Разделы презентаций
- Разное
- Английский язык
- Астрономия
- Алгебра
- Биология
- География
- Геометрия
- Детские презентации
- Информатика
- История
- Литература
- Математика
- Медицина
- Менеджмент
- Музыка
- МХК
- Немецкий язык
- ОБЖ
- Обществознание
- Окружающий мир
- Педагогика
- Русский язык
- Технология
- Физика
- Философия
- Химия
- Шаблоны, картинки для презентаций
- Экология
- Экономика
- Юриспруденция
Лекция 11.ppt
Содержание
- 1. Лекция 11.ppt
- 2. Все устройства компьютера должны быть соединены между
- 3. Оперативная память
- 4. Оперативная памятьМодуль памяти можно рассматривать как совокупность
- 5. Оперативная память Получает адреса ячеек Получает и
- 6. Модуль ввода-вывода
- 7. Модуль ввода-вывода Характер выполняемых им операций не
- 8. Модуль ввода-вывода (продолжение)Получает управляющие сигналы от компьютераНаправляет
- 9. Процессор CPU - Central Processing Unit
- 10. ПроцессорСчитывает команду или элемент данных из памятиЗаписывает
- 11. Подсистема взаимодействия На подсистему возлагается задача обеспечения
- 12. Подсистема взаимодействия - Из модуля ввода-вывода
- 13. Подсистема взаимодействия - Из модуля ввода-вывода
- 14. Подсистема взаимодействияВ процессе развития вычислительной техники было
- 15. Магистраль (шина) Магистралью или шиной называется
- 16. Магистраль (шина)Сигналы, передаваемые по магистрали одним устройством,
- 17. Магистраль (шина)Поэтому в электронном обрамлении магистрали должны
- 18. Магистраль (шина)По одной линии может передаваться развернутая
- 19. Магистраль (шина)В таком случае говорят о параллельной
- 20. Системная магистральМагистраль, связывающая основные компоненты — процессор,
- 21. Структура линий системной магистрали
- 22. Структура линий системной магистралиСистемная магистраль включает от
- 23. Линии данных Передаются данные одним из подключенных
- 24. Линии адреса Определяют источник или приемник данных,
- 25. Линии адресаПорты модулей ввода-вывода адресуются по этим
- 26. Линии адресаНапример, если магистраль адреса 8-разрядная, то
- 27. Линии управляющих сигналов Используются для управления доступом
- 28. Конструкция компьютера с системной магистралью
- 29. Конструкция компьютера с системной магистральюКонструктивно системная магистраль
- 30. Конструкция компьютера с системной магистральюПри комплектации небольших
- 31. Проблемы шинной архитектурыЧем больше устройств подключается к
- 32. Проблемы шинной архитектурыБольшинство современных компьютерных систем используют
- 33. Архитектура традиционной магистрали
- 34. Архитектура традиционной магистралиЛокальная магистраль объединяет процессор, кэш-память
- 35. Архитектура традиционной магистралиМагистраль расширения (Expansion Bus) используется
- 36. Магистраль расширенияпозволяет организовать в системе поддержку самых
- 37. Магистраль расширенияМодули ввода-вывода, которые подключаются к магистрали
- 38. Магистраль расширения - интерфейс SCSI (small
- 39. Высокоскоростная архитектура соединений
- 40. Высокоскоростная архитектура соединенийЛокальная магистраль объединяет процессор и
- 41. Высокоскоростная магистраль обеспечивает связь с контроллерами
- 42. Высокоскоростная магистраль - контроллерами высокоскоростных локальных
- 43. Магистраль расширения Применяется для связи с внешними
- 44. Высокоскоростная архитектура соединенийПреимущества: - периферийные устройства
- 45. Магистраль PCI (peripheral component interconnect )
- 46. Магистраль PCIКомбинированный контроллер DRAM-памяти/согласователь PCI-магистрали обеспечивает высокую скорость обмена данными с памятью и процессором
- 47. Магистраль PCI Достоинства магистрали PCI особенно
- 48. Магистраль PCIСтандарт поддерживается многочисленными изготовителями микросхем Это
- 49. Мультипроцессорный вариант серверной системы
- 50. Мультипроцессорный вариант серверной системыК системной магистрали может
- 51. Скачать презентанцию
Все устройства компьютера должны быть соединены между собой - Оперативная память - Модуль ввода-вывода - Процессор Различные типы устройств требуют различных типов соединений
Слайды и текст этой презентации
Слайд 2Все устройства компьютера должны быть соединены между собой
- Оперативная
память
устройств требуют различных типов соединений
Слайд 4Оперативная память
Модуль памяти можно рассматривать как совокупность слов одинаковой длины
Если
таких слов в модуле памяти N, то каждое из них
имеет свой уникальный числовой атрибут — адрес (0, 1, ..., N-1)Порцию данных длиной в одно слово можно одним приемом записать в память или считать ее из памяти
Слайд 5Оперативная память
Получает адреса ячеек
Получает и выдает данные
Принимает управляющие
сигналы
- Чтение;
-
Запись;- Синхронизирующие сигналы.
Выдает данные в процессор и модули ввода-вывода
Слайд 7Модуль ввода-вывода
Характер выполняемых им операций не отличается от характера
операций блока оперативной памяти
Вход
- получает данные
от периферийных устройств;- получает данные от компьютера.
Выход
- посылает данные на периферийные устройства;
- посылает данные в компьютер.
Слайд 8Модуль ввода-вывода
(продолжение)
Получает управляющие сигналы от компьютера
Направляет управляющие сигналы на периферийные
устройства
например, запустить диск
Получает адреса от компьютера
например, номер порта для идентификации периферийного устройстваПосылает сигналы прерываний в процессор
Слайд 10Процессор
Считывает команду или элемент данных из памяти
Записывает элемент данных в
память после обработки
Посылает управляющие сигналы в другие устройства
Принимает и обрабатывает
сигналы прерываний 
Слайд 11Подсистема взаимодействия
На подсистему возлагается задача обеспечения выполнения следующих видов
операций передачи данных:
- Из памяти в процессор. Процессор
считывает команду или элемент данных из памяти- Из процессора в память. Процессор записывает элемент данных в память
Слайд 12Подсистема взаимодействия
- Из модуля ввода-вывода в процессор. Процессор
считывает данные из внешнего устройства через модуль ввода-вывода
-
Из процессора в модуль ввода-вывода. Процессор посылает данные во внешнее устройство через модуль ввода-вывода
Слайд 13Подсистема взаимодействия
- Из модуля ввода-вывода в память или
из памяти в модуль ввода-вывода. Эти два варианта операций производятся
в случае, если модулю ввода-вывода предоставлена возможность работать в режиме прямого доступа к памяти и обмениваться данными с блоком памяти, минуя процессор
Слайд 14Подсистема взаимодействия
В процессе развития вычислительной техники было опробовано несколько вариантов
структур подсистемы взаимодействия между компонентами, но в конце концов предпочтение
было отдано структурам на основе многоканальных магистралей
Слайд 15Магистраль (шина)
Магистралью или шиной называется совокупность электрических связей
и обслуживающих электронных приборов, обеспечивающих обмен данными между двумя или
более устройствамиХарактерной особенностью магистрали является совместное использование ее множеством взаимодействующих друг с другом устройств
Слайд 16Магистраль (шина)
Сигналы, передаваемые по магистрали одним устройством, доступны всем другим,
подключенным к этой магистрали
Если в одно и то же время
два устройства попытаются передавать сигналы по магистрали, то произойдет наложение этих сигналов друг на друга и их искажение 
Слайд 17Магистраль (шина)
Поэтому в электронном обрамлении магистрали должны быть предусмотрены средства,
обеспечивающие в каждый момент времени передачу по магистрали сигналов только
от одного из подключенных к ней устройствВ состав магистрали входит множество электрических связей — линий магистрали, — по каждой из которых может передаваться двоичный сигнал, т.е. сигнал, имеющий два четко различимых уровня — "лог. 0" и "лог. 1"
Слайд 18Магистраль (шина)
По одной линии может передаваться развернутая во времени последовательность
двоичных сигналов
Часто сигналы передаются по нескольким линиям одновременно и
воспринимаются в совокупности
Слайд 19Магистраль (шина)
В таком случае говорят о параллельной передаче двоичных сигналов
Например,
можно по восьми линиям параллельно передать один 8-разрядный байт данных
В
конструкции компьютерной системы может быть предусмотрено несколько магистралей, обеспечивающих коммуникацию между компонентами на разных уровнях иерархии системы 
Слайд 20Системная магистраль
Магистраль, связывающая основные компоненты — процессор, память, модули ввода-вывода,
называется системной магистралью (system bus)
Большинство распространенных на сегодняшний день вариантов
структуры подсистемы взаимодействия компонентов компьютерной системы основано на использовании одной или даже нескольких системных магистралей
Слайд 22Структура линий системной магистрали
Системная магистраль включает от 50 до 100
отдельных линий, по каждой из которых передаются сигналы определенного функционального
назначенияЛинии магистрали можно разделить на три больших группы:
- линии данных
- линии адреса
- линии управляющих сигналов
В состав магистрали могут входить и силовые линии питания
Слайд 23Линии данных
Передаются данные одним из подключенных модулей
^ следует помнить, что под термином данные подразумеваются как команды,
так и операндыРазрядность или ширина (width) магистрали является ключевым фактором, влияющим на производительность всей системы
^ 8, 16, 32 или 64
Слайд 24Линии адреса
Определяют источник или приемник данных, выставленных на линии
данных
- напр., процессору нужно прочитать данные
(команду) из заданной ячейки памяти.Разрядность магистрали адреса определяет максимальный объем памяти системы
- напр., 8080 имел 16-ти разрядную шину адреса, позволяющую адресовать 64К памяти
Слайд 25Линии адреса
Порты модулей ввода-вывода адресуются по этим же линиям адреса
Формат
кода адреса порта выбирается таким образом, что старшие разряды задают
определенный модуль ввода-вывода из подключенных к магистрали, а младшие — адрес в памяти или порт в модуле ввода-вывода
Слайд 26Линии адреса
Например, если магистраль адреса 8-разрядная, то коды 01111111 и
меньшие задают адреса ячеек в модуле памяти (модуле с адресом
0), а коды, начиная с 10000000, задают порты устройств ввода-вывода, находящихся под управлением модуля ввода-вывода (модуля садресом 1)
Слайд 27Линии управляющих сигналов
Используются для управления доступом к линиям данных
и адреса
- сигналы Чтения и Записи в
оперативную память; - сигналы запросов прерываний;
- сигналы синхронизации определяют те моменты времени, когда код, выставленный на линиях данных и адреса, можно считать достоверным.
Слайд 29Конструкция компьютера с системной магистралью
Конструктивно системная магистраль представляет собой множество
проводников, подключенных к одноименным контактам всех разъемов, в которые вставляются
платы модулейПроводники выполняются на многослойной печатной плате (генпанели), в которую впаиваются разъемы для модулей
Слайд 30Конструкция компьютера с системной магистралью
При комплектации небольших компьютеров обычно остаются
свободные разъемы, что позволяет в дальнейшем наращивать их функциональные возможности,
вставляя в эти разъемы дополнительные модули памяти или модули управления дополнительными устройствами ввода-выводаЕсли какой-либо модуль выходит из строя, его довольно просто извлечь и заменить новым, исправным
Слайд 31Проблемы шинной архитектуры
Чем больше устройств подключается к магистрали, тем больше
ее физические размеры, а следовательно, и длина электрических связей
Магистраль
может стать узким местом всей системы, когда суммарный поток данных, которыми обмениваются модули, приближается к пропускной способности магистрали 
Слайд 32Проблемы шинной архитектуры
Большинство современных компьютерных систем используют несколько магистралей, организуя
их по иерархическому принципу
До последнего времени наибольшее распространение имел
вариант структуры компьютерной системы с несколькими магистралями 
Слайд 34Архитектура традиционной магистрали
Локальная магистраль объединяет процессор, кэш-память и одно или
несколько локальных периферийных устройств
Контроллер кэш-памяти обеспечивает связь кэша не
только с локальной магистралью, но и с системной магистралью, к которой подключены все модули оперативной памяти 
Слайд 35Архитектура традиционной магистрали
Магистраль расширения (Expansion Bus) используется для подключения модулей
ввода-вывода
Модуль связи, включенный между магистралью расширения и системной магистралью, буферизирует
данные, которыми обмениваются оперативная память и контроллеры периферийных устройств 
Слайд 36Магистраль расширения
позволяет организовать в системе поддержку самых разнообразных внешних устройств
и в то же время разделить информационные потоки "процессор—оперативная память"
и "оперативная память—контроллеры ввода-вывода"
Слайд 37Магистраль расширения
Модули ввода-вывода, которые подключаются к магистрали расширения:
-
адаптеры ЛВС (локальной вычислительной сети) Ethernet с пропускной способностью до
10 Мбит/с;- адаптеры глобальных сетей;
Слайд 38Магистраль расширения
- интерфейс SCSI (small computer system interface)
используется для поддержки обмена данными с локальными дисками и другими
периферийными устройствами;- порт последовательного обмена используется для работы с принтером или сканером.
Слайд 40Высокоскоростная архитектура соединений
Локальная магистраль объединяет процессор и контроллер кэш-памяти, который,
в свою очередь, связан с модулями оперативной памяти через системную
магистральКонтроллер кэш-памяти составляет единый модуль с согласователем высокоскоростной магистрали, оснащенным буферной памятью
Слайд 41Высокоскоростная магистраль
обеспечивает связь с контроллерами периферийных высокопроизводительных
устройств:
- адаптерами ЛВС, например Fast Ethernet с пропускной
способностью до 100 Мбит/с;- видеоконтроллерами;
- контроллерами устройств вывода графической информации
Слайд 42Высокоскоростная магистраль
- контроллерами высокоскоростных локальных интерфейсов типа SCSI
и FireWire (P1394).
P1394 представляет собой специализированную магистраль для поддержки функционирования
внешних устройств большой информационной емкости (разработчик - Apple)
Слайд 43Магистраль расширения
Применяется для связи с внешними устройствами, обладающими низкой
производительностью
Подключается к высокоскоростной магистрали через специальный модуль расширения, оснащенный буферной
памятью 
Слайд 44Высокоскоростная архитектура соединений
Преимущества:
- периферийные устройства с высокой производительностью
довольно тесно интегрируются с процессором;
- периферийные устройства
могут функционировать самостоятельно, не загружая процессор;- изменение архитектуры используемого процессора никак не затрагивает функционирование высокоскоростной магистрали.
Слайд 46Магистраль PCI
Комбинированный контроллер DRAM-памяти/согласователь PCI-магистрали обеспечивает высокую скорость обмена данными
с памятью и процессором
Слайд 47Магистраль PCI
Достоинства магистрали PCI особенно проявляются в системах, включающих
множество высокоскоростных периферийных устройств (графических адаптеров, контроллеров локальной сети, контроллеров
дисков и т.д.).Существующая на сегодняшний день версия стандарта PCI позволяет использовать до 64 линий данных при частоте 66 МГц, что примерно соответствует пропускной способности 528 Мбайт/с или 4.224 Гбит/с.
Слайд 48Магистраль PCI
Стандарт поддерживается многочисленными изготовителями микросхем
Это позволяет с минимальными
затратами организовать соединение магистрали PCI с магистралями других типов
Слайд 50Мультипроцессорный вариант серверной системы
К системной магистрали может быть подключено через
согласователи несколько РСI-магистралей
Системная магистраль поддерживает обмен только между модулями процессора/кэш-памяти,
оперативной памяти и согласователя PCI-магистралиИспользование согласователя обеспечивает высокую производительность процессов обмена независимо от соотношения между быстродействием системной магистрали и РСI-магистралей
