Gymnázium Vysoké Mýto nám. Vaňorného 163, 566 01 Vysoké Mýto
Registrační číslo projektu
CZ.1.07/1.5.00/34.0951
Šablona
III/2 INOVACE A ZKVALITNĚNÍ VÝUKY PROSTŘEDNICTVÍM ICT
Autor
Mgr. Petr Štorek
Název materiálu
12. HWPC Sběrnice
Ověřeno ve výuce dne
28. 11. 2012
Předmět
Informatika
Ročník
Kvinta
Klíčová slova
Multiplexování, signály řídící sběrnice, sběrnice
Anotace
Prezentace popisuje fungování a členění jednotlivých typu sběrnice. Materiál se zabývá realizací řídících procesů, jež jsou spojeny se sběrnicí.
Metodický pokyn
prezentace je určena jako výklad do hodiny i jako materiál určený k samostudiu
Počet stran
18
Pokud není uvedeno jinak, použitý materiál je z vlastních zdrojů autora.
Sběrnice (bus) • spojovací vedení propojující různé komponenty počítače; • slouží pro komunikaci mezi jednotlivými zařízeními a systémem; • využívá se pro přenos napájecího napětí; • každá sběrnice má část adresní, datovou a řídící.
Interní sběrnice • umožňuje komunikaci mezi jednotlivými prvky základní desky a procesorem; • umožňuje komunikaci mezi jednotlivými prvky základní desky navzájem a periferními sběrnicovými systémy určenými pro připojení periferních zařízení (např. sběrnice IEC nebo sběrnice SCSI)
Vnější sběrnice = sběrnice multiprocesorového systému; • vyskytuje se ve složitějších systémech sestavených z několika počítačů. • je rozšířena a upravena pro rozhodování o prioritě podřízených počítačů; • priorita se může v průběhu algoritmu dynamicky měnit podle okamžitých potřeb systému; • pomocí vnější sběrnice počítače se mohou k danému počítači připojovat další přídavná zařízení.
Sběrnice CPU • spojuje komponenty CPU navzájem, např. vyrovnávací paměť First – Level – Cache, operační a řídící jednotku; • rovněž externí sběrnicový systém spojující CPU s ostatními komponentami na základní desce, např. procesor s čipovou sadou, s operační pamětí, se někdy označuje jako sběrnice CPU, častěji jako sběrnice FSB.
Sběrnice FSB = sběrnice frontside; • je komunikační spojení pro data a řídící signály mezi procesorem a northbridge čipové sady; • podle druhu generace procesoru pracuje sběrnice FSB s různými pracovními frekvencemi mikroprocesoru.
Sběrnice IEC • umožňuje připojení až 15 periferních zařízení k počítači; • připojení je realizováno jedním kabelem; • sběrnice je používána u lékařských přístrojů pro řízení a přesun dat.
Adresní sběrnice • Slouží k výměně adres mezi jednotlivými komponentami hardwaru (např. CPU a hlavní paměť). • První generace procesorů INTEL disponovala sběrnicí 20 adresovými vodiči (20bitová adresní šířka) a mohla adresovat 16 megabajtů. • Další generace až Pentiu Pro disponovaly 32 vodiči a mohly adresovat 4096 megabajtů, resp. 4 gigabajty. • V současnosti převažují sběrnice 64bitové.
Datová sběrnice • Slouží k jsou výměně důležitých dat mezi jednotlivými komponentami. • Typickým příkladem je přenos dat z paměti do CPU, který se jej účastní jako přijímač a vysílač. • Rychlost datové sběrnice je dána maximálním počtem současně přenášených bitů za sekundu (tzv. šířka nebo šířka sběrnice) a frekvencí, s níž sběrnice pracuje.
Šířka datové sběrnice • nejdůležitější parametr sběrnice, který udává, kolik bitů je schopno se přenést najednou; • výrazně ovlivňuje rychlost komunikace; • rychlost komunikace neovlivňuje, pokud je bitová šířka datové sběrnice vetší než bitová šířka mikroprocesoru.
Řídící sběrnice • slouží k posílání potřebných řídících signálů mezi různými komponentami; • jedná se o souhrn jednotlivých signálů aktivních v různých časových okamžicích s různým významem, které mívají různé zdroje; • signály jsou generovány CPU, některé mohou být ovlivňovány jinými zařízeními; • k jednotlivým zařízením jsou přivedeny pouze signály jim patřící.
Signály řídící sběrnice • RESET - jím se mikroprocesor uvede do výchozího stavu; • Memory Read (MR) - zabezpečuje časování čtení z paměti či jiných bloků do mikroprocesoru nebo počítače;
• Memory Write (MW) – zabezpečuje časování zápisu do paměti či jiných zařízení z mikropočítače nebo počítače.
Signály řídící sběrnice II • Input/Output Read/Write(IOR/IOW) - slouží pro čtení ze zařízení, nebo k zápisu do něho; • READY - určuje připravenost obvodu.
Multiplexování sběrnice = jedna z možností, jak ušetřit počet vodičů; • spočívá ve vedení signálu dvou sběrnic (nejčastěji adresové a datové) ve společných vodičích;
• jednotlivé signály jsou aktivní v různou dobu; • signály řídící sběrnice určují význam právě přenášených dat na multiplexované sběrnici.
Úkoly 1. Na které části se člení každá sběrnice? 2. Čím je prospěšné multiplexování sběrnice pro práci PC? 3. Které dva významy může nabývat označení sběrnice CPU? 4. Které signály obsahuje řídící sběrnice? 5. Čím se liší možnosti sběrnic IEC a SCSI?
Úkoly 2 6. Které funkce plní vnější sběrnice? 7. Na základě přiloženého souboru USB 3.0 SuperSpeed.pdf [3] vysvětli, proč je USB 3.0 považováno za sběrnici a jaké změny představuje.
Použité zdroje [1] HORÁK, Jaroslav. Bios a Setup: průvodce základním nastavením počítače. 3. aktualiz. vyd. Brno: Computer Press, 2010, 160 s. ISBN 978-80-251-3035-3. [2] LITTSCHWAGER, THOMAS. USB 3.0 SuperSpeed: Co přinese nová sběrnice. Chip: Magazín informačních technologií [online]. Praha: Vogel Publishing, 2009, č. 5, s. 30-31 [cit. 2012-11-24]. ISSN 12100684. Dostupné z: http://earchiv.chip.cz/cs/earchiv/vydani/r-2009/ usb3-superspeed.html [3] NAVRÁTIL, Pavel. S počítačem nejen k maturitě 1. Vyd. 7. Kralice na Hané: Computer Media, 2009. 175 s. ISBN 978-80-7402-020-9. [4] WINKLER, Peter. Velký počítačový lexikon: co je co ve světě počítačů. Brno: Computer Press, 2009, 520 s. ISBN 978-80-251-2331-7
