 |
Структурные схемы ЦВМ IV поколения.
|
|
|
|
 |
1) Реализовано на микропроцессорах. Основная масса на базе однокристальных микропроцессоров и их структурная схема совпадала со структурой схемой малых ЭВМ.
ПКПП – программируемый контроллер приоритетных прерываний.
ПКПДП - программируемый контроллер прямого доступа к памяти.
ПП – подсистема памяти.
УВВ – устройства ввода/вывода.
К данному типу принадлежат ЦВМ на базе i8080А – popular computer, 8-ми разрядный. Позднее появился i8085 – добавлены операции деления и умножения (использовался как контроллер). Z80 –побитная обработка информации (ZX Spectrum). i8086/88 – 13 августа 1981 года выпущен первый IBM PC XT. Далее появились IBM PC AT.
4. Структурная схема IBM PC XT.
ГСИ – генератор синхроимпульсов.
КШ – контроллер шины.
РгЗА – регистры защелки адреса.
ПП – подсистема памяти.
ШУ – шина управления.
ША – шина адреса.
ШД – шина данных.
ПКПП – программируемый контроллер приоритетных прерываний.
ГСИ, КШ, РгЗА, ПП, ПКПП, контроллер DMA, таймер, и т.д. образуют все вместе так называемый набор чипов (CHIPSET).
 |
5. Структурная схема IBM PC AT.
Основной недостаток – удаленность оперативной памяти по шинам от процессора, в связи с этим снижение скорости обмена процессор – память.
i386 – ввели буферную память КЭШ и был введен контроллер кэша. Структурная схема стала иметь следующий вид:
4) Традиционная структурная схема ЦВМ IV поколения с КЭШ.
Для i386 КЭШ – внешние, навесные вошли в структуру ChipSet. Начиная с 486 появилось 2 уровня: 1) внутри кристалла процессора (8 кбайт); 2) расширенный КЭШ второго уровня на системной плате. Для процессоров Pentium 2 характерно то, что КЭШ второго уровня размещается на плате процессора, а не на системной плате или внутри процессора. У процессоров CeleronA(128к) КЭШ работает на частоте процессора.
|
|
|
Узким местом для данной конфигурации становится графика и работа с жестким диском.
 |
 |
6. ЦВМ с локальной шиной.
Этот вариант хорошо зарекомендовал себя как вычислительный модуль мультипроцессорной системы. Системная шина использовалась для сопряжения с другими модулями через арбитр шины, а локальная шина использовалась для подключения локальных устройств ввода/вывода и взаимодействия пользователя и внешних устройств с этим модулем. Серверы использовали именно такую конфигурацию.
Основной недостаток – скорость обмена с жестким диском была в норме, а но отставала графика. Появилась 3-х мерная графика, реализуемая в реальном масштабе времени, динамические изображения в виртуальном пространстве. Все это привело к необходимости ускорения графики.
7. Структурная схема с локальной шиной VESA.
1992г. – официальное появление шины VLB (vesa local bus).
Источник питания –3,3 вольт. Шина данных – 32 и 64 разряда. Тактовая частота – 33 и 50 МГц. Арбитража по шине нет. На частоте 33МГц скорость обмена 66 Мб/сек. Позволяла подключать 2 или 3 устройства.
 |
8) структурная схема с шиной PCI (1992г.)
 |
У шины PCI есть арбитраж устройств. Версии 1.0 и 2.0: нагрузочная способность до 10 устройств; прерывания не по фронту, а по уровню; введена пакетная обработка данных по шине; частота 33 МГц; источники питания 5V и 3.3V; шина данных 1.0 - 32-х, 2.0 – 64-х разрядные; скорость обмена 132 Мбайт/сек для 1.0 и 264 Мбайт/сек для 2.0.
PCI версии 2.1 работала с процессором 100МГц и выше; тактовые частоты – 33 и 66 МГц; скорость обмена – 520 Мбайт/сек.
Дальнейшее развитие привело к схемам с AGP (advanced graphic port) и USB (universal serial bus). Появился также контроллер SCSI, который имеет возможность общаться с несколькими устройствами одновременно – аналог мультиплексорного канала машин III поколения.
|
|
|
Другие направления связаны со мультипроцессорными конфигурациями и мультикомпьютерными (multiputer) вычислительными комплексами на базе вычислительных модулей.
Пятое поколение ЦВМ реализовано в структурных схемах 7, в которых появилась аппаратная возможность обработки видео и звуковой информации.
|
|
|
