Организация и функционирование компьютеров

Схема управления шиной и портами выполняет следующие функции:

• формирует адрес порта и управляющую информацию для него (например, переключение порта на прием или передачу);

• принимает информацию от порта о его состоянии или его готовности;

• подготавливает все устройства и микросхемы к обмену данными между процессором и портом ввода – вывода.

Схема управления шиной посылает по управляющей шине сигнал о том, что готовится операция ввода или вывода, а по адресной шине адрес порта. То устройство, которое содержит соответствующий адрес, дает ответ о готовности, после чего по шине данных осуществляется сам процесс ввода или вывода данных.

1.5.3. Системные шины.

Системная шина представляет собой совокупность линий для передачи сигналов, объединённых по их назначению (данные, адреса, управление). Основной функцией системной шины является обмен информацией между процессором и остальными электронными компонентами компьютера. По системным шинам осуществляется передача информации (по шине данных), адресация устройств (по шине адреса) и обмен специальными служебными сигналами (по шине управления).

По шине данных происходит обмен информацией между процессором и оперативной памятью и между процессором и портами ввода-вывода. Важнейшей характеристикой шины данных является разрядность. В современных персональных компьютерах используется 64-разрядная шина данных (хотя эта информация очень быстро может устареть). По 64-разрядной шине одновременно можно передавать 8 байт данных.

По шине адреса процессор посылает адрес той ячейки памяти, которая должна участвовать в обмене. Если по одной из линий шины управления прошел сигнал о переключении на порт ввода-вывода, то адрес в адресной шине интерпретируется как номер порта. Разрядность адресной шины определяет максимально доступный номер байта оперативной памяти. В современных персональ

Шина управления состоит из линий, предназначенных для передачи различных управляющих сигналов. Кроме линии переключения между ОЗУ и портами ввода-вывода и линии переключения чтения-записи следует упомянуть линии аппаратных прерываний и линии требования внешними устройствами прямого доступа к памяти. Передачей информации по системной шине управляет одно из подключённых устройств или специально предназначенное для этого устройство, называемое арбитром шины.

Все современные персональные компьютеры располагают комбинированными системными шинами, такими как ISA (Industry Standart Architecture – стандартная промышленная архитектура), EISA (Extanded Industry Standart Architecture – расширенная стандартная промышленная архитектура) или PCI (Peripheral Component Interconnect – связь периферийных компонент). Одна из шин называется первичной системной (EISA, ISA), а другая (PCI) вторичной системной.

Архитектура системной шины определяется типом процессора, применяемым набором микросхем и количеством и разрядностью периферийных устройств, подключаемых к шине. Так системные шины платформы Pentium (т.е. PCI) обеспечивают обмен центрального процессора с оперативной памятью 64-разрядами данных, при этом адресация данных осуществляется 32-разрядным адресом. С периферийными устройствами шина ISA поддерживает обмен 16-разрядным кодом данных и 16-разрядным адресным кодом данных, шина EISA – 32-разрядным кодом данных и 32-разрядным адресным кодом.

Часто используется в качестве критерия сравнения возможностей шин различной архитектуры максимальная пропускная способность шины. Её можно рассчитать, умножив её рабочую частоту на количество байт, передающихся в одном такте (ширину полосы пропускания). Например, системная шина PCI процессора Pentium имеет пропускную способность 533 Мбайт/с. Аналогично скорость обмена по шине ISA может достигать 16 Мбайт/с, по шине EISA – 33 Мбайт/с.