PDF-лекции (1128548), страница 12
Текст из файла (страница 12)
Кроме шиныPCI (системной шины) сейчас есть шины I/O устройств, и их много. Все внешниеустройства подключаются к шине PCI. Процессор синхронно записывает всю информациюв буфер, а из буфера данные будут передаваться асинхронно (т.е. по мере требованиявнешними устройствами). Это дает процессору работать с полной скоростью.Взаимодействие процессора и памяти не тормозится внешними устройствами. Но это непринципиальный выход из положения.Раньше через шину ISA подключались все устройства, не только медленные(принтер, …), но и относительно быстрые (CD-ROM, Hard Disc,…).
Сейчас это не так.Bridge - некий контроллер.Внешние устройства: видеокарта, медленные устройства (принтер, …)(подключаются через LРT порт, которые в том или ином виде оперирует с шиной ISA иличто-то другое), Floppy Disc, Hard Disc, CD-ROM. Есть шина EIDE, к которой подключаютHard Driver и CD-ROM. Еще есть шина USB.
Клавиатура подключена к ISA. Есть COMпорты, LPT порт.Любая перестройка занимает какое-то время, особенно, если это связано свнешними устройствами. Если покупка новой Mother Board повлечет за собойнеобходимость покупки нового внешнего устройства, это не приветствуетсяпользователями. Если у меня есть принтер, который работает только через LPT, то я некуплю Mother Board, на которой вообще LPT нет. Сейчас переход намечается,потребителей приучают постепенно – сейчас если купить хороший принтер – он работаетне с LPT, а с USB. Клавиатура может работать не с ISA, а с PS/2.Есть еще другие стандарты шин. Есть последовательная шина Fire Wire.
Есть SCI.Но это шины специфические, используются на вполне определенных устройствах, и вданный момент, если вам для чего-то нужна какая-то иная шина (например SCI или FireWire), ее можно купить.Сейчас широкое распространение получила USB. USB может работать как с малой,так и с высокой скоростью. Появилась USB-2. Она обеспечивает скорость передачи 480Мбит в секунду.
Сейчас вопрос состоит в том, есть ли USB-2 во внешнем устройстве. Вчем достоинство USB? Количество прерываний ограничено. К процессору можноподключать очень большое количество USB-устройств без конфликтов. Недостаток –процессор всегда является ведущим устройством. Т.е. внешнее устройство, имеющее USBпорт, само по себе не может передать информацию процессору. В данном случае, если естьустройство, подсоединенное к ЭВМ через USB, то процессор каждый раз проверяет, нехочет ли оно что-то передать или получить. Т.е.
внешнее устройство всегда пассивное.Появился абсолютно полный контроллер, полностью основанный на USB. Поэтомупоявился стимул подключать внешние устройства подключать через USB. Этого следуетожидать в ближайшее время.Лекция №7ПамятьКогда мы говорили о логических схемах, мы имели в виду комбинационную логику.Если есть какая-то логика, у которой есть какое-то количество входных переменных икакое-то количество выходных переменныхто существует однозначная связь между значением любой выходной переменной изначениями входных переменных.Кроме этого есть так называемая последовательная логика.
Это логика, у которойзначение выходных переменных определяется не только значением входных переменных,но и зависит от предыстории (или от начального состояния). Она собирается на обычныхкомбинаторных схемах.Возьмем 2 инвертораКаковы возможные состояния? Состояния на выходе определяются состояниями навходе. Не может быть так, что х1 и у1 одновременно равняются "0" => у1 не может бытьравно у2.
Возможны 2 состояния:у1="1" => x2="1" => y2="0" => x1="0"1)2)у1="0" => x2="0" => y2="1" => x1="1"От чего зависят эти состояния? На эту схему мы не можем действовать. Получилиустройство, которое может находиться в двух различных состояниях.Система находится в устойчивом положении равновесия, когдаЕсли мы имеем 2 устойчивых положения равновесия, то 2 минимума потенциальнойэнергии.Наша схема будет находиться либо в одном, либо в другом устойчивом положении.Если минимумы одинаковые, то нет предпочтения, т.е.
схема с равной вероятностьюбудет находится или в одном или в другом состоянии.Как перевести систему из состояния Х1, в котором она находится, в состояние Х2?Обозначим величину потенциального барьера А. Это работа, которую нужно затратить,чтобы перевести систему из состояния Х1 в состояние Х2.Аналогично двум ямкам и шарикуВ этом примере, чтобы перевести шарик из одного состояния в другое, надо поднять его навысоту >= h относительно дна ямки. А >= mgh, где m – масса шарика.Наша система - система с двумя устойчивыми положениями равновесия. Онанаходится в min потенциальной энергии.Если речь идет об электроне. Диэлектрик не пропускает электрический ток.
Еслиесть проводникЭлектрон может преодолеть диэлектрический слой и перейти с левого участка в правый.Это может произойти потому, что электроны находятся в тепловом движении. Есть какоето распределение скоростей электронов. Отдельные электроны могут иметь оченьбольшую кинетическую энергию, больше, чем высота потенциального барьера.Кинетическая энергия электрона зависит о температуры.В случае с двумя минимумами рассмотрим 2 ситуацииОказывается, толщина барьера принципиальна. Чем тоньше слой диэлектрика, тем большевероятность прохождения электронов через диэлектрик.Как переводить нашу схему из одного состояния в другое?Если X1 = X2 = 1, то все будет как в той схеме, которая может находиться в одном из двухсостоянии.Пусть Y1="0", а Y2="1". Еслито схема переходит в прямо противоположное состояние.Это так называемый RS триггер.В любой серии микросхем большое количество триггерных схем1схема "и не".
Но это роли не играет. Можно было брать не схему "и не", а схему "или не"(это можно показать).Как видно, переход из одного состояния в другое осуществляется перепадом навходе.Существует большое количество триггерных схем.Есть счетные триггеры.Есть так называемые D триггеры, которые характеризуются тем, что это схема,которая имеет так называемый вход данных D, как правило имеет сигнал тактовой частотыCLOCK, сигнал Reset и выход Q.Этот триггер работает следующим образомФормально триггеры могут использоваться для построения памяти.Типы памятиДля работы компьютера обязательно нужна память, т.к.
требуется хранить икоманды, и данные.Есть разные типы памяти.Есть память с произвольным доступом (Random Access Memory (RAM)). Если естьнабор каких-то элементарных ячеек. Каждой из них приписан како-то адрес. Ксодержимому такой ячейки можно обращаться по ее адресу (можно прочитать или записатьв нее). При этом время доступа не зависит от того, где конкретно локализована ячейка. Оноодинаково для всех ячеек. Это основное свойство.Есть последовательная память. Порядок считывания информации из такой памятиодназначно определен записью.Для BIOS исполизуется так называемая ROM – Read Only Memory.
Это память спроизвольным доступом, но только на чтение. В ROM должны быть записаны куски ОС.RAM делится на статическую - SRAM (Static RAM) и динамическую - DRAM(Dynamic RAM).Сначала появилась ROM, которую можно запрограммировать, но ее нельзяперепрограммировать, можно только сменить на новую. Потом появилисьперепрограммируемые (но не в составе ЭВМ).
Сейчас есть ROM, которые можноперепрограммировать в составе ЭВМ. Они отличаются по тому, как происходит стирание изапись новой информации.Память – регулярная структура. Поэтому у нее степень интеграции самая высокая.Для повышения степени интеграции применяют CMOS логику (она допускает самуюбольшую степень интеграции). Статическая потребляемая мощность = 0, динамическаяпропорциональна частоте, емкости и квадрату U.RAMОбщая структура.ДШ –дешифратор.Запоминающие ячейки объединяются в матрицу, в которой можно выделить строкии столбцы. Пусть в матрице m строк и n столбцов.Дешифратор – устройство, у которого n входов и 2 в степени n выходов.
Причем "1"может быть только на одном из выходов дешифратора. Дешифратор можно сделать насамой простой логике, используя схемы ИЛИ, НЕ.Можно задать адрес строки и адрес столбца и выбрать конкретную величину, ноделается не так. Читаются все элементы, находящиеся в i-ой строке, и подаются насоответствующий усилитель. Он нужен для того, чтобы привести выходные сигналы куровням, которые нам нужны. Задавая адрес столбца, мы уже выбираем конкретнуюячейку в этой строке. На выходе появляется информация только с этой ячейки.Что представляет из себя элементарная ячейка?2 инвертора, выход одного подключен на вход другого.Чтобы МОП транзистор р типа был открыт необходимо отрицательное напряжение междузатвором и истоком. А для того, чтобы был открыт транзистор n типа, наоборот,напряжение между затвором и истоком должно быть положительное.Как задавать информацию? Эта схема такова, что на левом выходе может быть либо"0", либо "1", а на правом выходе – противоположное значение.Как изменять состояние? Возможный вариант – использовать выходы у1 и у2 ичтобы считывать информацию, и чтобы записывать.
Тем самым мы сразу уменьшим числовыходов.Пусть ситуация такова:у1="1" = VDy2="0" = 0Если подать на у1 "0", то система перейдет в противоположное состояние. Обычно длязаписи подаются сразу 2 сигнала – одновременно меняют напряжение на входах у1 и у2 напротивоположное. Тогда переход из одного состояния в другое происходит быстрее.Как объединять эти элементарные ячейки? Для этого поставим в ячейку ключ. Этоэлементарная ячейка. Теперь нет проблем объединить у1, у2.Если на линию Select подать "0", то ключ закрыт, и ячейка к линии данных неподсоединится. Если подать "1", то ячейка будет подсоединена.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
