на экране.

Узел интерфейс:

1) Внутренний – реализует обмен информацией между ЦП, ОП и встроенным интерфейсом ввода-вывода.

2) Встроенный интерфейс обеспечивает подключение к ПЭВМ внешних устройств.

Функционально сигналы внутреннего интерфейса разделяются на три типа: шина данных (8 линий), шина адреса (16 линий) и шина управления и синхронизации (16 линий).

 

Принцип работы

Оперативная память связана с ДК также как и ЦП. Шина Адреса ДК и Шина Данных ДК по Шине Адреса от ДК к ОП передается 16-ти разрядный код адреса, сформированный в ДК, а по Шине Данных ДК из ОП в ДК поступают 16-разрядные коды данных, которые после соответствующей обработки выводятся на экран монитора. ДК только считывает информацию из ОП, таким образом, к информации, хранящейся в ОП, имеют доступ два пользователя: ЦП и ДК.

Существует несколько способов организации работы ОП на двух пользователей. В ПЭВМ «Агат» применён способ разделения фазы основной тактовой частоты. В основе способа лежат отличительная особенность. МП производит обмен информацией по шине данных только в течение действий высокого уровня тактовых импульсов (1,021 МГц) синхронизирующих работу ЦП. При низком уровне тактовых импульсов МП осуществляет внутреннее переключение (действии операции) и не пользуется шиной данных, а, следовательно, и ОП. ЦП получает доступ к ОП в течение действия высокого уровня тактовых импульсов (фаза процессора), а на время действия низкого уровня импульсов к ОП получает доступ ДК.

 

Технические характеристики

ü Адресное пространство 64 КБ

ü Информационная шина 8 бит (параллельная, двунаправленная)

ü Адресная шина 16 бит (параллельная однонаправленная)

ü Количество выполняемых команд 56

ü Количество способов адресации 13

ü Напряжение питания +5 В

ü Тактовая частота 1,021 МГц

ü Прерывания – 2 типа (маскируемое и немаскируемое)

ü Быстродействие – более 500000 коротких операций в секунду и более 340000 длинных операций в секунду

Вопрос № 5