Шины xt-bus, ISA, EISA, VLB, PCI, pcmcia и MCA

XT-Bus - шина архитектуры XT - первая в семействе IBM PC. Относительно проста, поддерживает обмен 8-разрядными данными внутри 20-разрядного (1 Мб) адресного пространства (обозначается как " разрядность 8/20"), работает на частоте 4.77 МГц. Совместное использование линий IRQ в общем случае невозможно. Конструктивно оформлена в 62-контактних разъемах.

ISA (Industry Standard Architecture - архитектура промышленного стандарта) - основная шина на компьютерах типа PC AT (другое название - AT-Bus). Является расширением XT-Bus, разрядность - 16/24 (16 Мб), тактовая частота - 8 МГц, предельная пропускная способность - 5.55 Мб/с. Разделение IRQ также невозможно. Возможна нестандартная организация Bus Mastering, но для этого нужен запрограммированный 16-разрядный канал DMA. Конструктив - 62-контактный разъем XT-Bus с прилегающим к нему 36-контактным разъемом расширения.

EISA (Enhanced ISA - расширенная ISA) - функциональное и конструктивное расширение ISA. Внешне разъемы имеют такой же вид, как и ISA, и в них могут вставляться платы ISA, но в глубине разъема находятся дополнительные ряды контактов EISA, а платы EISA имеют более высокую ножевую часть разъема с дополнительными рядами контактов. Разрядность - 32/32 (адресное пространство - 4 Гб), работает также на частоте 8 МГц. Предельная пропускная способность - 32 Мб/с. Поддерживает Bus Mastering - режим управления шиной со стороны любого из устройств на шине, имеет систему арбитража для управления доступом устройств у шине, позволяет автоматически настраивать параметры устройств, возможно разделение каналов IRQ и DMA.

MCA (Micro Channel Architecture - микроканальная архитектура) - шина компьютеров PS/2 фирмы IBM. Не совместима ни с одной другой, разрядность - 32/32, (базовая - 8/24, остальные - в качестве расширений). Поддерживает Bus Mastering, имеет арбитраж и автоматическую конфигурацию, синхронная (жестко фиксирована длительность цикла обмена), предельная пропускная способность - 40 Мб/с. Конструктив - одно-трехсекционный разъем (такой же, как у VLB). Первая, основная, секция - 8-разрядная (90 контактов), вторая - 16-разрядное расширение (22 контакта), третья - 32-разрядное расширение (52 контакта). В основной секции предусмотрены линии для передачи звуковых сигналов. Дополнительно рядом с одним из разъемов может устанавливаться разъем видеорасширения (20 контактов). EISA и MCA во многом параллельны, появление EISA было обусловлено собственностью IBM на архитектуру MCA.

VLB (VESA Local Bus - локальная шина стандарта VESA) - 32-разрядное дополнение к шине ISA. Конструктивно представляет собой дополнительный разъем (116-контактный, как у MCA) при разъеме ISA. Разрядность - 32/32, тактовая частота - 25..50 МГц, предельная скорость обмена - 130 Мб/с. Электрически выполнена в виде расширения локальной шины процессора - большинство входных и выходных сигналов процессора передаются непосредственно VLB-платам без промежуточной буферизации. Из-за этого возрастает нагрузка на выходные каскады процессора, ухудшается качество сигналов на локальной шине и снижается надежность обмена по ней. Поэтому VLB имеет жесткое ограничение на количество устанавливаемых устройств: при 33 МГц - три, 40 МГц - два, и при 50 МГц - одно, причем желательно - интегрированное в системную плату.

PCI (Peripheral Component Interconnect - соединение внешних компонент) - развитие VLB в сторону EISA/MCA. Не совместима ни с какими другими, разрядность - 32/32 (расширенный вариант - 64/64), тактовая частота - до 33 МГц (PCI 2.1 - до 66 МГц), пропускная способность - до 132 Мб/с (264 Мб/с для 32/32 на 66 МГц и 528 Мб/с для 64/64 на 66 МГц), поддержка Bus Mastering и автоконфигурации. Количество разъемов шины на одном сегменте ограничено четырьмя. Сегментов может быть несколько, они соединяются друг с другом посредством мостов (bridge). Сегменты могут объединяться в различные топологии (дерево, звезда и т.п.). Самая популярная шина в настоящее время, используется также на других компьютерах. Разъем похожа на MCA/VLB, но чуть длиннее (124 контакта). 64-разрядный разъем имеет дополнительную 64-контактную секцию с собственным ключом. Все разъемы и карты к ним делятся на поддерживающие уровни сигналов 5 В, 3.3 В и универсальные; первые два типа должны соответствовать друг другу, универсальные карты ставятся в любой разъем.

Существует также расширение MediaBus, введенное фирмой ASUSTek - дополнительный разъем содержит сигналы шины ISA.

PCMCIA (Personal Computer Memory Card International Association - ассоциация производителей плат памяти для персональных компьютеров) - внешняя шина компьютеров класса NoteBook. Другое название модуля PCMCIA - PC Card. Предельно проста, разрядность - 16/26 (адресное пространство - 64 Мб), поддерживает автоконфигурацию, возможно подключение и отключение устройств в процессе работы компьютера. Конструктив - миниатюрный 68-контактный разъем. Контакты питания сделаны более длинными, что позволяет вставлять и вынимать карту при включенном питании компьютера.

AGP (Accelerated Graphics Port - ускоренный графический порт) - интерфейс для подключения видеоадаптера к отдельной магистрали AGP, имеющей выход непосредственно на системную память. В системной памяти размещаются преимущественно параметры трехмерных объектов (текстуры, альфа-канал, z-буфер), требующие быстрого доступа со стороны как процессора, так и видеоадаптера. Интерфейс выполнен в виде отдельного разъема, в который устанавливается AGP-видеоадаптер.

ACPI (Advanced Configuration Power Interface - интерфейс расширенной конфигурации по питанию) - предложенная Microsoft единая система управления питанием для всех компьютеров, наподобие используемой в NoteBook. В частности, позволяет предусмотрено сохранение состояния системы перед отключением питания, с последующим его восстановлением без полной перезагрузки.

Порядок выполнения:

1. Убедитесь в том, что компьютер и периферийное оборудование обесточены (при необходимости, отключите их от сети).
2. Определить наличие основных устройств в системном блоке.
3. Установите местоположение блока питания, выясните мощность блока питания.
4. Установите местоположение материнской платы и её форм-фактор.
5. Установите тип подключения материнской платы к блоку питания (для материнских плат в форм-факторе AT подключение питания выполняется двумя разъемами. Обратите внимание на расположение проводников черного цвета - оно важно для правильной стыковки разъемов.)
6. Установите местоположение жесткого диска.
7. Установите местоположение его разъема питания. Проследите направление шлейфа проводников, связывающего жесткий диск с материнской платой. Обратите внимание на местоположение проводника, окрашенного в красный цвет (на жестком диске он должен быть расположен рядом с разъемом питания) и выступа (ключа) на разъёме.
8. Установите местоположения дисководов гибких дисков и дисковода CD-ROM.
9. Проследите направление их шлейфов проводников и обратите внимание на положение проводника, окрашенного в красный цвет, относительно разъема питания и выступа (ключа) на разъёме.
10. Установите местоположение платы видеоадаптера.
11. Определите тип интерфейса платы видеоадаптера.
12. При наличии прочих плат установите их назначение, опишите характерные особенности данных устройств (типы разъемов, тип интерфейса и др.).
13. Заполните табл. 2.

Таблица 2

Вопросы к защите:

1. Общие принципы построения современных ЭВМ.
2. Функции аппаратного и программного обеспечения.
3. Структурная схема и основные компоненты современной ПЭВМ.
4. Оперативная память современных ПЭВМ.
5. Архитектура персонального компьютера.
6. Состав системного блока.
7. Назначение, основные характеристики, интерфейс устройств персонального компьютера (по каждому устройству), входящих в состав системного блока.
8. Устройство жесткого диска.
9. Устройство гибкого магнитного диска.
10. Интерфейс системной шины.
11. Интерфейсы внешних запоминающих устройств (ВЗУ) ПЭВМ.
12. Способы организации совместной работы периферийных и центральных устройств.
13. Последовательный и параллельный интерфейсы ввода-вывода.
14. Типы электронных плат управления работой компьютера.
15. Основные характеристики материнской платы.
16. Устройства, расположенные на материнской плате, их характеристики.
17. Характеристики шин - тип подключаемых устройств, скорость передачи данных.
18. Контроллеры и адаптеры, их назначение и основные характеристики.
19. Порядок установки и удаления устройств.
20. Контроллер. Адаптер. Драйвер устройства.
21. Чем отличаются шины XT-Bus, ISA, EISA, VLB, PCI, PCMCIA и MCA?

Лабораторная работа № 3. Изучение компонентов материнской платы

Цель: знать устройства, расположенные на материнской плате персонального компьютера.

Оборудование: макет материнской платы, процессора, модулей оперативной памяти.

Место проведения: компьютерный класс.

Время: 2 часа.