 ПОЗНАВАТЕЛЬНОЕ Сила воли ведет к действию, а позитивные действия формируют позитивное отношение Как определить диапазон голоса - ваш вокал Игровые автоматы с быстрым выводом Как самому избавиться от обидчивости Противоречивые взгляды на качества, присущие мужчинам Вкуснейший "Салат из свеклы с чесноком" Натюрморт и его изобразительные возможности Применение, как принимать мумие? Мумие для волос, лица, при переломах, при кровотечении и т.д. Как научиться брать на себя ответственность Зачем нужны границы в отношениях с детьми? Световозвращающие элементы на детской одежде Как победить свой возраст? Восемь уникальных способов, которые помогут достичь долголетия Классификация ожирения по ИМТ (ВОЗ) Глава 3. Завет мужчины с женщиной
Оси и плоскости тела человека - Тело человека состоит из определенных топографических частей и участков, в которых расположены органы, мышцы, сосуды, нервы и т.д.
| Шинная организация подсистемы ввода-вывода
Общая организация шин Особенность данной организации ввода-вывода заключается в использовании общей информационной магистрали для передачи данных между процессором, памятью и контроллерами (устройствами) ввода-вывода (УВВ), подключенными к шине. Заметим, что термин «шина» применительно к системе ввода-вывода используется для обозначения информационных магистралей как со стороны «большого», так и со стороны «малого» интерфейса. Если речь идет о шинной архитектуре системы ввода-вывода, очевидно, имеется в виду «большой» интерфейс, организованный в виде общей шины. Как правило, шины состоят только из пассивных элементов, и все управление передачами выполняется передающим и принимающим устройствами. Так как между разными устройствами возникает состязание за пользование общим ресурсом, то необходимо управление предоставлением шины передающему устройству.
Рис. 4.5. Шинная организация подсистемы ввода-вывода
С целью снижения стоимости некоторые ЭВМ имеютединственную шину для памяти и устройств ввода-вывода. Такая шина называется системной. Примерами системных шин являются шины стандартов ISA, EISA или MCA персональных компьютеров недалекого прошлого. Необходимость сохранения баланса производительности по мере роста быстродействия процессоров привела к двухуровневой организации шин в персональных компьютерах на основе локальной шины. Локальной шинойназывается шина, электрически выходящая непосредственно на контакты процессора. Она обычно объединяет процессор, память, схемы буферизации для системной шины и ее контроллер, а также некоторые вспомогательные схемы. Типичными примерами локальных шин являются VL-Bus и PCI. Устройство, желающее передать данные, должно сначала получить доступ к шине, затем установить связь с адресатом и определить его способность к взаимодействию. После этого передающее устройство извещает принимающее о действиях, которые должно совершить принимающее устройство в ходе взаимодействия. Принимающее устройство распознает свой адрес на шине и отвечает на управляющие сигналы от передающего. Только после этого происходит собственно передача данных. Передача элемента данных по шине от одного МВВ к другому осуществляется в виде неделимой последовательности операций, называемой транзакцией. Шинная транзакция включает в себя два этапа: посылку адреса и прием (или посылку) данных. Во время интервала между посылкой адреса и получением данных процессор или МВВ, инициировавший обмен, могут простаивать. Подключенное к общей шине устройство, которое может инициировать транзакции чтения или записи, называетсяглавным устройством шины. ЦП, например, всегда является главным устройством шины. Шина может иметь несколько главных устройств, например, если имеется несколько ЦП или, когда МВВ могут инициировать транзакции на шине. Если имеется несколько таких устройств, то требуется схема арбитража, чтобы решить, кто следующий «захватит» шину. По способу коммутации различают два типа шин: шины с коммутацией цепей (circuit-switched bus) и шины с коммутацией пакетов (packet-switched bus), получившие свои названия по аналогии со способами коммутации в сетях передачи данных. Шина с коммутацией пакетов обеспечивает большую пропускную способность по сравнению с шиной с коммутацией цепей за счет разделения транзакции на две логические части: запроса шины и ответа. Каждая часть транзакции помечается (тегируется) так, чтобы при их разделении можно было бы определить, к какой транзакции относится та или иная часть. Произвольное количество других пакетов или транзакций могут использовать шину между запросом и ответом, поэтому разделенная на две части транзакция называется расщепленной. Шина с коммутацией цепей не делает расщепления транзакций, любая транзакция на ней есть неделимая операция. Главное устройство запрашивает шину, после арбитража помещает на нее адрес и блокирует шину до окончания обслуживания запроса. При этом часть времени обслуживания тратится на второстепенные операции на шине, например, на задержку выборки из памяти. Расщепленные транзакции делают шину доступной для других главных устройств в то время, пока идет информационный обмен. Шины с расщеплением транзакций имеют более высокую пропускную способность, но при этом, как правило, и большую задержку, чем шины, которые захватываются на все время выполнения транзакции. По типу синхронизации шины делятся на синхронные и асинхронные. Синхронная шина включает сигналы синхронизации, которые передаются по линиям управления шины, и фиксированный протокол, определяющий расположение сигналов адреса и данных относительно сигналов синхронизации. Простота подобной организации позволяет получать производительные решения с невысокой стоимостью. Однако, в синхронных шинах возникает проблема перекоса синхросигналов, ограничивающая физическую длину шины. Обычно синхронные шины используются для организации обмена между ЦП и памятью. Асинхронная шина обычно использует старт-стопный режим передачи и протокол «рукопожатия» (handshaking) между источником и приемником данных на шине. Эта схема менее быстродействующая, но позволяет использовать длинные шины. Выбор типа шины (синхронной или асинхронной) определяет не только пропускную способность, но также непосредственно влияет на емкость системы ввода-вывода в терминах физического расстояния и количества УВВ, которые могут быть подсоединены к шине. Шинная организация ввода-вывода имеет два основных преимущества: низкую стоимостьиуниверсальность. К общей шине легко могут быть подсоединены новые УВВ, и одни и те же периферийные устройства можно применять в ЭВМ разной архитектуры, но использующих однотипную шину. Стоимость такой организации получается достаточно низкой, поскольку для реализации множества путей передачи информации используется единственный набор линий шины, разделяемый множеством устройств. Главным недостатком организации с общей шиной является то, что шина создает узкое место, ограничивая как максимальную пропускную способность системы ввода-вывода, так и ее масштабируемость. Количество внешних устройств, которые одновременно могут быть подключены к общей шине весьма ограниченно. В серверах, где ввод-вывод осуществляется очень часто одним из главных вопросов разработки является создание системы нескольких шин, способной удовлетворить все запросы. Отметим одну из существенных особенностей шинной организации. Любая общая шина является широковещательной (broadcast) средой передачи информации. Одно устройство может предавать информацию сразу нескольким или всем остальным устройствам на шине. Заметим, что локальные сети Ethernet и Token Ring с протоколами, использующими общую среду распространения сигналов, также реализуют логический протокол шинной структуры.
Алгоритмы арбитража
|
