Лабораторна робота №3 «Комп’ютерні шини» План теоретичного матеріалу icon

Лабораторна робота №3 «Комп’ютерні шини» План теоретичного матеріалу




Скачати 65.39 Kb.
НазваЛабораторна робота №3 «Комп’ютерні шини» План теоретичного матеріалу
Дата конвертації10.04.2013
Розмір65.39 Kb.
ТипЛабораторна робота

Лабораторна робота №3

« Комп’ютерні шини»

План теоретичного матеріалу:

1 Історія
1.1 Перше покоління
1.2 Друге покоління
1.3 Третє покоління
2 Приклади внутрішніх комп'ютерних шин
2.1 Паралельні
2.2 Послідовні
3 Приклади зовнішніх комп'ютерних шин
3.1 Пропрієтарні
4 Приклади універсальних комп'ютерних шин



Перше покоління


Ранні комп'ютерні шини були просто групою провідників,що підключали комп'ютерну пам'ять і периферію до процесора. Майже завжди для пам'яті і периферії використовувалися різні шини, з різним способом доступу, затримками, протоколами.

Одним з перших удосконалень стало використання переривань. До їх впровадження комп'ютери виконували операції вводу-виводу в циклі очікування готовності периферійного пристрою. Це було марною тратою часу для програм, які могли робити інші завдання. Також, якщо програма намагалася виконати інші завдання, вона могла перевірити стан пристрою занадто пізно і втратити дані. Тому інженери дали можливість периферії переривати процесор. Переривання мали пріоритет, так як процесор може виконувати тільки код для одного переривання в один момент часу, а також деякі пристрої вимагали менших затримок, ніж інші.

Деякий час по тому комп'ютери стали розподіляти пам'ять між процесорами. На них доступ до шини також отримав пріоритети.

Класичний і простий спосіб забезпечити пріоритети переривань або доступу до шини полягав в ланцюговому підключенні пристроїв.

DEC відзначили, що дві різні шини можуть бути зайвими і дорогими для малих, серійних комп'ютерів і запропонувала відображати периферійні пристрої на шину пам'яті, так, що вони виглядали як області пам'яті. У той час це було дуже сміливим рішенням, і критики пророкували йому провал.

Перші мінікомп’ютерні шини представляли пасивні об'єднані плати, підключені до контактів мікропроцесора. Пам'ять і інші пристрої підключалися до шини з використанням тих же контактів адреси і даних, що і процесор. Всі контакти були підключені паралельно. В деяких випадках, наприклад в IBM PC, необхідні додаткові інструкції процесора для генерації сигналів, щоб шина була справжньою шиною вводу-виводу.

У багатьох мікроконтролерах та вбудованих системах шини введення-виведення до сих пір не існує. Процес передачі контролюється ЦПУ, який в більшості випадків читає і пише інформацію в пристрої, так, як ніби вони є блоками пам'яті. Всі пристрої використовують спільне джерело тактового сигналу. Периферія може запросити обробку інформації шляхом подачі сигналів на спеціальні контакти ЦПУ, використовуючи будь-які форми переривань. Наприклад, контролер жорсткого диска повідомить процесор про готовність нової порції даних для читання, після чого процесор повинен вважати їх з області пам'яті, що відповідає контролеру. Майже всі ранні комп'ютери були побудовані за таким принципам, починаючи від Altair з шиною S-100, закінчуючи IBM PC в 1980-х.

Такі прості шини мали серйозний недолік для універсальних комп'ютерів. Все обладнання на шині повинно було передавати інформацію на одній швидкості і використовувати одне джерело синхросигнала. Збільшення швидкості процесора було непростим, оскільки вимагало такого ж прискорення всіх пристроїв. Це часто призводило до ситуації, коли дуже швидким процесорам доводилося сповільнюватися для можливості передачі інформації деякими пристроїв. Хоча це допустимо для вбудованих систем, дана проблема недозволенна для комерційних комп'ютерів. Інша проблема полягає в тому, що процесор потрібно для будь-яких операцій, і коли він зайнятий іншими операціями, реальна пропускна здатність шини може значно страждати.

Такі комп'ютерні шини були складні в налаштуванні, при наявності широкого спектру обладнання. Наприклад, кожна додається карта розширення могла вимагати установки безлічі перемикачів для завдання адреси пам'яті, адреси введення-виведення, пріоритетів і номерів переривань.


^ Друге покоління


Комп'ютерні шини «другого покоління», наприклад NuBus вирішували деякі з перерахованих вище проблем. Вони зазвичай розділяли комп'ютер на дві «частини», процесор і пам'ять в одній і різні пристрої в інший. Між частинами встановлювався спеціальний контролер шин (шини контролера). Така архітектура дозволила збільшувати швидкість процесора без впливу на шину, розвантажити процесор від завдань управління шиною. За допомогою контролера пристрою на шині могли взаємодіяти один з одним без втручання центрального процесора. Нові шини мали кращу продуктивність, але також вимагали більш складних карт розширення. Проблеми швидкості часто вирішувалися збільшенням розрядності шини даних, з 8-ми бітних шин першого покоління до 16 або 32-х бітних шин у другому поколінні. Також з'явилася програмна настройка пристроїв для спрощення підключення нових пристроїв, нині стандартизована як Plug-N-Play.

Однак нові шини, так само як і попереднє покоління, вимагали однакових швидкостей від пристроїв на одній шині. Процесор і пам'ять тепер були ізольовані на власній шині і їх швидкість росла швидше, ніж швидкість периферійної шини. В результаті, шини були занадто повільні для нових систем і машини страждали від браку даних. Один із прикладів даної проблеми: відеокарти швидко удосконалювалися, і їм не вистачало пропускної здатності навіть нових шин периферійних Interconneсt компонентів (PCI). Комп'ютери стали включати в себе прискорений графічний порт (AGP) тільки для роботи з відеоадаптерами. У 2004 році AGP знову стало недостатньо швидким для потужних відеокарт і AGP став заміщатися нової шиною PCI Express


Збільшується число зовнішніх пристроїв стало застосовувати власні шини. Коли були винайдені приводи дисків, вони приєднувалися до машини за допомогою карти, що підключається до шини. Через це комп'ютери мали багато слотів розширення. Але в 1980-х і 1990-х були винайдені нові шини SCSI і IDE вирішили цю проблему і залишивши більшу частину роз'ємів розширення в нових системах порожніми. У наш час типова машина підтримує близько п'яти різних шин.


Шини стали розділяти на внутрішні (місцеві автобуси) та зовнішні (зовнішня шина). Перші розроблені для підключення внутрішніх пристроїв, таких як відеоадаптери та звукові плати, а другі призначалися для підключення зовнішніх пристроїв, наприклад, сканерів. IDE є зовнішньою шиною за своїм призначенням, але майже завжди використовується всередині комп'ютера.


^ Третє покоління


Шини «третього покоління» зазвичай дозволяють використовувати як великі швидкості, необхідні для пам'яті, відеокарт і межпроцессорного взаємодії, так і невеликі при роботі з повільними пристроями, наприклад, приводами дисків. Також вони прагнуть до більшої гнучкості в термінах фізичних підключень, дозволяючи використовувати себе і як внутрішні і як зовнішні шини, наприклад для об'єднання комп'ютерів. Це призводить до складних проблем при задоволенні різних вимог, так що більша частина робіт за даними шинам пов'язана з програмним забезпеченням, а не з самою апаратурою. Загалом, шини третього покоління більше схожі на комп'ютерні мережі, ніж на початкові ідеї шин, з великими накладними витратами, ніж у ранніх систем. Також вони дозволяють використовувати шину декільком пристроям одночасно.

Сучасні інтегральні схеми часто розробляються з заздалегідь створених частин. Розроблено шини (наприклад Wishbone) для більш простої інтеграції різних частин інтегральних схем.


Паралельні

     Пропрієтарна ASUS Media Bus, використовувалася на деяких материнських платах ASUS з Socket 7 і представляла собою шину ISA в специфічному роз'ємі, розміщеному в одну лінію з роз'ємом шини PCI.
     САМАС для вимірювальних систем (вимірювальні системи)
     Розширений ISA або EISA
     Industry Standard Architecture або ISA
     Low Pin Count або LPC
     MicroChannel або MCA
     MBus
     Multibus для промислових систем
     NuBus або IEEE 1196
     OPTi local bus, використовувалася для ранніх материнських плат для Intel 80486
     Peripheral Component Interconnect або PCI, також PCI-X
     S-100 bus або IEEE 696, використовувалася в Altair і схожих мікрокомп'ютерах
     SBus або IEEE 1496
     VESA Local Bus або VLB або VL-bus, використовувалася в основному на материнських платах для 80 486 процесорів і була підключена безпосередньо до виводів мікропроцесора. Однак зустрічалася і реалізація цієї шини у поєднанні з ЦПУ IBM BL3 (аналог i386SX) і ранніми Pentium

     Unibus
     Q-Bus

Послідовні

     1-Wire
     HyperTransport
     I ² C
     PCI Express або PCIe
Serial Peripheral Interface Bus або шина SPI
     USB, Universal Serial Bus, частіше використовується як зовнішня
     FireWire, i.Link, IEEE 1394, частіше використовується як зовнішня


^ Приклади зовнішніх комп'ютерних шин

     Advanced Technology Attachment або ATA (також відома, як PATA, IDE, EIDE, ATAPI) - шина для підключення дискової і стрічкової периферії.
     SATA, Serial ATA - сучасний варіант ATA
     USB, Universal Serial Bus, використовується для безлічі зовнішніх пристроїв
     HIPPI високошвидкісний інтерфейс паралельного виконання
     IEEE-488, GPIB (загального призначення приладобудування Bus), МІП (Hewlett-Packard приладобудування Bus)
     PC карти, раніше відома як PCMCIA, часто використовується в ноутбуках і інших портативних комп'ютерах, але втрачає своє значення з появою USB і вбудовуванням мережевих карт і модемів
     SCSI, інтерфейс малих комп'ютерних систем, шина для підключення дискових і стрічкових накопичувачів
     Serial Attached SCSI, SAS - сучасний варіант SCSI



Схожі:

Лабораторна робота №3 «Комп’ютерні шини» План теоретичного матеріалу iconЛабораторна робота №1 «Конфігурація пк. Материнська плата. Процесор. Шини. Пам’ять.»

Лабораторна робота №3 «Комп’ютерні шини» План теоретичного матеріалу iconЛабораторна робота №3 з дисципліни «Комп’ютерні мережі та телекомунікації»
Вартість кабелю. На рис. 1 бачимо схему підприємства, де 1 см – 0,5м. Підраховуємо загальну довжину кабелю
Лабораторна робота №3 «Комп’ютерні шини» План теоретичного матеріалу iconЛабораторна робота 6 Тема. Основи економічної кібернетики. Основи теорії систем. Управління в економічних системах. Основи теорії інформації
Мета роботи: закріплення теоретичного матеріалу з теорії систем та теорії інформації
Лабораторна робота №3 «Комп’ютерні шини» План теоретичного матеріалу iconЛабораторна робота №1 на тему: «Типологія мереж» з дисципліни «Комп’ютерні мережі та телекомунікації» виконала студентка групи мртп-22 (28. 09. 09.) Шинна топологія
Шинна топологія відповідає конфігурації мережі, в якій усі вузли підімкнені до спільного лінійного каналу з допомогою відносно коротких...
Лабораторна робота №3 «Комп’ютерні шини» План теоретичного матеріалу iconЛабораторна робота №11. Робота в локальній мережі (4 бали)
З розвитком комп’ютерної техніки все частіше виникає необхідність обміну інформацією між комп’ютерами. Природний спосіб – передача...
Лабораторна робота №3 «Комп’ютерні шини» План теоретичного матеріалу icon1. Комп'ютерні (нові інформаційні) технології навчання
Комп'ютерні (нові інформаційні) технології навчання це процес підготовки і передачі інформації, кого навчають, засобом здійснення...
Лабораторна робота №3 «Комп’ютерні шини» План теоретичного матеріалу icon1. Комп'ютерні (нові інформаційні) технології навчання
Комп'ютерні (нові інформаційні) технології навчання це процес підготовки і передачі інформації, кого навчають, засобом здійснення...
Лабораторна робота №3 «Комп’ютерні шини» План теоретичного матеріалу iconПрограма предмет Комп’ютери у фізичних дослідженнях
Фізика та електронно-обчислювальні машини. Комп’ютерне моделювання та комп’ютерні експерименти. Основні види комп’ютерних експериментів...
Лабораторна робота №3 «Комп’ютерні шини» План теоретичного матеріалу iconЛабораторна робота Тема: Вивчення залежності електричного опору від довжини провідника і площі його поперечно­го перерізу, матеріалу провідника
Обладнання: Джерело струму, реостат, вимикач, амперметр, вольтметр, з’єднувальні провідники, мідна дротина, дротина з невідомого...
Лабораторна робота №3 «Комп’ютерні шини» План теоретичного матеріалу iconЕкзаменаційні питання з дисципліни “теорія ймовірностей та математична статистика” для студентів спеціальностей “комп’ютерні системи та мережі”, “СПЕЦІАЛІЗОВАНІ комп’ютерні системи” та “програмне забезпечення автоматизованих систем”
Подїї та їх види. Класичне означення ймовірності випадкової події. Властивості ймовірності
Додайте кнопку на своєму сайті:
Документи


База даних захищена авторським правом ©te.zavantag.com 2000-2017
При копіюванні матеріалу обов'язкове зазначення активного посилання відкритою для індексації.
звернутися до адміністрації
Документи