link560 link561 link562 link563 link564 link565 link566 link567 link568 link569 link570 link571 link572 link573 link574 link575 link576 link577 link578 link579 link580 link581 link582 link583 link584 link585 link586 link587 link588 link589 link590 link591 link592 link593 link594 link595 link596 link597 link598 link599 link600 link601 link602 link603 link604 link605 link606 link607 link608 link609 link610 link611 link612 link613 link614 link615 link616 link617 link618 link619 link620 link621 link622 link623 link624 link625 link626 link627 link628 link629 link630 link631 link632 link633 link634 link635 link636 link637 link638 link639 link640 link641 link642 link643 link644 link645 link646 link647 link648 link649 link650 link651 link652 link653 link654 link655 link656 link657 link658 link659 link660 link661 link662 link663 link664 link665 link666 link667 link668 link669 link670 link671 link672 link673 link674 link675 link676 link677 link678 link679 link680 link681 link682 link683 link684 link685 link686 link687 link688 link689 link690 link691 link692 link693 link694 link695 link696 link697 link698 link699

PersCom — Компьютерная Энциклопедия Компьютерная Энциклопедия

Базовая организация ЭВМ

Магистральная вычислительная структура

Принципы Фон-Неймана применимы и к магистральной или шинной архитектуре. В этом случае ЭВМ включает четвёртый элемент — магистраль, которая связывает отдельные элементы и влияет на выполнение команд.

 

 

Магистраль/канал — унифицированная подсистема связи структурных частей ЭВМ. Унификация магистрали состоит в том, что все устройства подключаются к магистрали одинаково (используют один и тот же набор сигналов, один и тот же алгоритм обмена). Унификация позволяет легко заменять, добавлять или удалять отдельные части, входящие в состав ЭВМ, без нарушения её работоспособности. Основные конструктивные компоненты магистрали — линии связи (провода), которые можно подразделить на три группы (шины) — адреса данных и управления.

Линии связи — провод, по которому передаётся логический сигнал.

Шина - группа линий однотипных сигналов.

Шина адреса — предназначена для передачи из процессора в память параллельным кодом двоичного слова, представляющего собой начальный адрес участка памяти, к которому требуется обращение. Количество линий (ширина шины адреса) определяет размер физического адресного пространства, т.е. максимальное количество различных адресов в ОЗУ. Адрес по шине передаётся от процессора в память или во внешнее устройство. В процессор адрес передаётся только в мультипроцессорных системах, для поддержания правильно работы КЭЩей.

Шина данных - предназначена для передачи команд и данных между процессором, памятью и переферийными устройствами. Передача слов осуществляется также параллельным кодом, а "ширина" шины данных в реальных системах может составлять от 1 до 4 и более байтов. Шина данных является двунаправленной и имеет наибольшую пропускную способность.

В некоторых ЭВМ шина адреса и шина данных объединены в одну мультиплексируемую шину адреса/данных. Такая шина функционирует в режиме разделения времени: цикл шины разбит на временной интервал передачи адреса и на временной интервал передачи данных. Мультиплексирование позволяет сократить общее число линий, но требует усложнения логики связи с шиной. Кроме того, ого может привести к потере производительности.

Шина управления - предназначена для передачи управляющих сигналов из процессора в прочие устройства, подключённые к магистрали.

Любое устройство, подключённое к магистрали, должно быть способно:

  • распознать "свой адрес", формируемый процессором на адресной шине;
  • распознать по сигналам на шине управления действие, которого ждёт от устройства процессор;
  • выполнить это действие: передать в процессор либо принять из процессора через шину данных двоичное слово.

Последовательность трёх перечисленных шагов составляет "цикл магистрали" ("канальный цикл"). Канальные циклы могут следовать на магистрали непрерывно, либо с интервалами. Они происходят под управлением процессора или внешних устройств, и, таким образом, обеспечивают обмен информацией между частями ЭВМ.