Додаткові схеми.

До системної шини та МІГ можуть бути підключені також деякі додаткові плати з інтеграль­ними мікросхемами, що розширюють і поліпшують її функціональні можливості: математичний співпроцесор, контролер прямого доступу до пам'яті, співпроцесор введення-виведення, контролер переривань та інш.

Плати розширення. Так називають електронні прист­рої, відсутні в первинній комплектації комп'ютера, їх за­стосовують для збільшення його потужності або розши­рення функціональних можливостей, хоча з точки зору конструкції контролери та плати розширення — часто од­не й те саме.

Контролер прямого доступу до пам 'яті звільняє МП від прямого керування накопичувачами на магнітних дисках, що істотно підвищує ефективну швидкодію ПК. Без ньо­го обмін даними між ЗЗП та ОЗП здійснюється через регістри МП, а з ним цей обмін відбувається безпосеред­ньо, тобто минаючи МП.

Співпроцесор введення-виведення завдяки паралельній роботі з МП значно прискорює виконання процедур вве­дення-виведення інформації при обслуговуванні кількох зовнішніх пристроїв (дисплей, принтер, НЖМД, НГМД та інш.), звільняє МП від процедур введення-виведення, в тому числі реалізує режим прямого доступу до пам'яті.

Найважливішу роль відіграє в ІТК контролер переривань. Переривання — це тимчасове припинення виконання однієї програми з метою оперативного виконання іншої, * важливішої (пріоритетної) в певний момент програми. Пе­реривання виникають при роботі комп'ютера постійно. До речі, всі процедури введення-виведення інформації виконуються за перериваннями. Наприклад, переривання від таймера виникають й обслуговуються контролером пе­реривань 18 разів за секунду (звичайно, користувач їх,не помічає).

Контролер переривань обслуговує процедури перери­вання, приймає запит на них від зовнішніх пристроїв, ви­значає рівень пріоритету цього запиту і видає сигнал пере­ривання в МП, який, одержавши цей сигнал, припиняє виконання поточної програми, переходячи на виконання спеціальної програми обслуговування того переривання, яке запитало зовнішній пристрій. Після завершення про­грами обслуговування відновлюється виконання перерва­ної програми. Контролер переривань є програмованим.

Показана на рис. 2.2 структурна схема ПК є спроще­ною. Вона стосується першого та частково другого по­колінь ПК (РС, ХТ і перші машини класу АТ), відрізня­ючись від структурних схем сучасних ПК передусім ре­алізацією внутрімашинного системного інтерфейсу.

У застарілих ПК, як системний інтерфейс застосовува­лася системна шина (це й відображено на рисунку). В су­часних обчислювальних системах використовують інші схеми. Сучасні ПК характеризуються:

• стрімким зростанням швидкодії процесорів (уже МП Рептіум першого покоління теоретично може вида­вати дані зі швидкістю 528 Мбайт/с по 64-розрядній шині даних, і це всього при тактовій частості шини 66 МГц);

• зростанням швидкодії інших пристроїв (так, для відображення цифрового повноекранного відео пропускна здатність відеопідсистеми має становити 22 Мбайт/с);

• появою програм, що потребують виконання великої кількості інтерфейсних операцій (програми оброб­лення графіки у \Уіпсіо\У5, роботи з тиШтесІіа-додатками).

За цих умов пропускна здатність шини розширення, що обслуговує відносно повільні пристрої, неповною мірою узгоджується з роботою швидкодійного ЦП, опера­тивної та кеш-пам'яті. Розробники, пройшовши кілька етапів (шина І8А, ЕІ5А, локальна шина УЕ5А), реалізува­ли приблизно таку схему внутрімашинного інтерфейсу ПК, яку показано на рис. 1.4.

П

Рис. 1.4. Схема реалізації внутрімашинного інтерфейсу

роцесор, оперативна- і кеш-пам'ять сполучені між собою найшвидкодійнішою та найширшою шиною (66— 133 МГц, 64 біт). Саме цю ділянку ПК називають сист­емною шиною. Мікросхеми чіпсету надвеликої інтегральної схеми (НВІС) керування на системній платі виконують функції мостів (Ьгіdqe) між шинами з більшою і меншою пропускними здатностями. Окремо виділяється спеціальна шина АQР, призначена для підключення єдиного, але "найненаситнішого" споживача пропускної здатності шини — відеоадаптера.