![]() Главная страница Случайная страница КАТЕГОРИИ: АвтомобилиАстрономияБиологияГеографияДом и садДругие языкиДругоеИнформатикаИсторияКультураЛитератураЛогикаМатематикаМедицинаМеталлургияМеханикаОбразованиеОхрана трудаПедагогикаПолитикаПравоПсихологияРелигияРиторикаСоциологияСпортСтроительствоТехнологияТуризмФизикаФилософияФинансыХимияЧерчениеЭкологияЭкономикаЭлектроника |
Запись результата в память - Record.
● Операнд/результат могут быть взяты/записаны в устройства ввода-вывода. ● Следующая команда выполняется после завершения предыдущей команды. Ее адрес содержится в особом регистре процессора, называемом указателем (или счетчиком) команд. После считывания очередной команды процессор автоматически увеличивает содержимое счетчика команд, так, что он указывает на очередную команду.
► Известны альтернативные пути построения компьютера: Ø Потоковая машина - действиями управляют сами данные. Ø Нейронные сети и др.
Принципы фон Неймана применимы к магистральной (шинной) архитектуре (Рис. 5). В этом случае ЭВМ включает четвертый элемент - магистраль, которая связывает отдельные элементы и влияет на выполнение команд. Магистраль/канал - унифицированная подсистема связи структурных частей ЭВМ. Унификация в том, что все устройства подключаются к магистрали одинаково (набор сигналов, алгоритм обмена). Унификация позволяет легко заменять, добавлять или удалять отдельные части, входящие в состав ЭВМ, без нарушения ее работоспособности. Основные конструктивные компоненты магистрали - линии связи (провода), которые можно подразделить на три группы (шины) - адреса, данных и управления. Линии связи - провод, по которому передается 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 адрес а) определяет размер физического адресного пространства, т.е. максимальное количество различных адресов в ОЗУ. Адрес по шине передается от процессора в память или во внешнее устройство. В процессор адрес передается только в мультипроцессорных системах, для поддержания правильной работы кэшей. ▪ Шина данных предназначена для передачи команд и данных между процессором, памятью и периферийными 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 интервал передачи данных. Мультиплексирование позволяет сократить общее число линий, но требует усложнения логики связи с шиной. Кроме того, оно может привести к потере производительности. ▪ Шина управления предназначена для передачи управляющих сигналов из процессора в прочие устройства, подключенные к магистрали. Любое устройство, подключенное к магистрали, должно быть способно: 1) распознать " свой адрес ", формируемый процессором на адресной шине; 2) распознать по сигналам на шине управления действие, которого ждет от устройства процессор; 3) выполнить это действие: передать в процессор либо принять из него через шину данных двоичное слово. Последовательность этих трех шагов составляет " цикл магистрали " (" канальный цикл "). Циклы могут следовать непрерывно, либо с интервалами. Они происходят под управлением процессора или внешних устройств, и обеспечивают обмен информацией между частями ЭВМ.
В приведенном примере: 1) шины адреса и данных - раздельные, 2) адрес передается синхронно, Синхронный канал - время канального цикла постоянно, адрес/данные записываются синхронно со стробом. Обычно переключение сигналов шины происходит по импульсам тактовой частоты. 3) передача данных производится асинхронно - длительность этапа передачи данных определяется задержкой снятия сигнала Готовности.
Арбитраж шин. При любой передаче по шине всегда имеется инициатор передачи (ведущее устройство) и приемник данных (ведомое устройство). Ведущее устройство захватывает шину и начинает формировать временную диаграмму ее работы. Если несколько устройств претендуют на права ведущего, то должен быть механизм выбора одного из них (арбитраж шин). Арбитраж построен на основе нескольких положений: • Каждому из претендентов на шину присваивается определенный уровень приоритета, который может оставаться неизменным (статический приоритет) или изменяться по какому-то алгоритму (динамический приоритет). Шина отдается устройству с наивысшим приоритетом. • Может использоваться централизованная схема арбитража или децентрализованная. Центральный арбитр, находящийся, например, в контроллере шины, принимает запросы параллельно или последовательно от устройств и решает задачу предоставления шины. В децентрализованной схеме каждый ведущий может иметь контроллер шины и самостоятельно принимать решение о ее захвате. • Ограничение времени управления шиной. Вне зависимости от модели арбитража должно быть предусмотрено ограничение времени управления шиной. Например, алгоритм фиксированного кванта времени, который отводится каждому ведущему для захвата шины.
|