Ядерные реакторы
РБМК 1000
Математика
Курсовые
Альтернативная энергетика
ВВЭР
Информатика
Черчение

Теплоэнергетика

Реактор БН
Сопромат
Электротехника
Ядерная физика
Ядерное оружие
Графика
Карта

Архитектура персонального компьютера

Шина PCI

В первых компьютерах IBM PC большинство приложений были текстовыми. С появлением Windows постепенно вошли в употребление графические пользовательские интерфейсы. Ни одно из этих приложений особо не нагружало шину ISA. Однако с течением времени появилось множество различных приложений, в том числе игр, для которых требовалось полноэкранное видео, и ситуация коренным образом изменилась.

Давайте произведем небольшие вычисления. Рассмотрим монитор размером 1024 х 768 в условиях вывода цветного движущегося изображения (3 байта/пиксел). Одно экранное изображение содержит 2,25 Мбайт данных. Для воспроизведения плавных движений требуется 30 кадров в секунду, и, следовательно, скорость передачи данных должна быть 67,5 Мбайт/с. В действительности дело обстоит гораздо хуже, поскольку, чтобы передать изображение, данные нужно передать с жесткого диска, компакт-диска или DVD-диска через шину в память. Затем данные должны поступить в графический адаптер (тоже через шину). Таким образом, только для передачи видео пропускная способность шины должна быть 135 Мбайт/с. Однако в компьютере есть еще центральный процессор и другие устройства, которые тоже должны пользоваться шиной, поэтому пропускная способность должна быть еще выше. Изучение напряженно-деформированного состояния элементов конструкций Определение нормальных напряжений в балке при прямом изгибе Ц е л ь р а б о т ы: Ознакомление с методом электротензометрирования. Опытное изучение закона распределения нормальных напряжений по высоте сечения балки и сравнение с напряжениями, вычисленными теоретически.

Максимальная частота передачи данных шины ISA — 8,33 МГц. Она способна передавать два байта за цикл, поэтому ее максимальная пропускная способность составляет 16,7 Мбайт/с. Шина EISA может передавать 4 байта за цикл. Ее пропускная способность достигает 33,3 Мбайт/с. Ясно, что ни одна из них совершенно не соответствует тому, что требуется для полноэкранного видео.

В 1990 году компания Intel разработала новую шину с гораздо более высокой пропускной способностью, чем у шины EISA. Эту шину назвали PCI (Peripheral Component Interconnect — взаимодействие периферийных компонентов). Компания Intel запатентовала шину PCI и сделала все патенты всеобщим достоянием, так что любая компания могла производить периферийные устройства для этой шины без каких-либо выплат за право пользования патентом. Компания Intel также сформировала промышленный консорциум PCI Special Interest Group, который должен был заниматься дальнейшими усовершенствованиями шины PCI. Все эти действия привели к тому, что шина PCI стала чрезвычайно популярной. Фактически в каждом компьютере Intel (начиная с Pentium), а также во многих других компьютерах есть шина PCI. Даже компания Sun выпустила версию UltraSPARC (компьютер UltraSPARC III), в которой используется шина PCI. Шина PCI подробно описана в литературе [185, 193].

Первая шина PCI передавала 32 бита за цикл и работала на частоте 33 МГц (время цикла — 30 не), общая пропускная способность составляла 133 Мбайт/с. В 1993 году появилась шина PCI 2.0, а в 1995 году - PCI 2.1. Шина PCI 2.2 под- ходит и для портативных компьютеров (где требуется экономия заряда батареи). В конце концов удалось получить шину PCI, которая работает на частоте 66 МГц, способна передавать 64 бита за цикл, а ее общая пропускная способность составляет 528 Мбайт/с. При такой производительности полноэкранное видео вполне достижимо (предполагается, что диск и другие устройства системы справляются со своей работой). Во всяком случае, шина PCI не является «узким местом» системы.

Хотя 528 Мбайт/с — достаточно высокая скорость передачи данных, все же здесь есть некоторые проблемы. Во-первых, этого недостаточно для шины памяти. Во-вторых, шина PCI несовместима со всеми старыми платами ISA. По этой причине компания Intel решила разрабатывать компьютеры с тремя и более шинами, как показано на рис. 3.49. Здесь мы видим, что центральный процессор может обмениваться информацией с основной памятью через специальную шину памяти, а шину ISA можно связать с шиной PCI. Такая архитектура в 90-х годах удовлетворяла всем современным на тот момент требованиям и поэтому использовалась в большинстве систем.

Рис. 3.49. Архитектура типичной системы первых поколений Pentium. (Толщина линий, обозначающих шину, призвана показать ее пропускную способность. Чем толще линия, тем пропускная способность выше.)


Инженерная графика

 

Сопромат