Элементы оборудования информационно-вычислительных комплексов. Системные шины. (Лекция 3а)

Нажмите для полного просмотра!

Элементы оборудования информационно-вычислительных комплексов. Системные шины. (Лекция 3а), слайд №2

Элементы оборудования информационно-вычислительных комплексов. Системные шины. (Лекция 3а), слайд №3

Элементы оборудования информационно-вычислительных комплексов. Системные шины. (Лекция 3а), слайд №4

Элементы оборудования информационно-вычислительных комплексов. Системные шины. (Лекция 3а), слайд №5

Элементы оборудования информационно-вычислительных комплексов. Системные шины. (Лекция 3а), слайд №6

Элементы оборудования информационно-вычислительных комплексов. Системные шины. (Лекция 3а), слайд №7

Элементы оборудования информационно-вычислительных комплексов. Системные шины. (Лекция 3а), слайд №8

Элементы оборудования информационно-вычислительных комплексов. Системные шины. (Лекция 3а), слайд №9

Элементы оборудования информационно-вычислительных комплексов. Системные шины. (Лекция 3а), слайд №10

Элементы оборудования информационно-вычислительных комплексов. Системные шины. (Лекция 3а), слайд №11

Элементы оборудования информационно-вычислительных комплексов. Системные шины. (Лекция 3а), слайд №12

Элементы оборудования информационно-вычислительных комплексов. Системные шины. (Лекция 3а), слайд №13

Элементы оборудования информационно-вычислительных комплексов. Системные шины. (Лекция 3а), слайд №14

Элементы оборудования информационно-вычислительных комплексов. Системные шины. (Лекция 3а), слайд №15

Элементы оборудования информационно-вычислительных комплексов. Системные шины. (Лекция 3а), слайд №16

Элементы оборудования информационно-вычислительных комплексов. Системные шины. (Лекция 3а), слайд №17

Элементы оборудования информационно-вычислительных комплексов. Системные шины. (Лекция 3а), слайд №18

Содержание ▲

Вы можете ознакомиться и скачать презентацию на тему Элементы оборудования информационно-вычислительных комплексов. Системные шины. (Лекция 3а). Доклад-сообщение содержит 18 слайдов. Презентации для любого класса можно скачать бесплатно. Если материал и наш сайт презентаций Mypresentation Вам понравились – поделитесь им с друзьями с помощью социальных кнопок и добавьте в закладки в своем браузере.

Слайды и текст этой презентации

Слайд 1

Описание слайда:

2. Элементы оборудования информационно-вычислительных комплексов. 2.1. Системные шины. Шина - это среда передачи сигналов, к которой можно параллельно подключать несколько компонентов вычислительной системы и через которую осуществляется обмен данными между ними. Шины ПК можно разделить на три категории: - локальные, для подключения внутренних компонентов ПК (диски, видеопамять); - расширения, для подключения более медленных внешних устройств (печать, СОМ-порт, модем …); - процессорные, для подключения быстрых устройств (ОЗУ, Кэш-память).

Слайд 2

Описание слайда:

Шины Шины расширений ISA - Indastrial Standart Architecture, (1984), 5.5 MB/c, 16 разр. (данные), 6 уст.; MCA - Micro Channel Architecture, (1987), 76 MB/c, 32 разр. для маш.PS/2, 15 уст; EISA - Extended ISA, (1989), 33 MB/c, 32 разр., 15 уст-в; Локальные шины VLB - Vesa Local Bus (1990), 32 разр., 132 MB/c, 4 уст-ва, отсут. арбитраж шины; PCI - Peripheral Component Interconnect, (1991), 120-132 MB/c (32 разр.), 264 MB/c (64 разр.); AGP (Accelerated Graphics Port), 1066 MB/c, 2112 MB/c, 2 реж. DMA, Execute;

Слайд 3

Описание слайда:

Интерфейсные шины Интерфейсные шины Интерфейсы внешних запоминающих устройств ATA - Advanced Technology Attachment (Усовершенствованная технология соединения), ориентирован на подключение НГМД, НЖМД. Интерфейс АТА обеспечивает обмен информации с устройствами IDE (Integrated Drive Electronics), т.е. с устройствами со встроенным контроллером, иногда называют IDE- интерфейсом; АТА-2 - расширенная спецификация АТА (до 4 устройств); АТА-3 - расширенная спецификация АТА, направленная на повышение надежности; ATAPI - ATA Package Interface (пакетный интерфейс ИФ АТА), программная спецификация для подключения к ИФ АТА других устройств (СD-ROM); E-IDE - Enhanced IDE, расширенный ИФ, позволяет подключать до четырех устройств, включая СD-ROM, скорость 133 Мб/c. 100 МВ/c, 16-разрядный интерфейс, 40-проводной ленточный кабель. SCSI - Small Computers System Interface - Системный ИФ малых компьютеров, 8-разрядная, до 8 устройств, скорость 3-4 Мб/с; SCSI-2 - 16/32 разрядная, 8-16 устройств, скорость 100 Мб/c

Слайд 4

Описание слайда:

Интерфейсы устройств ввода-вывода 1. Параллельный ИФ. LPT-порт, Line PrintTer, еще называется SPP - Standart Parallel Port, является однонаправленным, скорость 150 кБ/c, 3-4 порта; EPP - Enhanced Parallel Port, обеспечивает двунаправленный обмен данными со скоростью до 2 Мб/с, до 64 устройств; ECP - Extended Capability Port ( порт с расширенными возможностями), поддерживает компрессию данных, двунаправленный обмен со скоростью до 4 Мб/с, до 128 устройств;

Слайд 5

Описание слайда:

Интерфейсы устройств ввода-вывода 2. Последовательный ИФ. COM - порт, Communication, двунаправленный, до 4 портов, скорости обмена от 50 до 115200 бит/с; USB - Universal Serial Bus, двунаправленный по двухпроводному ИФ со скоростью 1,5 или 12 Мбит/с. Через концентраторы возможно подключение до 127 устройств; Fire Wire - огненный првод, шестипроводный кабель обеспечивает цифровую связь до 63 устройств без применения хабов со скоростью до 1,6 Гбит/с.

Слайд 6

Описание слайда:

Архитектура компьютера, построенная на мезонинной технологии

Слайд 7

Описание слайда:

Системная микросхема (чипсет) 2 базовые микросхемы: северный и южный мост. Северный мост обеспечивает управление: шиной ОП, инт.шинами PCI, AGP и системной шиной МП; Южный мост имеет контроллеры: дисководов, клавиатуры,мыши и управляет интерфейсными шинами.

Слайд 8

Описание слайда:

2.1.2. Специализированные системные шины. Особенности промышленных компьютеров. VME - bus, поддерживает 8/16/32/64 разрядные архитектуры, пропускная способность до 80 Мбит/с; Логическая организация шины: асинхронная, в одном крейте работают модули разного быстродействия; не зависит от разрядности архитектуры; новые архитектурные расширения, позволяют увеличить скорость передачи до 400 Мбит/с; 4-х уровневая система арбитража, позволяющая организовывать многопроцессорные системы. Механические особенности: до 20 модулей в одной стойке; 96 штырьковый разьем; типоразмер плат. Octagon System, Ampro, PEP, Motorola.

Слайд 9

Описание слайда:

2.2. Архитектура современных процессоров Двумя основными архитектурами набора команд, используемыми компьютерной промышленностью на современном этапе развития вычислительной техники являются архитектуры CISC и RISC, VLIM и MISC.

Слайд 10

Описание слайда:

Основоположником CISC-архитектуры можно считать компанию IBM с ее базовой архитектурой /360, ядро которой используется с1964 года и дошло до наших дней, например, в таких современных мейнфреймах как IBM ES/9000. Лидером в разработке микропроцессоров c полным набором команд (CISC - Complete Instruction Set Computer) считается компания Intel со своей серией x86 и Pentium. Эта архитектура является практическим стандартом для рынка микрокомпьютеров. Для CISC-процессоров характерно: сравнительно небольшое число регистров общего назначения; большое количество машинных команд, некоторые из которых нагружены семантически аналогично операторам высокоуровневых языков программирования и выполняются за много тактов; большое количество методов адресации; большое количество форматов команд различной разрядности; преобладание двухадресного формата команд; наличие команд обработки типа регистр-память.

Слайд 11

Описание слайда:

Основой архитектуры современных рабочих станций и серверов является архитектура компьютера с сокращенным набором команд (RISC - Reduced Instruction Set Computer). Зачатки этой архитектуры уходят своими корнями к компьютерам CDC6600, разработчики которых (Торнтон, Крэй и др.) осознали важность упрощения набора команд для построения быстрых вычислительных машин. Эту традицию упрощения архитектуры С. Крэй с успехом применил при создании широко известной серии суперкомпьютеров компании Cray Research. Однако окончательно понятие RISC в современном его понимании сформировалось на базе трех исследовательских проектов компьютеров: процессора 801 компании IBM, процессора RISC университета Беркли и процессора MIPS Стенфордского университета.

Слайд 12

Описание слайда:

В 1980 году Д.Паттерсон со своими коллегами из Беркли начали свой проект и изготовили две машины, которые получили названия RISC-I и RISC-II. Главными идеями этих машин было отделение медленной памяти от высокоскоростных регистров и использование регистровых окон. В 1981году Дж.Хеннесси со своими коллегами опубликовал описание стенфордской машины MIPS, основным аспектом разработки которой была эффективная реализация конвейерной обработки посредством тщательного планирования компилятором его загрузки.

Слайд 13

Описание слайда:

Эти три машины имели много общего. Все они придерживались архитектуры, отделяющей команды обработки от команд работы с памятью, и делали упор на эффективную конвейерную обработку. Система команд разрабатывалась таким образом, чтобы выполнение любой команды занимало небольшое количество машинных тактов (предпочтительно один машинный такт). Сама логика выполнения команд с целью повышения производительности ориентировалась на аппаратную, а не на микропрограммную реализацию. Чтобы упростить логику декодирования команд использовались команды фиксированной длины и фиксированного формата. Среди других особенностей RISC-архитектур следует отметить наличие достаточно большого регистрового файла (в типовых RISC-процессорах реализуются 32 или большее число регистров по сравнению с 8 - 16 регистрами в CISC-архитектурах), что позволяет большему объему данных храниться в регистрах на процессорном кристалле большее время и упрощает работу компилятора по распределению регистров под переменные. Для обработки, как правило, используются трехадресные команды, что помимо упрощения дешифрации дает возможность сохранять большее число переменных в регистрах без их последующей перезагрузки. Современные компиляторы используют также преимущества другой оптимизационной техники для повышения производительности, обычно применяемой в процессорах RISC: реализацию задержанных переходов и суперскалярной обработки, позволяющей в один и тот же момент времени выдавать на выполнение несколько команд.

Слайд 14

Описание слайда:

Отметим, что разработках компании Intel (имеется в виду Pentium P54C и процессор следующего поколения P6), а также ее последователей-конкурентов (AMD R5, Cyrix M1, NexGen Nx586 и др.) широко используются идеи, реализованные в RISC-микропроцессорах, так что многие различия между CISC и RISC стираются.

Слайд 15

Описание слайда:

Традиционная архитектура процессора

Слайд 16

Описание слайда:

Архитектура RISC - процессора

Слайд 17

Описание слайда:

Cуперскалярные и суперконвейерные процессоры. Примеры реализации. Суперконвейерный подход: каждая команда процессора разбивается на возможно большее количество элементарных операций, выполняемых последовательно; для выполнения каждой специализированной операции используется отдельное устройство - ступень суперконвейера; одновременно обрабатывается столько команд, сколько ступеней конвейера. Недостатки: высокие требования к аппаратной части; сложности создания многопроцессорных комплексов.

Слайд 18

Описание слайда:

Суперскалярный подход, используется : конвейерная обработка команд, но значительно короче; распараллеливание потока команд к разным функциональным устройствам. Недостатки: высокие требования к компилятору (ЦПВ).