Главная Случайная страница


Категории:

ДомЗдоровьеЗоологияИнформатикаИскусствоИскусствоКомпьютерыКулинарияМаркетингМатематикаМедицинаМенеджментОбразованиеПедагогикаПитомцыПрограммированиеПроизводствоПромышленностьПсихологияРазноеРелигияСоциологияСпортСтатистикаТранспортФизикаФилософияФинансыХимияХоббиЭкологияЭкономикаЭлектроника






Організація функціонування комп’ютерів з магістральною архітектурою

У центральних пристроях основним вузлом, що зв'язує мікропроцесорний комплект в єдине ціле, є системна магістраль. Вона складається з трьох вузлів, які називаються шинами: шина даних (ШД), шина адреси (ША) і шина керування (ШК). До складу системної магістралі входять: регістри, в яких запам'ятовується інформація, що передається; шинні формувальники; шинні арбітри, що визначають черговість доступу до системної магістралі, та ін.

Логіка роботи системної магістралі, кількість розрядів (ліній) у шинах даних, адрес і керування, порядок розв’язання конфліктних ситуацій, що виникають при одночасному зверненні різних пристроїв комп’ютера до системної магістралі, утворюють інтерфейс системної шини.

Перед початком роботи програма, яка керує роботою комп’ютера, завантажується в основну пам'ять. Адреса першої команди, яка має бути виконана, передається мікропроцесору і запам'ятовується в лічильнику команд.

Початок роботи процесора полягає в тому, що адреса з лічильника команд (в якому завжди зберігається адреса чергової команди) виставляється на шину адреси системної магістралі. Отримавши з шини керування системної магістралі команду, відбувається зчитування її адреси з шини адрес і знаходження комірки з цим номером. Вміст комірки виставляється на шину даних, а на шину керування виставляється сигнал про виконання команди. Процесор після отримання за шиною керування сигналу про закінчення роботи ОП вводить число з шини даних на внутрішню магістраль МП і через неї пересилає введену інформацію в регістр команд.

У регістрі команд отримана команда розділяється на кодову і адресну частини. Код команди надходить у блок керуванння для вироблення сигналів, що налагоджують МП на виконання заданої операції, і для визначення адреси наступної команди, яка відразу заноситься в лічильник команд. Адресна частина команди виставляється на шину адреси системної магістралі (СМ) і супроводжується сигналом „вибірка з ОП” на шині керування. Вибрана з ОП інформація через шину даних надходить на внутрішню магістраль МП, звідки вводиться в арифметичний пристрій (АП). На цьому закінчується підготовка МП до виконання операції, і починається її виконання в АЛП.

Результат виконання операції виставляється мікропроцесором на шину даних. На шину адреси виставляється адреса комірки ОП, в яку цей результат необхідно записати. На шину керування виставляється команда „запис в ОП”. Отримавши з шини керування команду, ОП прочитує адресу і дані з системної магістралі, організовує запис даних за вказаною адресою і після виконання команди виставляє на шину керування сигнал, який підтверджує запис числа. Процесор, отримавши цей сигнал, починає вибірку чергової команди: виставляє адресу з лічильника команд на шину адреси, формує команду „вибірка з ОП” на шині керування тощо.

У кожному циклі, отримавши команду в регістрі команд і виділивши код операції, процесор визначає, до якого пристрою вона належить. Якщо команда повинна виконуватися процесором, організовується її виконання за описаним циклом. Якщо ж команда призначена для виконання в іншому пристрої комп’ютера, центральний процесор (ЦП) передає її відповідному пристрою. Процес передачі команди іншому пристрою передбачає наступні дії: ЦП виставляє на шину адреси СМ адресу пристрою. По шинах керування передається сигнал пошуку пристрою. Всі пристрої, які підключені до системної магістралі, після отримання цього сигналу читають номер пристрою з шини адреси і порівнюють його зі своїм номером. Пристрої, для яких ці номери не збігаються, на цю команду не реагують. Пристрій з номером, який збігся, виробляє сигнал відгуку за шиною керування. ЦП, отримавши сигнал відгуку, в найпростішому випадку виставляє команду на шину даних і супроводжує її по шині керування сигналом „передаю команду”. Отримавши сигнал про прийом команди, ЦП переходить до виконання чергової своєї команди та виставляє на шину адреси вміст лічильника команд.

У складніших випадках, отримавши сигнал, що пристрій відгукнувся, перш ніж передавати команду, ЦП запитує пристрій про його стан. Поточний стан пристрою закодований в байті стану, що передається від пристрою процесора через ШД системної магістралі. Якщо пристрій ввімкнений і готовий до роботи, то вміст байта стану нульовий. Наявність в ньому одиниць свідчить про нештатну ситуацію, яку ЦП намагається проаналізувати і в необхідних випадках оповістити про ситуацію, яка склалася.

Для підвищення ефективності роботи устаткування зовнішні пристрої зроблені автономними. Отримавши від ЦП необхідну інформацію, вони самостійно організовують свою роботу з обміну даними. Процесор же, запустивши зовнішній пристрій, намагається продовжити виконання програми. При необхідності (якщо зустрінуться відповідні команди) він може запустити в роботу інші пристрої (оскільки зовнішні пристрої працюють значно повільніше, ніж процесор). Якщо процесору доводиться переходити в режим очікування, то, користуючись тим, що в ОП може одночасно знаходитися не одна, а декілька програм, ЦП переходить до виконання чергової програми. При цьому створюється ситуація, коли в один і той же момент часу різні пристрої комп’ютера виконують або різні програми, або різні частини однієї і тієї ж програми. Такий режим роботи комп’ютера називається багатопрограмним.

 

 

Последнее изменение этой страницы: 2016-08-11

lectmania.ru. Все права принадлежат авторам данных материалов. В случае нарушения авторского права напишите нам сюда...