1

Systemy operacyjne i sieci komputerowe

mgr Mirosław Brozio

Lekcja

16A

TEMAT:

Pojęcie magistrali danych, adresu i
szyny adresowej

2

Systemy operacyjne i sieci komputerowe

mgr Mirosław Brozio

3

Systemy operacyjne i sieci komputerowe

mgr Mirosław Brozio

Zegar:

wytwarza prostokątne impulsy synchronizując

działanie układów logicznych i pamięci o częstotliwości
1MHz -3000 MHz i wyżej

CPU:

Centralna Jednostka Przetwarzająca (Central

Processing Unit).

FPU

(Floating Point Unit), czyli jednostka

zmiennoprzecinkowa, zwykle (od Pentium) wbudowana w
CPU, dawniej osobna.

Pamięć stała ROM

(Read Only Memory): pamięć

pozwalająca tylko na odczyt

Pamięć zapisywalna RAM:

pamięć pozwalająca

na odczyt i zapis

[„bufor pamięci” - obszar wydzielony pamięci]

4

Systemy operacyjne i sieci komputerowe

mgr Mirosław Brozio

Pamięć cache: (

L1, L2 cache

)

L1

- w procesorze, do 512 KB

L2

- zwykle pamięć statyczna SDRAM o krótkim czasie

dostępu, zwykle 32-1024 KB, niektóre mikroprocesory
(np. Xenon) do 4 MB, czasami wbudowana w procesor
(np. P4 ma 256 lub 512 KB).

5

Systemy operacyjne i sieci komputerowe

mgr Mirosław Brozio

Szyna adresowa:

wysyła informację z CPU do

pamięci pozwalając odszukać adres komórki pamięci.

Komórki pamięci (memory cells) - najmniejsza
bezpośrednio adresowalna grupa bitów pamięci RAM

Najmniejszą jednostką pamięci posiadającą własny
adres jest bajt

6

Systemy operacyjne i sieci komputerowe

mgr Mirosław Brozio

Adres:

informacja o tym gdzie w pamięci znajdują się dane.

Każda komórka w pamięci ma swój numer.
Adres oznacza po prostu numer komórki w pamięci, z którego
należy pobrać dane do przetwarzania i zapisać wyniki
przetwarzania.

7

Systemy operacyjne i sieci komputerowe

mgr Mirosław Brozio

Adresowanie pamięci:

odnajdywanie miejsc, z

których chcemy pobrać lub wpisać bajty.

Szerokość szyny adresowej:

liczba

równoległych połączeń w szynie.

Szerokość 8 (szyna 8-bitowa) daje 256 możliwości
Szerokość 16 (szyna 16-bitowa) daje 65536 możliwości.
Szerokość 32 (szyna 32-bitowa) daje 4294967296
możliwości
Szerokość 64, (szyna 64-bitowa) daje
18446744073709551616

8

Systemy operacyjne i sieci komputerowe

mgr Mirosław Brozio

Szyna danych:

przesyła dane, znajdujące się w

pamięci pod wskazanym adresem do/z

CPU.

Słowo:

8, 16, 32, 48, 64, 128 lub 256 bitów, na których

wykonywana jest jednocześnie operacja.

9

Systemy operacyjne i sieci komputerowe

mgr Mirosław Brozio

10

Systemy operacyjne i sieci komputerowe

mgr Mirosław Brozio

Przykładowa szyna danych:

FSB (Front Side Bus):

64-bitowa szyna danych, wymaga szybkich pamięci:
standardowa 66 MHz, 528 MB/sec;
nowsze płyty 100 MHz, 800 MB/sec, PIII mają 133 MHz,
1.06 GB/sec lub więcej; szyna taktowana 400 do 800
MHz na płytach z P4, przesyła do 6.4 GB/s!

11

Systemy operacyjne i sieci komputerowe

mgr Mirosław Brozio

Obecnie stosowane magistrale:

Nazwa

Szerokość

Częstość

Przepustowość

AGP 8X

32-bit

533MHz

2.12 GB/sec

AGP 4X

32-bit

266MHz

1.06 GB/sec

AGP 2X

32-bit

133MHz

528 MB/sec

AGP 1X

32-bit

66MHz

264 MB/sec

PCI 2.2

64-bit

66MHz

528 MB/sec

PCI 2.1

32-bit

66MHz

266 MB/sec

PCI

32-bit

33MHz

133 MB/sec

12

Systemy operacyjne i sieci komputerowe

mgr Mirosław Brozio

Dodatkowe elementy systemu:

Koprocesory:

graficzne/numeryczne, dodatkowe

transformacje danych.

Kanały bezpośredniego dostępu (DMA):

omijanie

mikroprocesora przy transmisji danych z urządzeń
zewnętrznych.

Łącza (porty) zewnętrzne:

dołączone do układów I/O

porty, np. szeregowy  (serial port), równoległy (parallel
port), port USB.

13

Systemy operacyjne i sieci komputerowe

mgr Mirosław Brozio

Układy wspomagające mikroprocesor (

chipset

):

decydują o integracji całości. Chipset obsługuje pamięć i
złącza PCI, AGP, IDE do urządzeń zewnętrznych.

Układy I/O

(

Input/Output

), wejścia/wyjścia:

komunikacja procesora ze światem zewnętrznym.

14

Systemy operacyjne i sieci komputerowe

mgr Mirosław Brozio

Pełny zestaw standardowych przyporządkowań przerwań
sprzętowych urządzeniom znajdującym się na kartach
rozszerzających bądź płycie głównej przedstawia poniższa
tabela.

15

Systemy operacyjne i sieci komputerowe

mgr Mirosław Brozio

Uwaga:

Sygnały przerwań o numerach

0,1,8

i

13

nie są

wyprowadzone na gniazda magistrali
rozszerzającej.

Odpowiadające im urządzenia znajdują się
standardowo  na płycie głównej.

16

Systemy operacyjne i sieci komputerowe

mgr Mirosław Brozio

DMA:

17

Systemy operacyjne i sieci komputerowe

mgr Mirosław Brozio

Przebieg operacji nadzoruje sterownik DMA, co oznacza,
że generuje on wszystkie sygnały sterujące i adresy
potrzebne do realizacji wymiany.

W tym celu sterownik DMA przejmuje na czas
wymiany informacji kontrolę nad magistralami,
stając się zarządcą magistrali !!

18

Systemy operacyjne i sieci komputerowe

mgr Mirosław Brozio

Operacja DMA, podobnie jak przerwanie,
inicjowania jest na żądanie układu
wejścia/wyjścia. Żądanie to jest zgłaszane do
sterownika DMA sygnałem o nazwie

DRQ n

(gdzie n jest numerem kanału DMA).

Inicjacja jest realizowana przez
mikroprocesor, gdyż kieruje on pracą całego
systemu.

19

Systemy operacyjne i sieci komputerowe

mgr Mirosław Brozio

Operację

DMA

możemy realizować w jednym z trzech

trybów:

1. transmisja pojedynczymi słowami (tylko w jednym
cyklu)
2. transmisja blokowa (cały blok danych)
3. transmisja na żądanie (trwa dopóki jest aktywny
DRQ n)

Zakończenie operacji DMA sygnalizowane jest przez
sterownik DMA. Procesor uzyskuje kontrolę na
magistralami.

20

Systemy operacyjne i sieci komputerowe

mgr Mirosław Brozio

Powtórzenie wiadomości:

1. Model komputera
2. Typy procesorów
3. Przerwania

21

Systemy operacyjne i sieci komputerowe

mgr Mirosław Brozio

Praca domowa:

Zadanie 1
Referat dotyczący budowy procesora