Вопрос 8. Структура компьютера Pentium. Шины компьютера.
На рис. 13 представлена архитектура компьютера Pentium.
Компьютер использует 8 шин (шина кэша, локальная шина, шина памяти, а также шины PCI, SCSI, USB, IDE и ISA). Каждая шина имеет свою скорость передачи данных и свои функции.
В ОС для управления компьютером и его конфигурацией должны находиться сведения обо всех шинах.
Выделяют две основные шины:
• ISA (Industry Standard Architecture – промышленная стандартная архитектура) – это оригинальная шина компьютера IBM PC;
• PCI (Peripheral Component Interconnect – интерфейс периферийных устройств) – приемник шины ISA.
Шина ISA разработана компанией IBM и работает на частоте 8,33 МГц, передает два байта с максимальной скоростью 16,67 Мбайт/с. К ней подключаются платы медленных устройств ввода-вывода.
Шина PCI разработана компанией Intel. Она работает на частоте 66 Мгц и передает сразу 8 байт за такт со скоростью 528 Мбайт/с. Большинство высокоскоростных устройств ввода-вывода используют шины PCI.
Многие компьютеры с процессорами не Intel используют шины PCI, так как они являются стандартом ввода-вывода, и многие платы совместимы с шиной PCI.
Центральный процессор через локальную шину связан с микросхемой PCI-моста, который, в свою очередь, связан с памятью через шину памяти. Шина памяти обычно работает на частоте 100 МГц. Компьютер Pentium имеет кэш первого уровня (кэш L1), встроенный в процессор, и намного больший внешний кэш второго уровня (кэш L2), подключенный к процессору отдельной шиной кэша.
Кроме перечисленных шин, в архитектуру Pentium входят три специализированные шины: IDE, USB и SCSI.
Шина IDE служит для присоединения периферийных устройств к системе – дисков и устройств чтения компакт дисков (CD-ROM). IDE-шина – это стандартная шина для контроллеров дисков.
Шина USB (Universal Serial Bus – универсальная последовательная шина) используется для подключения медленных устройств ввода-вывода, такие как клавиатура и мышь. Шина USB использует маленький четырехпроводной разъем, причем два провода – это питание USB-устройств. Остаются еще два провода для передачи данных. Микросхема USB (центральный контроллер USB) один раз в миллисекунду устройства ввода-вывода, чтобы узнать, есть ли у них данные. Микросхема USB управляет потоком данных со скоростью 1,5 Мбайт/с. Все USB-устройства используют один драйвер, избавляя пользователя от необходимости установки новых драйверов для каждого нового USB-устройства. Поэтому USB-устройства можно подключать к системе без ее перезагрузки.
SCSI (Small Computer System Interface – системный интерфейс малых компьютеров) – это высокопроизводительная шина, применяемая для сканеров и других устройств, нуждающихся в значительной пропускной способности. Производительность шины SCSI достигает 160 Мбайт/с. Шина SCSI используется в системах Macintosh с момента их появления, эта шина популярна и в UNIX-системах и некоторых системах на базе процессоров Intel.
Есть еще одна шина, она не показана на рисунке, но от ней мы говорили на предыдущей лекции, это шина IEEE 1394. Иногда ее называют FireWire. Это название дала компания Apple, шина IEEE 1394 – это ее разработка. Как и шина USB, шина IEEE 1394 является бит-последовательной шиной, но она поддерживает скорость передачи данных в 50 Мбайт/с. Такая поддерживая скорость позволяет подключать к компьютеру портативные цифровые видеокамеры и подобные мультимедийные устройства. В отличие от USB шина IEEE 1394 не имеет центрального контроллера. Шины SCSI и IEEE 1394 конкурируют с шиной USB.