Шина управления это. Шина управления компьютера: назначение, функции и взаимодействие с другими компонентами — Производство и поставка электростанций, Бензиновые и дизельные генераторы от 1 до 100 кВт. Мини ТЭЦ на базе двигателя Стирлинга.

Что такое шина управления в компьютере. Какие функции выполняет шина управления. Как шина управления взаимодействует с процессором и другими компонентами. Какие сигналы передаются по шине управления. Чем отличается шина управления от шины данных и адресной шины.

Содержание

Что такое шина управления в архитектуре компьютера

Шина управления — это одна из ключевых шин в архитектуре компьютера, которая обеспечивает передачу управляющих сигналов между процессором и другими компонентами системы. Она играет важную роль в координации работы всех устройств компьютера.

Основные характеристики шины управления:

Является однонаправленной — сигналы передаются от процессора к устройствам
Состоит из нескольких линий для передачи различных управляющих сигналов
Работает совместно с шиной данных и шиной адреса
Обеспечивает синхронизацию работы компонентов компьютера

Основные функции шины управления

Шина управления выполняет ряд важных функций в работе компьютерной системы:

Передача управляющих сигналов от процессора к устройствам
Синхронизация работы компонентов системы
Определение направления передачи данных (чтение/запись)
Управление доступом к системной шине
Передача сигналов прерываний
Инициация циклов чтения/записи памяти и портов ввода-вывода

Благодаря этим функциям шина управления обеспечивает слаженную работу всех устройств компьютера под руководством центрального процессора.

Основные сигналы шины управления

По шине управления передаются различные управляющие сигналы, основными из которых являются:

Сигнал чтения (READ) — инициирует операцию чтения данных
Сигнал записи (WRITE) — инициирует операцию записи данных
Сигнал подтверждения (READY) — подтверждает готовность устройства
Сигналы прерываний (IRQ) — запрос на обслуживание от устройств

Сигнал сброса (RESET) — инициирует перезагрузку системы
Сигнал синхронизации (CLOCK) — задает тактовую частоту

Эти и другие сигналы позволяют процессору эффективно управлять работой всех компонентов компьютера.

Взаимодействие шины управления с процессором

Шина управления тесно взаимодействует с центральным процессором компьютера:

Процессор формирует управляющие сигналы и передает их по шине управления
Шина управления доставляет сигналы к нужным устройствам
Устройства реагируют на полученные сигналы и выполняют соответствующие действия
При необходимости устройства посылают сигналы обратно процессору через шину управления

Таким образом, шина управления служит каналом двусторонней связи между процессором и остальными компонентами компьютера.

Отличия шины управления от других системных шин

Шина управления имеет ряд отличий от других основных шин компьютера:

Шина управления	Шина данных	Шина адреса
Передает управляющие сигналы	Передает данные	Передает адреса памяти/устройств
Однонаправленная	Двунаправленная	Однонаправленная
Несколько линий для разных сигналов	8/16/32/64 бита	16/20/24/32 бита

При этом все три шины работают совместно, обеспечивая функционирование компьютера как единой системы.

Роль шины управления в работе оперативной памяти

Шина управления играет важную роль во взаимодействии процессора с оперативной памятью:

Передает сигналы чтения/записи памяти
Управляет циклами обращения к памяти
Синхронизирует работу памяти и процессора
Передает сигналы подтверждения от памяти

Благодаря шине управления процессор может эффективно читать данные из памяти и записывать их обратно, что критически важно для работы всей системы.

Взаимодействие шины управления с устройствами ввода-вывода

Шина управления обеспечивает взаимодействие процессора с различными устройствами ввода-вывода:

Передает сигналы инициации операций ввода-вывода
Управляет доступом устройств к системной шине
Принимает сигналы прерываний от устройств
Синхронизирует обмен данными между процессором и устройствами

Это позволяет наладить эффективное взаимодействие компьютера с периферийным оборудованием и внешним миром.

Роль шины управления в работе кэш-памяти

Шина управления участвует в обеспечении работы кэш-памяти процессора:

Передает сигналы чтения/записи кэша
Управляет согласованностью данных в кэше и оперативной памяти
Обеспечивает взаимодействие кэша разных уровней
Синхронизирует работу кэша и других компонентов

Благодаря этому достигается эффективная работа кэш-памяти, ускоряющей доступ процессора к часто используемым данным.

Шина управления — это… Что такое Шина управления?

Шина управления

1. Шина интерфейса, предназначенная для передачи сигналов управления

Употребляется в документе:

ГОСТ Р 50304-92

Системы для сопряжения радиоэлектронных средств интерфейсные. Термины и определения

Телекоммуникационный словарь. 2013.

Шина интерфейса
Шинная (локальная вычислительная) сеть

Смотреть что такое «Шина управления» в других словарях:

Шина управления — компьютерная шина, по которой передаются сигналы, определяющие характер обмена информацией по магистрали. Сигналы управления определяют, какую операцию (считывание или запись информации из памяти) нужно производить, синхронизируют обмен… … Википедия
шина управления — Шина интерфейса, предназначенная для передачи сигналов управления. [ГОСТ Р 50304 92 ] Тематики системы для сопряж. радиоэлектр. средств интерфейсные Обобщающие термины средства реализации взаимодействия EN control bus … Справочник технического переводчика
шина управления — 73 шина управления: Шина интерфейса, предназначенная для передачи сигналов управления Источник: ГОСТ Р 50304 92: Системы для сопряжения радиоэлектронных средств интерфейсные. Термины и определения … Словарь-справочник терминов нормативно-технической документации
общая шина управления — Интерфейс сетевого управления Bay Networks в концентраторах System 5000 и Distributed 5000, который также поддерживает связь с модулями других типов. [http://www.lexikon.ru/dict/net/index.html] Тематики сети вычислительные EN common management… … Справочник технического переводчика
Шина данных — Шина данных шина, предназначенная для передачи информации. В компьютерной технике принято различать выводы устройств по назначению: одни для передачи информации (например, в виде сигналов низкого или высокого уровня), другие для сообщения… … Википедия
Шина адреса — Шина адреса компьютерная шина, используемая центральным процессором или устройствами, способными инициировать сеансы DMA, для указания физического адреса слова ОЗУ (или начала блока слов), к которому устройство может обратиться для… … Википедия
шина — 3.3 шина (tyre): Приспособление, надеваемое на обод колеса машины для уменьшения износа колес и смягчения толчков при движении. Примечание Шины могут быть пневматическими или сплошными. Сплошные шины подразделяют на резиновые и нерезиновые… … Словарь-справочник терминов нормативно-технической документации

Шина (компьютер) — Разъёмы шины PCI Express (сверху вниз: x4, x16, x1 и x16). Ниже обычный 32 битный разъем шины PCI. У этого термина существуют и другие значения, см. Шина. Компьютерная шина (от … Википедия
шина ПЭВМ с расширенной технологией — Системная магистраль, разработанная фирмой IBM, используется в серии IBM PC XT на основе микропроцессора 8088 с 8 разрядной шиной данных. Магистраль содержит 20 разрядную шину 8 разрядную двунаправленную шину данных, 6 линий уровня прерывания,… … Справочник технического переводчика
Шина PCI Express — На фотографии 4 слота PCI Express: x4, x16, x1, опять x16, внизу стандартный 32 разрядный слот PCI, на материнской плате DFI LanParty nForce4 SLI DR PCI Express или PCIe или PCI E, (также известная как 3GIO for 3rd Generation I/O; не путать с PCI … Википедия

Что такое шина управления?

Шина управления — это то, что центральный процессор (ЦП) компьютера использует для связи с другими устройствами внутри машины через набор физических соединений, таких как кабели или печатные схемы. Это разнообразный набор сигналов, включая чтение, запись и прерывание, которые позволяют процессору направлять и отслеживать действия различных частей компьютера. Это один из трех типов шин, которые составляют системную или компьютерную шину. Его точный состав варьируется среди процессоров.

Как правило, целью любой шины является уменьшение количества путей, необходимых для связи между компьютерными компонентами. Шина обеспечивает связь между компонентами по одному каналу данных и характеризуется тем, сколько информации она может передавать одновременно. Количество данных выражается в битах и соответствует количеству физических линий, по которым передается информация. Например, ленточный кабель с 32 проводами может передавать 32 бита параллельно.

Каждый компьютер обычно имеет внутреннюю и шину расширения. Внутренняя или внешняя шина облегчает связь между процессором и центральной памятью, а шина расширения или ввода / вывода связывает компоненты материнской платы, такие как жесткие диски и порты. Большинство системных шин обычно состоят из 50-100 отдельных физических линий связи. Эти линии подразделяются на три узла или типа шин: адрес или шина памяти, шина данных и шина команд или управления.

Шина управления является двунаправленной; он передает командные сигналы от процессора и ответные сигналы от оборудования. Это помогает процессору синхронизировать свои командные сигналы с компонентами компьютера и медленнее внешних устройств. В результате шина управления состоит из линий управления, каждая из которых отправляет определенный сигнал, такой как чтение, запись и прерывание. Линии управления, составляющие шину управления, различаются между процессорами, но большинство из них содержат линии системных часов, строки состояния и строки разрешения байтов.

Например, ЦП компьютера будет использовать шину данных для передачи информации в центральную память и из нее. Шина управления позволяет ЦПУ определять, когда и когда система отправляет или получает эти данные. Это связано с тем, что на управляющей шине имеется управляющая линия для чтения и одна для записи, которые определяют направление потока информации (из памяти в CPU или из CPU в память). Если ЦПУ необходимо записать некоторые данные в центральную память, он отправит сигнал (подтвердит) линию управления записи шины управления. Отправка сигнала в строке управления чтением позволяет ЦП получать данные из памяти.

Другими типами шин, которые составляют системную шину, являются шины данных и адреса. Шина данных перемещает инструкции и информацию между всеми функциональными компонентами компьютера. Он является двунаправленным и может передавать только в одном направлении одновременно. Шина данных передает информацию между процессором и памятью, а также между памятью и секцией ввода / вывода.

Адресная шина является однонаправленной и функционирует как карта памяти. Когда компьютерной системе требуется доступ к определенной ячейке памяти или устройству ввода / вывода, она назначает соответствующий адрес на адресной шине. Этот адрес распознается соответствующей схемой, которая затем инструктирует соответствующую память или устройство читать или отправлять данные по шине данных. Отвечать будет только устройство или ячейка памяти, которая соответствует адресу на адресной шине.

ДРУГИЕ ЯЗЫКИ

могут указывать на один из модулей основной памяти, в то время как младшие биты определяют ячейку внутри этого модуля.

В некоторых шинах предусмотрены адреса специального вида, обеспечивающие одновременный выбор определенной группы ведомых либо всех ведомых сразу (broadcast). Такая возможность обычно практикуется в транзакциях записи (от ведущего к ведомым), однако существует также специальный вид транзакции чтения (одновременно от нескольких ведомых общему ведущему). Английское название такой транзакции чтения broadcall можно перевести как «широковещательный опрос». Информация, возвращаемая ведущему, представляет собой результат побитового логического сложения данных, поступивших от всех адресуемых ведомых.

Число сигнальных линий, выделенных для передачи адреса {ширина шины адреса), определяет максимально возможный размер адресного пространства. Это одна из базовых характеристик шины, поскольку от нее зависит потенциальная емкость адресуемой памяти и число обслуживаемых портов ввода/вывода.

Совокупность линий, служащих для пересылки данных между модулями системы, называют шиной данных (Ш Д). Важнейшие характеристики шины данных — ширина и пропускная способность.

Ширина шины данных определяется количеством битов информации, которое может быть передано по шине за одну транзакцию {цикл шины). Цикл шины следует отличать от периода тактовых импульсов — одна транзакция на шине может занимать несколько тактовых периодов. В середине 1970-х годов типовая ширина шины данных составляла 8 бит. В наше время это обычно 32,64 или 128 бит. В любом случае ширину шины данных выбирают кратной целому числу байтов, причем это число, как правило, представляет собой целую степень числа 2.

Элемент данных, задействующий всю ширину ШД, принято называть словом, хотя в архитектуре некоторых ВМ понятие «слово» трактуется по-другому, то есть слово может иметь разрядность, не совпадающую с шириной ШД.

В большинстве шин используются адреса, позволяющие указать отдельный байт слова. Это свойство оказывается полезным, когда желательно изменить в памяти лишь часть полного слова.

При передаче по ШД части слова пересылка обычно производится по тем же сигнальным линиям, что и в случае пересылки полного слова, однако в ряде шин «урезанное» слово передается по младшим линиям ШД. Последний вариант может оказаться более удобным при последующем расширении шины данных, поскольку в этом случае сохраняется преемственность со «старой» шиной:

Ширина шины данных существенно влияет на производительность ВМ. Так, если шина данных имеет ширину вдвое меньшую чем длина команды, ЦП в течение каждого цикла команды вынужден осуществлять доступ к памяти дважды.

Пропускная способность шины характеризуется количеством единиц информации (байтов), которые допускается передать по шине за единицу времени (секунду), а определяется физическим построением шины и природой подключаемых к ней устройств. Очевидно, что чем шире шина, тем выше ее пропускная способность.

Последовательность событий, происходящих на шине данных в процессе одной транзакции, иллюстрирует рис. 4.9. Пусть устройство А на одном конце шины передает данные устройству В на другом ее конце.

Шина данных

1 Устройства всоставе персонального компьютера IBM-PC

Системный
блок, монитор, клавиатура и периферийные
устройства

Внешний
вид персонального компьютера может иметь
самые разнообразные формы. Как правило, мы
можем выделить несколько крупных объектов,
оформленных в виде отдельных компонент
соединенных кабелями или шлейфами,
представляющих персональный компьютер
непосредственно и периферийные
компоненты. В зависимости от
реализации исполнения и дизайна корпуса
системного блока, монитора
и клавиатуры они могут быть
объединены в один или более общих корпусов
и выполняться как совершенно
самостоятельные отдельные элементы.

Шина — данные

Структура микропроцессорной системы.

Шина данных — это основная шина, которая используется для передачи информационных кодов между всеми устройствами микропроцессорной системы.

Шина данных — это основная шина, ради которой и создается вся система. Количество ее разрядов ( линий связи) определяет скорость и эффективность информационного обмена, а также максимально возможное количество команд.

Шина данных всегда двунаправленная, так как предполагает передачу информации в обоих направлениях. Наиболее часто встречающийся тип выходного каскада для линий этой шины — выход с тремя состояниями.

Структурная схема МК подгруппы PIC16F8X.

Шина данных и память данных ( ОЗУ) — имеют ширину 8 бит, а программная шина и программная память ( ПЗУ) имеют ширину 14 бит. Такая концепция обеспечивает простую, но мощную систему команд, разработанную так, что битовые, байтовые и регистровые операции работают с высокой скоростью и с перекрытием по времени выборок команд и циклов выполнения. Двухступенчатый конвейер обеспечивает одновременную выборку и исполнение команды. Все команды выполняются за один цикл, исключая команды переходов.

Шина данных — эти сигналы обеспечивают двунаправленную шину данных для доступа к внешней памяти программ.

Структура шины микрокомпьютерной системы.

Шина данных предназначена для перемещения данных внутри компьютера, например между запоминающим устройством и процессором.

Шины данных, адреса, управлении и прерывания образуют системную шину, а показанная на рис. 19 схема — микропроцессорный модуль, который представляет собой мощную вычислительную систему. Данные по системной шине передаются одинаково у МП КМ1810ВМ87 и ЦП; сигналы состояния, адреса и данных полностью идентичны.

Шина данных работает в режиме двунаправленной передачи. Это означает, что по ней можно передавать слова в обоих направлениях, но, разумеется, не одновременно: требуется применение специальных буферных схем и мультиплексного режима1 обмена данными между микропроцессором и внешней памятью.

Шина данных — двунаправленная шина, по которой данные могут на правляться либо в микропроцессор, либо нз него ( на рнс. По такой шине данные невозможно одновременно передавать в обоих направлениях. Эти процедуры разнесены во времени в результате применения временного мультиплексирования.

Шина данных является двунаправленной, как частично и шина управления. От МП по ША передаются адреса соответствующих внешних устройств ( ВУ) и памяти. Объем адресуемой памяти колеблется от 64К до Ш слов с разрядностью от 8 до 32 бит.

Шина данных — двунаправленная, ибо каждый функциональный узел ( кроме ПЗУ) должен как принимать, так и передавать информацию.

Шина данных ( Д) включает в себя 16 двунаправленных линий для обмена 16-разрядными словами или байтами.

Память эвм и ее характеристики и назначение. Пзу, озу, взу. Организация и физическое представление данных в эвм.

Постоянное и оперативное ЗУ.

ЗУ
в ЭВМ состоят из последовательности
ячеек, каждая из которых содержит
значение 1-ого байта и имеет собственный
номер (адрес), по которому происходит
обращение к ее содержимому. Все данные
в ЭВМ хранятся в двоичном виде (0,1).

ЗУ
характеризуется 2-мя параметрами:

-объем
памяти — размер в байтах, доступных для
хранения информации

-Время
Доступа к ячейкам памяти — средний
временной интервал в течении кот.
находится требуемая ячейка памяти и из
нее извлекаются данные.

Оперативное
запоминающее устройство (ОЗУ; RAM
– Random
Access
Memory)
предназначено для оперативной записи,
хранения и чтения информации (программ
и данных), непосредственно участвующей
в информационно-вычислительном процессе,
выполняемом ЭВМ в текущий период времени.
После выключения питания ЭВМ, информация
в ОЗУ уничтожается. (В ЭВМ на базе
процессоров Intel Pentium
используется 32-разрядная адресация.
Т.е число адресов 232,
то есть возможное адресное пространство
составляет 4,3 Гбайт. время доступа
0,005-0,02 мкс. 1 с = 106 мкс.

Постоянное
запоминающее устройство (ПЗУ; ROM
– Read
Only
Memory)
хранит неизменяемую (постоянную)
информацию: программы, выполняемые во
время загрузки системы, и постоянные
параметры ЭВМ. В момент включения ЭВМ
в его ОЗУ отсутствуют данные, так как
ОЗУ не сохраняет данные после выключения
ЭВМ. Но МП необходимы команды, в том
числе и сразу после включения. Поэтому
МП обращается по специальному стартовому
адресу, который ему всегда известен, за
своей первой командой. Этот адрес из
ПЗУ. Основное назначение программ из
ПЗУ состоит в том, чтобы проверить состав
и работоспособность системы и обеспечить
взаимодействие с клавиатурой, монитором,
жесткими и гибкими дисками. Обычно
изменить информацию ПЗУ нельзя. Объем
ПЗУ 128-256 Кбайт, время доступа
0,035-0,1 мкс. Так как объем ПЗУ небольшой,
но время доступа больше, чем у ОЗУ, при
запуске все содержимое ПЗУ считывается
в специально выделенную область ОЗУ.

Энергонезависимая
память CMOS
RAM
(Complementary
Metal-Oxide
Semiconductor
RAM),
в которой хранятся данные об аппаратной
конфигурации ЭВМ: о подключенных к ЭВМ
устройствах и их параметры, параметры
загрузки, пароль на вход в систему,
текущее время и дата. Питание памяти
CMOS
RAM
осуществляется от батарейки. Если заряд
батарейки заканчивается, то настройки,
хранящиеся в памяти CMOS
RAM,
сбрасываются, и ЭВМ использует настройки
по умолчанию.

ПЗУ
и память CMOS
RAM
составляют базовую систему ввода-вывода
(BIOS
– Basic
Input-Output
System).

Внешние
ЗУ. ВЗУ для долговременного хранения и
транспортировки информации. ВЗУ
взаимодействуют с сист. шиной через
контроллеры ВЗУ (КВЗУ). КВЗУ обеспечивают
интерфейс ВЗУ и сист. шины в режиме
прямого доступа к памяти, т.е. без участия
МП. ИНТЕРФЕЙС — это совокупность связей
с унифицированными сигналами и аппаратуры,
предназначенной для обмена данными
между устройствами вычислительной
системы.

ВЗУ
можно разделить по критерию транспортировки
на ПЕРЕНОСНЫЕ и СТАЦИОНАРНЫЕ. Переносные
ВЗУ состоят из носителя, подключ-ого к
порту вв/вывода (обычно ЮСБ), (флеш-память)
или носителя и привода (накопители на
ГМД, приводы СиДи и ДВД). В стационарных
ВЗУ носитель и привод объединены в
единое устройство (НЖМД). Стационарные
ВЗУ предназначены для хранения информации
внутри ЭВМ.

Перед
первым использованием или в случае
сбоев ВЗУ необходимо ОТФОРМАТИРОВАТь
— записать на носитель служебную
информацию.

Основные
Технические Характеристики ВЗУ

-Информационная
емкость определяет наибольшее кол-во
ед. данных, кот может одновременно
хранить в ВЗУ (зависит от площади объема
носителя и плотности записи.)

-Плотность
записи — число бит информации, записанных
на единице поверхности носителя.
Различают продольную плотность (бит/мм),
и поперечную плотность.//

-Время
доступа — интервал времени от момента
запроса (чтения или записи) до момента
выдачи блока (включая время поиска
инфции на носителе и время чтения или
записи.)

-Скорость
передачи данных определяет кол-во
данных, считываемых или записываемых
в единицу времени и зависит от скорости
движения носителя, плотности записи,
числа каналов и тп.

Внутренняя шина — данные

Внутренняя шина данных соединяет между собой основные части МП. Шиной называют группу линий передачи информации, объединенных общим функциональным признаком. В микропроцессорной системе используются три вида шин: данных, адресов и управления.

Структурная схема 8-разрядного микропроцессора ( операция завершена, в аккумуляторе новые данные, процессор ожидает следующую команду.

Внутренняя шина данных представляет собой линию двусторонней связи.

Внутренняя шина данных, состоящая из восьми коммутируемых линий связи, осуществляет обмен информацией внутри микросхемы.

Микропроцессор U 8081 с указанием размеров ( в мм.

По внутренней шине данных и адресов передаются управляющая информация, 14-разрядные адреса и данные в режиме работы с разделением времени. Передача осуществляется между отдельными функциональными блоками ЦП, a также между ЦП и внешними ЗУ. Начало работы и ее окончание определяются для каждого функционального блока при помощи управляющих сигналов.

ПДП, внутренняя шина данных, входная буферная схема-контроляер, два буферных ЗУ на один знакоряд и сопряженные с ними стеки, выходная буферная схема-контроллер, выходная буферная схема, схема растровой синхронизации и управления видеосигналом, счетчики знаков, строк, знакорядов, регистры светового пера.

Структурная схема 8-разрядного микропроцессора.| Формирование с разными фазами.

Прерывание связано с использованием внутренней шины данных микропроцессора. Схемы управления принимают решение, когда и в какой последовательности другие устройства могут пользоваться внутренней шиной данных.

Регистры МП обмениваются информацией по внутренней шине данных. Устройство управления имеет каналы связи со всеми остальными узлами МП. Схема 1 уменьшает или увеличивает содержимое регистров на единицу, например счетчика команд ( программного счетчика) или указателя стека при последовательной выборке команд или данных из памяти. В программную модель МП входят только регистры A, F, УС, СК и регистры общего назначения ( РОН) — В, С, D, Е, Н, L. Регистры A, F и общего назначения являются восьмиразрядными, а регистры СК и УС — шестнадцатиразрядными.

Регистр адреса памяти соединен с внутренней шиной данных микропроцессора. Какой из перечисляемых ниже объектов может явиться источником данных для загрузки этого регистра: а) счетчик команд, б) регистр общего назначения, в) память или г) все перечисленные объекты.

Аккумулятор соединен с другими блоками микропроцессора внутренней шиной данных. Чем располагает аккумулятор для этих целей: а) 8 разрядами, б) 16 разрядами, в) входными и выходными портами или г) линиями с поданными на них двоичными нулями.

Все функциональные узлы микропроцессора соединены с внутренней шиной данных. Какой из ниже перечисленных узлов информирует остальные о необходимости передавать данные, принимать их или не выполнять никаких действий: а) аккумулятор, б) схемы управления, в) блок микропроцессора или г) регистр команд.

Структурная схема 8-разрядного микропроцессора ( аккумулятор и регистр D загружены данными, и регистре команд находится команда ADD. в это время регистр D и аккумулятор не соединены ни с каким другими узлами.

Каждый функциональный блок микропроцессора всегда подключен к внутренней шине данных, однако воспользоваться ею может только после получения соответствующего сигнала от схем управления.

Интерфейсы компьютера.

Интерфейс – совокупность средств сопряжения и связи, обеспечивающая эффективное взаимодействие систем или частей.

В интерфейсе обычно предусмотрено сопряжение на двух уровнях:

— механическом (провода, элементы связи, типы соединений, разъемы, номера контактов ит.д.)

— логическом (сигналы, их длительность, полярности, частоты и амплитуда, протоколы взаимодействия).

Все интерфейсы ЭВМ можно разделить на внутренние и внешние:

— внутренние – система связи и сопряжения узлов и блоков ПК между собой;

— внешние – обеспечивают связь ПК с внешними (периферийными) устройствами и другими компьютерами.

2 Системныеблоки корпуса персональных компьютеров

Системные
блоки IBM РС выполняются в различных
геометрических вариантах. Так по форме,
расположению внутренних узлов, рабочему
положению и размерам, обычно, выделяют
корпуса с вертикальным и горизонтальным
пространственным расположением элементов.

Корпуса с
горизонтальным расположением делят на типы:
нормальный (normal), малый (baby)
и сверх малый (slim)

Корпуса
с вертикальным расположением называют
типом башня (tower) и делят на виды: 1 – малый (mini
tower), 2 – средний (midi tower) и 3 – большой (big tower).
Как правило, корпуса такого исполнения
отличаются друг от друга видом передней
панели и общей полезной высотой, в то время
как, их ширина, длинна и глубина различаются
незначительно. На передней панели
системного блока располагаются некоторые
элементы управления, а именно: тумблер-выключатель
напряжения питания сети (Power), кнопка сброса
– перезагрузки (Reset), кнопка включения/выключения
режима турбирования (Turbo), индикаторы этих
режимов, индикатор обращения к жесткому
диску, передние панели дисковых и ленточных
устройств — накопителей информации со
сменными носителями и другие комплектующие
элементы и части устройств, требующие
простого и частого доступа при
использовании.

Внутри
системного блока размещаются основные
внутренние компоненты персонального
компьютера: материнская плата – 3, платы
адаптеров, интерфейсов, контроллеров
устройств, карт, расширений и их разъемы –
10, дисковые накопители – 8 и 13, блок питания
– 6, соединительные шлейфы, шнуры и кабели –
4, 7, вентилятор системы охлаждения
внутренних элементов – 1, вентилятор и
радиатор системы охлаждения центрального
процессора – 2, слоты системной шины – 9,
отверстие разъема клавиатуры – 11 и входной
и выходной разъемы подключения питания – 12
и т.д.. Так как многие компоненты могут быть
интегрированы на материнской плате, то не
все они могут быть представлены как
отдельные комплектующие элементы. Задняя
панель, как правило, содержит панели плат
расширений с разъемами, заглушки разъемов,
вентиляционное отверстие вентилятора
блока питания – 5 и др.

Корпус
может быть выполнен из металла, пластика и
комбинации того и другого. Как правило, все
комплектующие элементы, расположенные
внутри системного блока, крепятся изнутри к
металлической раме – 3, состоящей из днища
– 8, задней панели – 3 и передней панели – 7,
на которую затем надевается кожух – 2. В
передней панели имеется одно или несколько
окон – 1, предназначенных для вывода на
лицевую – переднюю часть управляющих
панелей устройств, требующих постоянного
доступа во время эксплуатации (магнитные,
оптические, магнитооптические дисководы,
ленточные накопители и др.). Задняя панель,
также, имеет отверстия и окна для вывода на
заднюю часть системы охлаждения блока
питания – 4, разъемов интерфейсов
периферийных устройств – 5, заглушек плат
интерфейсных карт – 6.

1. Обзор шин пк.

Все компоненты ПК объединены между
собой проводниками (кабелями) позволяющими
обмениваться данными, адресной
информацией, управлять режимами работы,
подключать питание и т.д.

Группы проводников, объединённые по
определённым признакам носят название
шин или магистралей.

В архитектуре ПК выделяют системные
шины (шины расширения — Expansion Bus) и
локальные шины. Основной обязанностью
системной шины является передача
информации между базовым МП и остальными
электронными компонентами компьютера.

Локальные шины вводятся для повышения
производительности ПК при работе с
устройствами, требующими передачи
больших объёмов информации (например,
накопителей, видеоадаптеров). Локальные
шины связывают между собой процессор
непосредственно с контроллерами
периферийных устройств.

Как следует из названия системные шины
(шины расширения) предназначены для
подключения различных адаптеров
периферийных устройств, расширяющих
возможности компьютера.

Интерфейсы шин начали свою историю с
8-битной шины ISA. Открытость этой шины
обеспечила появление широкого спектра
плат расширения, позволяющих использовать
PC в различных случаях, вплоть до применения
в качестве управляющего компьютера в
различных системах автоматизации.

С появлением АТ-286 шина ISA была
модифицирована, что позволило повысить
её производительность. Шина EISA явилась
откликом на потребность в
высокопроизводительном обмене для
серверов. Это довольно дорогая шина и
распространена не так широко. В шину
EISA можно установить и ISA – адаптеры.

Шина МСА, выдвинутая фирмой IBM как
прогрессивная альтернатива ISA, не была
поддержана производителями блоков PC,
так её спецификация не была открытой.
В результате она практически отмерла
вместе с семейством ПК IBM PS/2.

C появлением МП i486 появилась потребность
в повышении производительности
вычислительной системы, т.о. родилась
локальная шина VLB. Принципиальная
привязка к шине процессора 486 не обеспечила
ей долгого существования — пришла пора
Pentium.

С процессорами 486 появилась и другая
скоростная шина PCI. Она является новым
этажом в архитектуре PC , к которому
подключается шина типа ISA/EISA.

Шина PCI является в настоящее время
стандартной для ПК и используется с
процессорами 4,5 и 6 поколений.

Развитием шины PCI, нацеленным на дальнейшее
повышение производительности обмена,
является порт AGP, специально предназначенный
для подключения мощных графических
адаптеров.

Местоположение шин в архитектуре
современных ПК иллюстрирует рис.26.1.

Рис.26.1.

Шина данных это система передачи информации в ПК

Шина данных это одна из самых важных шин, из-за необходимости которой собственно и формируется вся остальная система. Численность имеющихся у нее разрядов указывает на скорость и производительность обмена данными, кроме этого определяет наибольшее число выполняемых команд. Шина данных это устройство, которое передает данные всегда в двух направлениях.

Центральный процессор
Графический адаптер
Система оперативной памяти (ОЗУ)

Но все-таки эти модули, даже в комплексе не будут выполнять тех функций, которые от них требуются. Для того, чтобы все компоненты функционировали как положено, среди них создается взаимосвязь, с помощью которой будет выполняться необходимые вычислительные и другие операции. Средства связи такого рода создают именно компьютерные системные шины. Следовательно, можно утверждать, что данный компонент является крайне необходимым элементом в компьютерном блоке.

Компьютерная шина

Компьютерная шина – это электронная магистраль предназначенная для передачи информации между функциональными модулями компьютера. Такими как: центральный процессор, графический адаптер, винчестер, ОЗУ и остальными устройствами. Данная система включает в себя некоторое количество других шин, в частности: шины адреса, шина данных, кстати их может быть несколько, и шина управления.

Основное деление компьютерных шин

Отличие шин друг от друга базируется на нескольких моментах. Главным признаком считается Первенствующим показателем является место расположения. Исходя из этого шины бывают следующих типов:

Шины для создания магистральной связи между компонентами установленными внутри компьютерного блока, а именно: центральный процессор, оперативное запоминающее устройство, системная плата. В современных компьютерах она обозначается как — локальная шина.
Шины служащие для подсоединения к системной плате периферийных гаджетов, таких, как: адаптеры, карты памяти, называются — внешними шинами.

По-большому счету, компьютерной шиной можно охарактеризовать практически всякое устройство, служащее для создания связи между двумя и более компонентами. Даже оборудование для подключения компьютера к сети Интернет в определенной степени считается системной шиной.

Одна из самых значимых устройств связи

Все действия выполняемые нами с помощью компьютера, будь то работа с документами или прослушивание музыкальных треков, компьютерные игры — все это возможно только благодаря процессору. Равным образом и процессор не может выполнять свои функции, не имея при этом магистральной связи с остальными значимыми компонентами осуществляющими полноценную работу компьютера. То есть, именно с помощью системной шины процессора организуется в одно целое комплекс устройств.

Производительность компьютера

Все основные компьютерные шины в зависимости от предназначения, делятся на несколько категорий:

Адресные шины
Шины управления
Шины данных

У процессора может быть задействовано несколько системных трактов связи, при этом, как показала практика, наличие определенного количества шин увеличивает эффективность работы компьютера. Пропускная способность компьютерной шины в большей части определяет производительность ПК. Принцип ее действия заключается в определение скорости трансляции данных, передающихся с локальных устройств на другие вычислительные модули и обратно.

Системные шины в современных компьютерах

Стандартная локальная шина, разработанная ассоциацией VESA, получила компетентное признание в мире компьютерных технологий. Официальное ее название VL-Bus и она же является одной из самых популярных шин локального назначения со дня ее представления. Используя шину VL-Bus можно осуществлять 32-разрядную передачу информации между графическим адаптером и процессором либо винчестером.

Однако, такая магистраль связи не способна поддерживать корректную работу микропроцессора. Вследствие этого она встраивается в систему вместе с 16-разрядной шиной ISA, и таким образом выполняет функции дополнительного расширения.

Компьютерная шина, оперативка, центральный процессор и мосты

Внешняя шина — данные

Внешняя шина данных выходит за пределы МП. Эти шины обеспечивают пропуск кодовой комбинации ( слова) на число разрядов, на которое рассчитан данный МП. У наиболее распространенных однокристальных МП ширина шины данных или магистрали составляет восемь разрядов. Связь внутри МП и с внешними устройствами осуществляется также с помощью шины адреса и шины управления.

Микросхемы представляют собой 16-битовый микропроцессор с 8-битовой внешней шиной данных ( центральное процессорное устройство с байтовым принципом организации) и предназначены для перевода аппаратных средств, построенных на К580ВМ80 и К580ВМ85, на программную среду К1810ВМ86 для повышения производительности. Различия состоят в изменении разрядности шины данных и соответствующих изменениях структуры и работы шинного интерфейса. БНЕзаме-нена линией состояния SSO, так как К1810ВМ88 может обращаться только к байтам и надобность в сигнале разрешения старшего байта шины SHE отпадает.

Как и процессор 8086, 80286 имеет 16-разрядную внешнюю шину данных и 6-байтный конвейер команд. Однако быстродействие процессора 80286 при тактовой частоте 12 5 МГц примерно в 6 раз выше, чем у 8086 с тактовой частотой 5 М Гц. Это достигается за счет усовершенствованной архитектуры и снижения количества тактов на одну команду.

Интегральная схема KJ810BM88 представляет собой 16-битовый микропроцессор с 8-битовой внешней шиной данных. Он предназначен прежде всего для перевода аппаратных средств, построенных на базе МП К580ВМ80 и К580ВМ85, на программную среду МП К1810ВМ86 с целью повышения производительности этих средств. Микропроцессоры ВМ86 и ВМ88 имеют аналогичную архитектуру и одинаковую систему команд. В ВМ88 сохранены 16-битовые общие и сегментные регистры, АЛУ для обработки 16-битовых операндов, сумматор для вычисления 20-битового физического адреса и средства поддержки многопроцессорных систем. Различия между этими двумя МП состоят в изменении разрядности шины данных и соответствующих изменениях структуры и работы шинного интерфейса.

Принцип двунаправленной, rj днных и алпеоа поелостав-передачи между внутренней и внеш — шин Данных и адреса., предосгав ней шинами данных ляя их в распоряжение внешних.

Буферы данных и буферы адреса обеспечивают связь центрального процессора с внешними шинами данных и адреса. Особенность буферов состоит в том, что в каждом разряде они используют логические элементы с тремя состо-яниями.

Промежуточное положение между 8-разрядными и обычными 16-разрядными занимают 16-разрядные МП с 8-разрядной внешней шиной данных. Они представляют собой специальные модификации обычных 16-разрядных МП и обладают практически той же вычислительной мощностью, но в них используются более дешевые аппаратные схемы управления шиной.

Обмен 8-разрядными командами и данными между микропроцессором и внешними устройствами производится по 8-разрядной внешней шине данных DO — D7 через буферный регистр данных, который может находиться в трех состояниях — О, 1 и с высоким выходным сопротивлением, т.е. когда он отключается от внешней шины данных.

Структурная схема однокристального МП.

Буферный регистр данных используется для временного хранения выбранного из памяти слова перед выдачей его во внешнюю шину данных. Его разрядность определяется количеством байтов информационного слова.

Типовая структура цифровой системы обработки сигналов.

Как показано в табл. 2.5, в 1986 г. были выпущено много новых ПЦОС-СБИС; некоторые из них снабжены 32-разрядными внешними шинами данных, а в некоторых предусмотрена возможность арифметической обработки с плавающей запятой. Хорошим показателем производительности ПЦОС-СБИС является время выполнения 1024-точечного комплексного быстрого преобразования Фурье ( БПФ), так как этот вид обработки весьма характерен для многих применений.

Снаружи процессор представляет собой 32-битовое устройство. Внешняя шина данных к памяти является 64-битовой, удваивая количество данных, передаваемых в течение одного шинного цикла.

Обмен кодами между памятью команд, памятью данных, периферийными устройствами и МП осуществляется через двунаправленный буфер шины данных. Последний изолирует внешнюю шину данных от внутренней. Это позволяет упростить подключение к одной шине нескольких устройств.

Адресное пространствомикропроцессорного устройства.

Адресное пространство микропроцессорного
устройства изображается графически
прямоугольником, одна из сторон которого
представляет разрядность адресуемой ячейки
этого микропроцессора, а другая сторона — весь
диапазон доступных адресов для этого же
микропроцессора. Обычно в качестве
минимально адресуемой ячейки памяти
выбирается восьмиразрядная ячейка памяти (байт).
Диапазон доступных адресов
микропроцессора определяется разрядностью шины
адреса системной шины. При этом минимальный
номер ячейки памяти (адрес) будет равен 0, а
максимальный определяется из формулы:

Для шестнадцатиразрядной шины это будет число
65535 (64K). Адресное пространство этой шины и
распределение памяти микропроцессорной
системы, изображЈнной на рисунке 1, приведено на рисунке
2, а
распределение памяти микропроцессорной
системы, изображЈнной на рисунке 1, приведено на рисунке
3.

Рисунок 2. Адресное пространство шестнадцатиразрядной
шины адреса.

Рисунок 3. Распределение памяти микропроцессора с
шестнадцатиразрядной шиной адреса.

Микропроцессоры после включения питания и
выполнения процедуры сброса всегда начинают
выполнение программы с определЈнного адреса,
чаще всего нулевого. Однако есть и
исключения. Например процессоры, на основе
которых строятся универсальные компьютеры
IBM PC или Macintosh стартуют не с нулевого адреса. Программа должна храниться
в памяти, которая не стирается при выключении
питания, то есть в ПЗУ.

Выберем для
построения микропроцессорной системы микросхему ПЗУ
объЈмом 2 килобайта, как это показано на
рисунке 1. При рассмотрении построения
блока обработки сигналов мы договорились, что
процессор после сброса начинает работу с
нулевого адреса, поэтому разместим ПЗУ в
адресном пространстве начиная с нулевого адреса. Для того, чтобы нулевая ячейка
ПЗУ оказались расположенной по нулевому адресу адресного
пространства микропроцессора, старшие
разряды шины адреса должны быть равны 0.

При построении схемы необходимо
декодировать старшие пять разрядов адреса (определить,
чтобы они были равны 0). Это выполняется при помощи дешифратора
адреса, который в данном случае вырождается в
пятивходовую схему «ИЛИ-НЕ» Это связано с
тем, что внутри ПЗУ уже есть одиннадцативходовый
дешифратор адреса. При использовании
дешифратора адреса, обращение к ячейкам
памяти выше двух килобайт не приведЈт к
чтению ячеек ПЗУ, так как на входе выбора
кристалла CS уровень напряжения останется
высоким.

Теперь подключим микросхему ОЗУ. Для
примера выберем микросхему объЈмом 8 Кбайт.
Для выбора любой из ячеек этой микросхемы
достаточно тринадцатибитового адреса,
поэтому необходимо дополнительно
декодировать три оставшихся разряда адреса.
Так как начальные ячейки памяти адресного
пространства уже заняты ПЗУ, то использовать нельзя. Выберем
следующую комбинацию цифр 001 и используем
известные нам принципы .
Дешифратор адреса выродится в данном
случае в трЈхвходовую схему «И-НЕ» с
двумя инверторами на входе. Схема этого
дешифратора приведена на рисунке 1.
ПриведЈнный дешифратор адреса
обеспечивает нулевой уровень сигнала на
входе CS только при комбинации
старших бит 000

Обратите внимание, что так как объЈм ПЗУ
меньше объЈма ОЗУ, то между областью
адресов ПЗУ и областью адресов ОЗУ
образовалось пустое пространство
неиспользуемых адресов памяти

И, наконец, так как все
микропроцессоры предназначены для
обработки данных, поступающих извне, то в
любой микропроцессорной системе должны
присутствовать порты ввода-вывода.
Порт ввода-вывода отображается в адресное
пространство микропроцессорного
устройства как одиночная ячейка памяти,
поэтому порт ввода вывода можно разместить
по любому свободному адресу. Проще всего
построить дешифратор числа FFFFh. В этом
случае дешифратор превращается в обычную 16-ти
входовую схему «И-НЕ», поэтому и
выберем эту ячейку памяти в адресном
пространстве микропроцессора для
размещения порта ввода-вывода.

Системная шина, что это такое?

Здравствуйте, уважаемые читатели блога Pc-information-guide.ru. Очень часто на просторах интернета можно встретить много всякой компьютерной терминологии, в частности — такое понятие, как «Системная шина». Но мало кто знает, что именно означает этот компьютерный термин. Думаю, сегодняшняя статья поможет внести ясность.

Системная шина (магистраль) включает в себя шину данных, адреса и управления. По каждой их них передается своя информация: по шине данных — данные, адреса — соответственно, адрес (устройств и ячеек памяти), управления — управляющие сигналы для устройств. Но мы сейчас не будем углубляться в дебри теории организации архитектуры компьютера, оставим это студентам ВУЗов. Физически магистраль представлена в виде многочисленных дорожек (контактов) на материнской плате.

Я не случайно на фотографии к этой статье указал на надпись «FSB». Дело в том, что за соединение процессора с чипсетом отвечает как раз шина FSB, которая расшифровывается как «Front-side bus» — то есть «передняя» или «системная». И ее частота является важным параметром, на который обычно ориентируются при разгоне процессора, например.

Существует несколько разновидностей шины FSB, например, на материнских платах с процессорами Intel шина FSB обычно имеет разновидность QPB, в которой данные передаются 4 раза за один такт. Если речь идет о процессорах AMD, то там данные передаются 2 раза за такт, а разновидность шины имеет название EV6. А в последних моделях CPU AMD, так и вовсе — нет FSB, ее роль выполняет новейшая HyperTransport.

Итак, между чипсетом и центральным процессором данные передаются с частотой, превышающей частоту шины FSB в 4 раза. Почему только в 4 раза, см. абзац выше. Получается, если на коробке указано 1600 МГц (эффективная частота), в реальности частота будет составлять 400 МГц (фактическая). В дальнейшем, когда речь пойдет о разгоне процессора (в следующих статьях), вы узнаете, почему необходимо обращать внимание на этот параметр. А пока просто запомните, чем больше значение частоты, тем лучше.

Кстати, надпись «O.C.» означает, буквально «разгон», это сокращение от англ. Overclock, то есть это предельно возможная частота системной шины, которую поддерживает материнская плата. Системная шина может спокойно функционировать и на частоте, существенно ниже той, что указана на упаковке, но никак не выше нее.

Вторым параметром, характеризующим системную шину, является пропускная способность. Это то количество информации (данных), которая она может пропустить через себя за одну секунду. Она измеряется в Бит/с. Пропускную способность можно самостоятельно рассчитать по очень простой формуле: частоту шины (FSB) * разрядность шины. Про первый множитель вы уже знаете, второй множитель соответствует разрядности процессора — помните, x64, x86(32)? Все современные процессоры уже имеют разрядность 64 бита.

Итак, подставляем наши данные в формулу, в итоге получается: 1600 * 64 = 102 400 МБит/с = 100 ГБит/с = 12,5 ГБайт/с. Такова пропускная способность магистрали между чипсетом и процессором, а точнее, между северным мостом и процессором. То есть системная, FSB, процессорная шины — все это синонимы. Все разъемы материнской платы — видеокарта, жесткий диск, оперативная память «общаются» между собой только через магистрали. Но FSB не единственная на материнской плате, хотя и самая главная, безусловно.

Как видно из рисунка, Front-side bus (самая жирная линия) по-сути соединяет только процессор и чипсет, а уже от чипсета идет несколько разных шин в других направлениях: PCI, видеоадаптера, ОЗУ, USB. И совсем не факт, что рабочие частоты этих подшин должны быть равны или кратны частоте FSB, нет, они могут быть абсолютно разные. Однако, в современных процессорах часто контроллер ОЗУ перемещается из северного моста в сам процессор, в таком случае получается, что отдельной магистрали ОЗУ как бы не существует, все данные между процессором и оперативной памятью передаются по FSB напрямую с частотой, равной частоте FSB.

Пока что это все, спасибо.

Интеграционная шина и автоматизация бизнес-процессов

Интеграция процессов, приложений и данных — это программно-аппаратное решение, которое позволяет объединить существующие приложения и источники данных. Интеграция обеспечивает единый интерфейс взаимодействия с приложениями и данными. Исключается необходимость ручного ввода информации, повышается ее надежность и достоверность, обеспечивается оперативность и гарантированная доставка данных получателям. В результате процессы обмена информацией становятся контролируемыми и управляемыми.

Необходимость в интеграции возникает, если на предприятии используется несколько информационных систем, каждая из которых решает свой набор бизнес-задач, либо часть бизнес-процесса протекает на стороне удалённых подразделений или компаний-партнеров. Добавление нового приложения в систему или замена одного из приложений требует установления связей с каждым из уже имеющихся приложений.

Одним из наиболее эффективных вариантов решения данной задачи является использование централизованной интеграционной платформы, основанной на сервис-ориентированной архитектуре. Интеграционная платформа, выступая в роли связующей прослойки, позволяет предоставлять клиентам все сервисы предприятия, скрывая их реализацию, упрощает и ускоряет внедрение новых компонентов, снижает риски и делает информационную систему реально управляемой.

Интеграционно-сервисная шина предприятия

Основой интеграционной платформы, основанной на сервис-ориентированной архитектуре является интеграционно-сервисная шина, которая обеспечивает общий интерфейс предоставления сервисов предприятия потребителям и решение ключевого вопроса интеграции — надежного высокоскоростного обмена данными по различным протоколам.

Интеграционно-сервисная шина реализует:

подключение к приложениям посредством адаптеров, как готовых, так и разработанных самостоятельно;
из разного рода справочников и информационных систем;
маршрутизацию и гарантированную доставку сообщений от источников к получателям;
интеграционные пользовательские сервисы;
мониторинг и аудит всех операций;
централизованное управление безопасностью и политиками доступа к сервисам и данным.

Сложные интеграционные процессы

Функциональность интеграционно-сервисной шины не ограничивается возможностями продуктов с аналогичным названием от различных вендоров. В случаях, когда требуются сложные алгоритмы для связи приложений и процессов предприятия или его партнеров, для построения интеграционно-сервисной шины используются дополнительные компоненты интеграционных платформ. Основанные на открытых стандартах, эти компоненты ориентированы на создание автоматизированных процессов, объединяющих вызовы сервисов, обработку и мониторинг событий, а также, при необходимости, интерактивное взаимодействие с пользователями. Это значительно расширяет возможности автоматизации процессов обмена данными для повышения эффективности работы предприятия.

Выгоды использования интеграционных платформ

Сохранение инвестиций, вложенных в имеющиеся системы за счет их интеграции в единый информационный комплекс путем создания единой транспортной магистрали предприятия на основе универсальной системы передачи сообщений между приложениями.
Повышение эффективности управления бизнесом в результате использования полной непротиворечивой информации из нескольких интегрированных систем и организации «интеллектуального» обмена данными между различными приложениями в унифицированном виде в реальном времени.
Снижение влияния человеческого фактора и уменьшить количество ошибок при ручном переносе информации из системы в систему; снижение затрат времени на ручной поиск информации в различных системах.
Снижение затрат на интеграцию систем, которые будут созданы в будущем, за счет упрощения подключения к интегрированной системе приложений и предоставления уже накопленной прикладной информации.
Быстрое и понятное реагирование на требования бизнеса за счет создания гибких пользовательских сервисов.
Уменьшение затрат ресурсов для взаимодействия между партнерами и заказчиками компании с помощью внедрения технологии Business-to-Business (B2B) и Business-to-Client (B2C).

Вы можете скачать брошюру с описанием решения.

Если Вас заинтересовало решение и Вы хотите получить более подробную информацию, свяжитесь с нами.

Система управления бизнес-процессами (СУБП) — программное решение, позволяющее организовать и оптимизировать полный жизненный цикл бизнес-процессов заказчика, обеспечивая их контроль, управляемость и адаптивность в соответствии с меняющимися условиями ведения бизнеса. На практике применение СУБП позволяет решать задачи автоматизации, базируясь на существующих в компании транзакционных ИТ системах (ERP, CRM, MES, CSM, BI, бухгалтерские, складские и т.п.), без приобретения специализированного ПО.

Аналитическая информация

Крупные предприятия ежедневно вынуждены решать сложные задачи, связанные с развитием бизнеса в условиях быстро меняющейся агрессивной внешней среды. Для оперативного реагирования на происходящие изменения руководству необходима высокая скорость поступления и достоверность информации о состоянии и результатах деятельности предприятия.

Даже имея в наличии действующую систему учета текущей финансово-хозяйственной деятельности, предприятия часто не могут в полной мере использовать информацию для управления. Без системы управления бизнес-процессами сложно и долго решаются задачи действий различных подразделений, анализа существующих бизнес-процессов, их моделирования, выявления при их выполнении, и главное, их оптимизации. Для управления бизнес-процессами предприятия необходимы специальные решения, базирующиеся на технологиях процессного управления.

Процессный подход

В основе современных схем управления лежит понятие процессного управления, т.е. такого управления, в котором заданная цель определяет процессы, необходимые для ее достижения, а процессы, в свою очередь, определяют структуру и ресурсы, требуемые для своего существования. Это же определение можно сформулировать иначе: процессный подход это такой подход, при котором управление предприятием ориентировано на управление бизнес-процессами.

По некоторым данным, около 90% компаний из числа 500 наиболее успешных на мировом рынке, к 2002 году завершили переход на процессное управление, оставшиеся 10% планировали завершить этот процесс к 2004-2005 годам. Такие темпы перехода позволяют говорить о том, что компании рассматривают внедрение процессного управления, как мощный инструмент повышения своей конкурентоспособности в условиях возрастающей конкуренции. Особенно актуальна задача перехода на процессные методы управления для быстрорастущих территориально распределенных структур.

Актуальность связана с тем давлением, которое испытывают указанные выше структуры в быстроизменяющемся бизнес мире, со стороны более развитых и более конкурентов. Переходя к практическому рассмотрению вопроса, можно выделить три необходимые составные части, определяющих эффективную работу компании при использовании процессного подхода к управлению бизнесом:

Система — комплекс организационных и технических мер и ресурсов, в том числе управленческих, направленных на правильную постановку бизнес-задач, выработку целей, определение стратегии, оценку результатов, корректировку процессов и т.д.
Процессная среда — окружение, которое является основой эффективного функционирования процессного управления. Включает в себя такие категории и системы, как правильно организованная структура компании, достаточное ресурсное обеспечение, существующая система стандартизации, система управления качеством и т.д.
Система управления бизнес-процессами (СУБП) — механизм, реализующий процесс управления после того, как заданы цели, определены стратегии и подготовлена среда для эффективного функционирования.

Составляющие СУБП

Подсистема моделирования и симуляции — позволяет формализовать и задокументировать бизнес-процессы предприятия в простом для понимания графическом виде, предоставляет возможность разместить описание бизнес-процессов на портале предприятия, для того чтобы они всегда были , позволяя в любой момент деятельности любому сотруднику уточнить его обязанности в бизнес-процессе, а также значительно упрощая обучение новых сотрудников. Второй важной функцией подсистемы является возможность провести симуляцию смоделированного бизнес-процесса, то есть, задав его параметры (время выполнения функций, потребление ресурсов и т.д.), посмотреть приближенно к реальности как будет бизнес-процесс, какие узкие места в нем могут возникнуть, проанализировать возможные пути их обхода.

Подсистема автоматизации — СУБП, позволяет привязать смоделированный бизнес-процесс к реальным информационным система и источникам данных, обеспечить единый интерфейс для работы с неавтоматизированными задачами. Эта подсистема в автоматическом режиме отслеживает движение экземпляров бизнес-процессов в реальном времени. За счет того, что она основана на интеграционной платформе, подсистема также позволяет автоматизировать часть задач в бизнес-процессах, которые раньше выполнялись вручную (например: поддержка в актуальном состоянии информации в разнородных системах, заполнение шаблонных документов, своевременное информирование ответственных лиц о необходимости предпринять какие-то действия и т.д.).

Подсистема мониторинга — дает возможность построения единой информационной панели на основе web, доступной из любой точки земного шара, отображающей текущее состояние бизнеса, что позволяет в реальном времени реагировать на происходящие изменения. Обеспечивает своевременное информирование заинтересованных лиц о превышении пороговых показателей, а также предоставляет возможность автоматически запускать компенсационные процессы.

Вы можете скачать брошюру с описанием решения.

Если Вас заинтересовало решение и Вы хотите получить более подробную информацию, свяжитесь с нами.

как всё это работает / Хабр

Наверняка многие и вас знают или даже видели, каким образом управляются большие автоматизированные объекты, например, атомная станция или завод со множеством технологических линий: основное действо часто происходит в большой комнате, с кучей экранов, лампочек и пультов. Это комплекс управления обычно называется ГЩУ — главный щит управления для контроля за производственным объектом.

Наверняка вам было интересно, как всё это работает с точки зрения аппаратной и программной части, и какие там используются протоколы передачи данных. В этой статье мы разберемся, как различные данные попадают на ГЩУ, как подаются команды на оборудование, и что вообще нужно, чтобы управлять компрессорной станцией, установкой производства пропана, линией сборки автомобиля или даже канализационно-насосной установкой.

Нижний уровень или полевая шина — то, с чего всё начинается

Этот неясный для непосвященных набор слов используется, когда нужно описать средства общения устройств управления с подведомственным оборудованием, например, модулями ввода-вывода или измерительными устройствами.

Под устройствами управления мы подразумеваем ПЛК, т.е. программируемые логические контроллеры (англ. PLC), или ПКА, т.е. программируемые контроллеры автоматизации (англ. PAC). Между ПЛК и ПКА есть некоторые различия, однако, в рамках данной статьи они не существенны, поэтому для упрощения будем использовать общий термин «контроллер».

В русскоязычном сообществе асушников канал общения между контроллером и другими устройствами обычно называют «полевой шиной», потому что он отвечают за передачу данных, которые приходят с «поля».

«Поле» — это глубокий профессиональный термин, обозначающий тот факт, что некое оборудование (например, датчики или исполнительные механизмы), с которым взаимодействует контроллер, находятся где-то далеко-далеко, на улице, в полях, под покровом ночи. И неважно, что датчик может быть расположен в полуметре от контроллера и измерять, допустим, температуру в шкафу автоматики, все равно считается, что он находится «в поле». Чаще всего сигналы с датчиков, приходящие в модули ввода-вывода все-таки преодолевают расстояния от десятков до сотен метров (а иногда и больше), собирая информацию с удаленных площадок или оборудования. Собственно, поэтому шина обмена, по которой контроллер получает значения с этих самых датчиков, называется обычно полевой шиной или реже шиной нижнего уровня или промышленной шиной.

Тут следует отметить, что в Европе и США полевым уровнем считаются только сами устройства, расположенные «в поле», но не среда передачи данных. В российских реалиях термин «полевая шина» или «шина нижнего уровня», пожалуй, слегка размыт и обозначает способ передачи данных от модулей ввода-вывода к контроллеру и наоборот.

Общая схема автоматизации промышленного объекта

Итак, электрический сигнал от датчика проходит некое расстояние по кабельным линиям (чаще по обычному медному кабелю с некоторым количеством жил), к которым подсоединяются несколько датчиков. Затем сигнал попадает в модуль обработки (модуль ввода-вывода), там он преобразуется в понятный контроллеру цифровой язык. Далее этот сигнал по полевой шине попадает непосредственно в контроллер, где и обрабатывается уже окончательно. На основе таких сигналов и строится логика работы самого контроллера. Существует и обратный путь: от контроллера команда управления по полевой шине попадает в модуль вывода, где преобразуется из цифрового вида в аналоговый и поступает по кабельным линиям к исполнительным механизмам и различным устройствам (на схеме выше не указаны).

Верхний уровень: от гирлянды до целой рабочей станции

Верхним уровнем называют все то, к чему может прикасаться обычный смертный оператор, который управляет технологическим процессом. В простейшем случае верхний уровень представляет собой набор лампочек и кнопочек. Лампочки сигнализируют оператору о неких происходящих событиях в системе, кнопочки служат для подачи команд контроллеру. Такую систему часто называют «гирлянда» или «ёлка», потому что выглядит очень похоже (как можно убедиться по фотографии в начале статьи).

Если оператору повезло больше, то в качестве верхнего уровня ему достанется панель оператора — некий плоскопанельный компьютер, который тем или иным образом получает данные для отображения от контроллера и выводит их на экран. Такая панель обычно монтируется на сам шкаф автоматики, поэтому взаимодействовать с ней приходится, как правило, стоя, что вызывает неудобства, плюс качество и размер изображения — если это малоформатная панелm — оставляет желать лучшего.

Ну и, наконец, аттракцион невиданной щедрости — рабочая станция (а то и несколько дублирующих), представляющая собой обычный персональный компьютер.

Для наглядного отображения информации на рабочих станциях и плоскопанельных компьютерах используют специализированное программное обеспечение — SCADA-системы. На человеческий язык SCADA переводится как система диспетчерского управления и сбора данных. Она включает в себя множество компонентов, таких как человеко-машинный интерфейс, визуализирующий технологические процессы, систему управления этими процессами, систему архивирования параметров и ведение журнала событий, систему управления тревогами и т.д. Всё это дает оператору полноценную картину происходящих на производстве процессов, а также возможность ими управлять и оперативно реагировать на отклонения от технологического процесса.

Оборудование верхнего уровня обязано взаимодействовать неким образом с контроллером (иначе зачем оно нужно?). Для такого взаимодействия используются протоколы верхнего уровня и некая технология передачи, например, Ethernet или UART. В случае с «ёлкой» таких изощрений, конечно, не нужно, лампочки зажигаются с использованием обычных физических линий, никаких мудреных интерфейсов и протоколов там нет.

В общем-то, этот верхний уровень менее интересен, нежели полевая шина, поскольку этого верхнего уровня может вообще не быть (из серии нечего там смотреть оператору, контроллер сам разберется, что и как нужно делать).

«Древние» протоколы передачи данных: Modbus и HART

Мало кто знает, но на седьмой день создания мира Бог не отдыхал, а создавал Modbus. Наравне с HART-протоколом, Modbus, пожалуй, самый старый промышленный протокол передачи данных, он появился аж в 1979 году.

В качестве среды для передачи изначально использовался последовательный интерфейс, затем Modbus реализовали поверх TCP/IP. Это синхронный протокол по схеме «мастер-слейв» (главный-подчиненный), в котором используется принцип «запрос-ответ». Протокол довольно тяжеловесный и медленный, скорость обмена зависит от характеристик приемника и передатчика, но обычно счет идет чуть ли не на сотни миллисекунд, особенно в реализации через последовательный интерфейс.

Более того, регистр передачи данных Modbus является 16-битным, что сразу же накладывает ограничения на передачу типов real и double. Они передаются либо по частям, либо с потерей точности. Хотя Modbus до сих пор повсеместно используется в случаях, когда не нужна высокая скорость обмена и потеря передаваемых данных не критична. Многие производители различных устройств любят расширять протокол Modbus своим исключительным и очень оригинальным образом, добавляя нестандартные функции. Поэтому данный протокол имеет множество мутаций и отклонений от нормы, но все же до сих пор успешно живет в современном мире.
Протокол HART тоже существует с восьмидесятых годов, это промышленный протокол обмена поверх двухпроводной линии токовой петли, в которую напрямую включаются датчики 4-20 мА и другие приборы с поддержкой протокола HART.

Для коммутации линий HART используются специальные устройства, так называемые HART-модемы. Также существуют преобразователи, которые на выходе предоставляют пользователю уже, допустим, протокол Modbus.

Примечателен HART, пожалуй, тем, что помимо аналоговых сигналов датчиков 4-20 мА в цепи передается и цифровой сигнал самого протокола, это позволяет соединить цифровую и аналоговую часть в одной кабельной линии. Современные HART-модемы могут подключаться в USB-порт контроллера, соединяться по Bluetooth, либо же старинным способом через последовательный порт. Десяток лет назад по аналогии с Wi-Fi появился и беспроводной стандарт WirelessHART, работающий в диапазоне ISM.

Второе поколение протоколов или не совсем промышленные шины ISA, PCI(e) и VME

На смену протоколам Modbus и HART пришли не совсем промышленные шины, такие как ISA (MicroPC, PC/104) или PCI/PCIe (CompactPCI, CompactPCI Serial, StacPC), а также VME.

Настала эра вычислителей, имеющих в своем распоряжении универсальную шину передачи данных, куда можно подключать различные платы (модули) для обработки некоего унифицированного сигнала. Как правило, в этом случае процессорный модуль (вычислитель) вставляется в так называемый каркас, который обеспечивает взаимодействие по шине с другими устройствами. Каркас, или, как его любят называть трушные автоматизаторы, «крейт», дополняется необходимыми платами ввода-вывода: аналоговыми, дискретными, интерфейсными и т.д., либо все это слепливается в виде бутерброда без каркаса — одна плата над другой. После чего это многообразие на шине (ISA, PCI, etc.) обменивается данными с процессорным модулем, который таким образом получает информацию с датчиков и реализовывает некую логику.

Контроллер и модули ввода-вывода в каркасе PXI на шине PCI. Источник: National Instruments Corporation

Все бы ничего с этими шинами ISA, PCI(e) и VME, особенно для тех времен: и скорость обмена не огорчает, и расположены компоненты системы в едином каркасе, компактно и удобно, горячей замены плат ввода-вывода может и не быть, но пока еще и не очень хочется.

Но есть ложка дегтя, и не одна. Распределенную систему довольно сложно построить в такой конфигурации, шина обмена локальная, нужно что-то придумывать для обмена данными с другими подчиненными или равноправными узлами, тот же Modbus поверх TCP/IP или какой другой протокол, в общем, удобств маловато. Ну и вторая не очень приятная штука: платы ввода-вывода обычно ждут на вход какой-то унифицированный сигнал, и гальванической развязки с полевым оборудованием у них нет, поэтому нужно городить огород из различных модулей преобразования и промежуточной схемотехники, что сильно усложняет элементную базу.

Промежуточные модули преобразования сигнала с гальванической развязкой. Источник: DataForth Corporation

«А что с протоколом обмена по промышленной шине?» — спросите вы. А ничего. Нет его в такой реализации. По кабельным линиям сигнал попадает с датчиков на преобразователи сигналов, преобразователи выдают напряжение на дискретную или аналоговую плату ввода-вывода, а данные с платы уже читаются через порты ввода/вывода, средствами ОС. И никаких специализированных протоколов.

Как работают современные промышленные шины и протоколы

А что теперь? К сегодняшнему дню классическая идеология построения автоматизированных систем немного поменялась. Роль сыграли множество факторов, начиная с того, что автоматизировать тоже должно быть удобно, и заканчивая тенденцией на распределенные автоматизированные системы с удаленными друг от друга узлами.

Пожалуй, можно сказать, что основных концепций построения систем автоматизации на сегодняшний день две: локализованные и распределенные автоматизированные системы.

В случае с локализованными системами, где сбор данных и управление централизовано в одном конкретном месте, востребована концепция некоего набора модулей ввода-вывода, соединенных между собой общей быстрой шиной, включая контроллер со своим протоколом обмена. При этом, как правило, модули ввода-вывода включают в себя и преобразователь сигнала и гальваническую развязку (хотя, разумеется, не всегда). То есть конечному потребителю достаточно понять, какие типы датчиков и механизмов будут присутствовать в автоматизированной системе, сосчитать количество требуемых модулей ввода-вывода для разных типов сигналов и соединить их в одну общую линейку с контроллером. В этом случае, как правило, каждый производитель использует свой любимый протокол обмена между модулями ввода-вывода и контроллером, и вариантов тут может быть масса.

В случае распределенных систем справедливо все, что сказано в отношении локализованных систем, кроме этого, важно, чтобы отдельные компоненты, например, набор модулей ввода-вывода плюс устройство сбора и передачи информации — не очень умный контроллер, который стоит где-нибудь в будке в поле, рядом с краном, который перекрывает нефть, — могли взаимодействовать с такими же узлами и с главным контроллером на большом расстоянии с эффективной скоростью обмена.

Как разработчики выбирают протокол для своего проекта? Все современные протоколы обмена обеспечивают довольно высокое быстродействие, поэтому зачастую выбор того или иного производителя обусловлен не скоростью обмена по этой самой промышленной шине. Не так важна и реализация самого протокола, потому что, с точки зрения разработчика системы, это все равно будет черный ящик, который обеспечивает некую внутреннюю структуру обмена и не рассчитан на вмешательство извне. Чаще всего обращают внимание на практические характеристики: производительность вычислителя, удобство применения концепции производителя к поставленной задаче, наличие нужных типов модулей ввода-вывода, возможность горячей замены модулей без разрыва шины и т.д.

Популярные поставщики оборудования предлагают собственные реализации промышленных протоколов: например, всем известная компания Siemens разрабатывает свою серию протоколов Profinet и Profibus, компании B&R — протокол Powerlink, Rockwell Automation — протокол EtherNet/IP. Отечественное решение в этом списке примеров: версия протокола FBUS от российской компании Fastwel.

Есть и более универсальные решения, которые не привязаны к конкретному производителю, такие как EtherCAT и CAN. Мы подробно разберем эти протоколы в продолжении статьи и разберемся, какие из них лучше подходят для конкретных применений: автомобильной и аэрокосмической промышленности, производства электроники, систем позиционирования и робототехники. Оставайтесь на связи!

Что такое шина управления?

Что означает шина управления?

Шина управления — это компьютерная шина, которая используется ЦП для связи с устройствами, содержащимися в компьютере. Это происходит через физические соединения, такие как кабели или печатные схемы.

CPU передает различные сигналы управления компонентам и устройствам для передачи сигналов управления на CPU с помощью шины управления. Одна из основных задач автобуса — минимизировать количество линий, необходимых для связи.Индивидуальная шина обеспечивает связь между устройствами с использованием одного канала данных. Шина управления является двунаправленной и помогает ЦП синхронизировать сигналы управления с внутренними устройствами и внешними компонентами. Он состоит из линий прерывания, линий разрешения байтов, сигналов чтения / записи и строк состояния.

Techopedia объясняет шину управления

Хотя ЦП может иметь свой собственный отличительный набор сигналов управления, некоторые элементы управления являются общими для всех ЦП:

Линии запроса прерывания (IRQ): Аппаратная линия, используемая устройствами для прерывания сигналов ЦП.Это позволяет процессору прервать свою текущую работу для обработки текущего запроса.
Линия управления системной частотой: обеспечивает внутреннюю синхронизацию для различных устройств на материнской плате и ЦП.

Большинство системных шин состоит из 50–100 отдельных линий связи. Системная шина состоит из трех типов шин:

Шина данных: переносит данные, требующие обработки
Адресная шина: определяет, куда следует отправлять данные
Шина управления: определяет обработку данных

Связь между ЦП и Шина управления необходима для работы квалифицированной и функциональной системы.Без шины управления ЦП не может определить, получает ли система данные или отправляет их. Это шина управления, которая регулирует, в каком направлении должна идти информация для записи и чтения. Шина управления содержит линию управления для команд записи и линию управления для команд чтения. Когда ЦП записывает данные в основную память, он передает сигнал в командную строку записи. ЦП также отправляет сигнал в командную строку чтения, когда ему нужно прочитать. Этот сигнал позволяет ЦП получать или передавать данные из основной памяти.

Что такое шина управления? (с рисунками)

Шина управления — это то, что центральный процессор (ЦП) компьютера использует для связи с другими устройствами внутри машины через набор физических соединений, таких как кабели или печатные схемы. Это разнообразный набор сигналов, включая чтение, запись и прерывание, которые позволяют ЦП управлять и контролировать действия различных частей компьютера. Это один из трех типов шин, составляющих системную или компьютерную шину.Его точный состав зависит от процессора.

Шина расширения позволяет материнской плате компьютера взаимодействовать с жестким диском.

В общем, цель любой шины — уменьшить количество путей, необходимых для связи между компонентами компьютера.Шина обеспечивает связь между компонентами по одному каналу данных и характеризуется тем, сколько информации она может передавать одновременно. Количество данных выражается в битах и соответствует количеству физических линий, по которым отправляется информация. Например, ленточный кабель с 32 проводами может передавать 32 бита параллельно.

Большинство современных компьютеров имеют большое количество шин, соединяющих самые разные области.

Каждый компьютер обычно имеет внутреннюю шину и шину расширения. Внутренняя или внешняя шина облегчает обмен данными между ЦП и центральной памятью, в то время как шина расширения или шина ввода / вывода связывает компоненты материнской платы, такие как жесткие диски и порты. Большинство системных шин обычно состоят из от 50 до 100 отдельных физических линий связи.Эти линии подразделяются на три подузла или типа шин: адресная шина или шина памяти, шина данных и командная или управляющая шина.

Шина управления двунаправленная; он передает командные сигналы от ЦП и ответные сигналы от оборудования.Это помогает ЦП синхронизировать свои командные сигналы с компонентами компьютера и более медленными внешними устройствами. В результате шина управления состоит из линий управления, каждая из которых отправляет определенный сигнал, например чтение, запись и прерывание. Линии управления, составляющие шину управления, различаются между процессорами, но большинство из них включают линии системных часов, строки состояния и линии разрешения байтов.

Например, центральный процессор компьютера будет использовать шину данных для передачи информации в центральную память и из нее.Шина управления позволяет ЦП определять, отправляет или принимает система эти данные и когда. Это связано с тем, что шина управления имеет линию управления для чтения и одну для записи, которые определяют направление потоков информации (от памяти к ЦП или ЦП к памяти). Если ЦП необходимо записать некоторые данные в центральную память, он отправит сигнал (подтвердит) на линию управления записью шины управления. Отправка сигнала в линию управления чтением позволяет ЦП получать данные из памяти.

Другими типами шин, составляющих системную шину, являются шины данных и адреса.Шина данных перемещает инструкции и информацию между всеми функциональными компонентами компьютера. Он двунаправленный и может передавать одновременно только в одном направлении. Шина данных передает информацию между ЦП и памятью, а также между памятью и секцией ввода / вывода.

Адресная шина является однонаправленной и работает как карта памяти.Когда компьютерной системе требуется доступ к определенной области памяти или устройству ввода / вывода, она устанавливает соответствующий адрес на адресной шине. Этот адрес распознается соответствующей схемой, которая затем дает команду соответствующей памяти или устройству читать или отправлять данные по шине данных. Ответить будет только то устройство или ячейка памяти, которая соответствует адресу на адресной шине.

Центральный процессор использует шину управления для связи с другими устройствами внутри компьютера через физические соединения, включая печатные схемы.Шина управления

— обзор

▪

Убедитесь, что вы зарезервировали маржу для расширения

▪

Назначение тактовых импульсов критично и должно быть реализовано как можно раньше

▪

Назначить специальные вводы / выводы раньше

▪

Раннее назначение высокопроизводительных сигналов и шин

▪

Специальные сигналы и шины: согласованная длина, управляющий импеданс

▪

Рассмотрите размещение и ориентацию FPGA на плате

▪

Учитывать размещение, ориентацию и поток сигнала через ПЛИС (Ограничение площади)

▪

Учитывать схему выхода выводов

▪

Учитывать собственную архитектуру ПЛИС и предпочтительный поток данных

▪

Внутренний сведения о маршрутизации сигналов

▪

Ресурс глобальной маршрутизации e подробности

▪

Подробная информация об архитектуре банка ввода-вывода

▪

Рекомендации по SSO

▪

Подробная информация о маршрутизации часов и опциях обратной связи

▪

Специальная функция ввода-вывода характеристики

▪

Детали миграции одного и того же пакета / места ввода / вывода

▪

Детали архитектуры блоков ввода / вывода

▪

Соображения для тактовых частот ввода / вывода с удвоенной скоростью передачи данных

•

Соображения для пар дифференциальных сигналов

▪

Соображения для линий с контролируемым импедансом

▪

Взаимосвязи часов и взаимодействия

▪

Характеристики всех входов / выходов FPGA

▪

Возможные будущие сигналы расширения / улучшения

▪

Подход к конфигурации ПЛИС и подход к загрузке проекта

▪

Планирование доступа к сигналу отладки

▪

Доступ к разъему JTAG

▪

Встроенные процессоры

▪

Особенности: DCI, стандарты ввода / вывода, пары дифференциальных сигналов, подтягивающий и понижающий, схема кипера, скорость нарастания, высокая нагрузка (мощность привода), требования к включению питания, состояние / состояние конфигурации, распределение зашумленных сигналов, распределение Сигналы SSO, распределение сигналов требований тяжелого привода

▪

Работа по минимизации кроссовера сигналов на уровне платы

▪

Категоризируйте и группируйте специальные сигналы и группы сигналов; часы, управляющие сигналы, шины, дифференциальные сигналы, тестовые сигналы, шумные и тихие сигналы и т. д.

▪

Назначьте сигналы выводам общего назначения перед выводами двойного использования

▪

Не «тратите впустую» / не блокируйте доступ к специализированным выводам, таким как, например: входы часов, контакты обратной связи часов … ограничения количества выводов

▪

Разбейте все выводы специальных функций до контрольных точек / контактных площадок / заголовков и т.д. , так далее.), назначенный контактам, доступен только в более крупном устройстве

▪

Обычно неиспользуемые входы следует подтягивать вниз, чтобы избежать шума (подтягивания потребляют ненужную мощность)

▪

Аналоговые выводы заземления и питания соответствующий

▪

Дважды проверьте назначение питания и заземления и гибкое назначение выводов питания, таких как контрольные выводы банка ввода / вывода

Общие компоненты ЦП — Архитектура — Eduqas — GCSE Computer Science Revision — Eduqas

Центральный процессор (CPU) состоит из шести основных компонентов:

Все компоненты работают вместе, обеспечивая обработку и управление системой.

Блок управления (CU)

CU выполняет несколько функций:

Арифметико-логический блок (ALU)

ALU выполняет две основные функции:

он выполняет арифметические и логические операции (решения).
он действует как шлюз между первичным хранилищем и вторичным хранилищем — данные, передаваемые между ними, проходят через ALU.

ALU выполняет арифметические и логические операции.

Регистры

Регистры — это небольшие объемы высокоскоростной памяти, содержащиеся в ЦП.Они используются процессором для хранения небольших объемов данных, которые необходимы во время обработки, например:

адрес следующей инструкции, которая должна быть выполнена
декодируемая текущая инструкция
результаты вычислений

разные процессоры имеют разное количество регистров для разных целей. Большинство из них имеют некоторые или все из следующих:

счетчик программ (ПК)
регистр адреса памяти (MAR)
регистр данных памяти (MDR)
регистр текущих команд (CIR)
аккумулятор (ACC)

Кэш

Кэш — это небольшой объем высокоскоростной оперативной памяти (ОЗУ), встроенной непосредственно в процессор.Он используется для временного хранения данных и инструкций, которые процессор может повторно использовать. Это позволяет ускорить обработку, поскольку процессору не нужно ждать, пока данные и инструкции будут извлечены из ОЗУ.

Часы

ЦП содержит часы, которые вместе с CU используются для координации всех компонентов компьютера. Часы посылают регулярный электрический импульс, который синхронизирует (удерживает во времени) все компоненты.

Частота импульсов называется тактовой частотой.Тактовая частота измеряется в герцах (Гц). Чем выше скорость, тем больше инструкций может быть выполнено в любой момент времени.

В 1980-х процессоры обычно работали на частоте от 3 мегагерц (МГц) до 5 МГц, что составляет от 3 до 5 миллионов импульсов или циклов в секунду. Сегодня процессоры обычно работают на частоте от 3 гигагерц (ГГц) до 5 ГГц, что составляет от 3 до 5 миллиардов импульсов или циклов в секунду.

Автобусы

Шина — это высокоскоростное внутреннее соединение.Шины используются для передачи сигналов управления и данных между процессором и другими компонентами.

Используются автобусы трех типов.

Адресная шина — передает адреса памяти от процессора к другим компонентам, таким как первичная память и устройства ввода / вывода. Адресная шина однонаправленная.
Шина данных — передает данные между процессором и другими компонентами. Шина данных двунаправленная.
Шина управления — передает управляющие сигналы от процессора к другим компонентам.Шина управления также передает импульсы часов. Шина управления однонаправленная.

Что такое шина управления?

Шина управления (ControlBus) — это , обозначаемая как CB. Шина управления в основном используется для передачи сигналов управления и сигналов синхронизации. Среди управляющих сигналов некоторые отправляются микропроцессором в память и схемы интерфейса устройства ввода / вывода, например: сигналы чтения / записи, сигналы выбора микросхемы, сигналы ответа на прерывание и т. Д.; другие также передаются обратно в ЦП, такие как сигналы запроса прерывания, сигнал сброса, сигнал запроса шины, сигнал готовности устройства и т. д. Следовательно, направление передачи шины управления определяется конкретными сигналами управления, которые обычно являются двунаправленными. Количество битов шины управления зависит от фактических потребностей системы в управлении. Фактическая ситуация с управлением шиной зависит от процессора. ^[1]

Шина управления CB (ControlBus) имеет следующие характеристики: однонаправленная, двунаправленная, двунаправленная и т. Д., это самая сложная, гибкая и мощная функция в шине, и ее количество, тип и определение различны.

Шина управления представляет собой набор различных сигнальных линий и является общим каналом для передачи данных, адресов и информации управления между различными компонентами компьютера.

В соответствии с положением относительно ЦП и его микросхемы:

Внутренняя шина: относится к внутренней

1. шины

Один рабочий процесс шины — завершить передачу информация между двумя модулями.Главный модуль и подчиненный модуль запускают рабочий процесс. Только один главный модуль может занимать шину одновременно. ^[2]

Шина — это совокупность сигнальных линий, которые являются общим каналом для передачи информации между модулями. Через него можно передавать различные данные и команды между компонентами компьютера. Чтобы можно было обмениваться продуктами от разных поставщиков и предоставить пользователям больше возможностей выбора, технические характеристики шины должны быть стандартизованы.

Стандартный состав автобуса должен быть тщательно продуман и строго регламентирован. Стандарты шины (технические характеристики) включают следующие разделы:

Характеристики механической конструкции: Размер модуля, разъем шины, разъем шины и установочный размер определены единообразно.

Функциональные характеристики: Каждая сигнальная линия (имя вывода), функция и рабочий процесс шины должны иметь единые правила.

Электрические характеристики: эффективный уровень каждой сигнальной линии шины, время динамического преобразования, допустимая нагрузка и т. Д.

НА ДРУГИХ ЯЗЫКАХ

Часть 2: — Что такое адресная шина, шина данных и шина управления в компьютере? ~ БЕЗУМИЕ О КОМПЬЮТЕРЕ

Если вы читаете это руководство, пропуская предыдущее, я настоятельно рекомендую вам изучить первый предыдущий урок. В предыдущем руководстве мы обсуждали основную концепцию автобусов . Мы также можем сказать, что предыдущее руководство является вводным руководством по шинам …

Давайте перейдем к теме … Сегодня я слишком подробно рассмотрю адресную шину, шину данных и шину управления.

Что такое адресная шина? Адресная шина используется ЦП для отправки адреса ячейки памяти или порта ввода / вывода, к которому необходимо получить доступ в данный момент. Это однонаправленная шина, то есть адрес может передаваться только в одном направлении, а именно от ЦП к требуемому порту или местоположению.

Независимо от того, является ли это операцией чтения или записи, ЦП вычисляет адрес требуемых данных и отправляет их по шине данных для выполнения требуемой операции.Максимальное количество ячеек памяти, к которым можно получить доступ в системе, определяется количеством строк адресной шины.

Адресная шина, состоящая из n линий, может быть адресована не более чем в 2n точках напрямую. Таким образом, 16-битная адресная шина может обеспечивать доступ к 2 16-битной или 64 Кбайт памяти.

Люди также читают: — Что такое прикладное программное обеспечение? И это нужно.
Люди также читают: — Что такое программная инженерия? О компании Carrier.

Что такое шина данных? Шина данных используется для передачи данных и инструкций от ЦП к памяти и периферийным устройствам и наоборот.Таким образом, это двунаправленная шина. Это одна из наиболее важных частей соединения с ЦП, потому что каждая программная инструкция и каждый байт данных в какой-то момент должны проходить по шине.

Размер шины данных измеряется в битах. Размер шины данных имеет большое влияние на архитектуру компьютера, потому что его важные параметры, такие как размер слова, количество данных и т. Д., Определяются и управляются размером шины данных.

Обычно микропроцессор называется n-битным процессором.Таким образом, по мере того, как ЦП становился более продвинутым, шина данных увеличивалась в размерах. 64-битная шина данных может передавать 8 байтов в каждом цикле шины, поэтому ее скорость намного выше по сравнению с 8-битным процессором, который может передавать один байт в каждом цикле шины.

Что такое шина управления? Шина управления содержит различные отдельные линии, по которым передаются синхронизирующие сигналы, которые используются для управления. К процессору подключены различные периферийные устройства. Обычными сигналами, которые передаются по шине управления от ЦП к устройствам и наоборот, являются чтение памяти, запись в память, чтение ввода-вывода, запись ввода-вывода и т. Д.Сигналы

разработаны с учетом философии конструкции микропроцессора и требований различных устройств, подключенных к процессору. Итак, разные типы микропроцессоров имеют разные управляющие сигналы. См. Ниже для лучшего понимания.

Книга источников изображений

Надеюсь, вы все же нашли эту информацию полезной для вас. Если у вас есть какие-либо сомнения или вопросы по поводу этого руководства, дайте мне знать в своем комментарии.И не забудьте поделиться с другими любителями компьютеров.
Хорошего дня!!!
Люди также читают: — Директор по программной инженерии.
Люди также читают: — Что такое системное программное обеспечение? Лучшее объяснение.

шина данных, адреса и управления

Шина — это путь для цифровых сигналов для быстрого перемещения данных. С процессорами связаны три внутренние шины: шина данных, адресная шина и шина управления. Вместе эти три составляют «системную шину». Системная шина — это внутренняя шина, предназначенная для соединения процессора с внутренними аппаратными устройствами, и ее также называют «локальной» шиной, лицевой шиной или иногда свободно именуемой «шиной памяти».”

Данные, входящие и выходящие из шины данных, являются двунаправленными, поскольку процессор считывает и записывает данные, однако остальные являются однонаправленными, поскольку процессор всегда определяет, когда и что он будет читать или записывать. Адресная шина передает сигналы адресации от процессора к памяти, вводу-выводу (или периферийным устройствам) и другим адресуемым устройствам вокруг процессора. Сигналы управления выходят из процессора, но не поступают в него.

Рисунок 1: Внутренняя системная шина. Автор W Nowicki — собственная работа, основанная на диаграмме в книге «Основы компьютерной организации и архитектуры» Линды Нулл, Джулии Лобур.CC BY-SA 3.0

«Ширина» шины данных микроконтроллера обычно составляет 8, 16, 32 или 64 бита, хотя возможны микроконтроллеры только с 4-битной шиной данных или шириной более 64 бит. Ширина шины данных отражает максимальный объем данных, который может быть обработан и доставлен за один раз. 64-битный процессор имеет 64-битную шину данных и может передавать 64-битные данные за раз, а то, будут ли данные считываться или записываться, определяется шиной управления. Физическое расположение данных в памяти передается по адресной шине.Внутренний аппаратный компонент, получив адрес от адресной шины и готовый принять данные, позволяет буферу пропускать поток сигналов в или из места, которое было обозначено адресной шиной. Адресная шина передает только информацию об адресе и синхронизируется с шиной данных для выполнения задач чтения / записи от процессора. Адресная шина имеет ширину ровно настолько, насколько это необходимо для адресации всей памяти в системе.

Другие коммуникационные шины также обмениваются данными с процессором, но являются внешними по отношению к системе, например, универсальная последовательная шина, RS-232, сеть контроллеров (CAN), eSATA и другие.Внешние периферийные устройства могут быть настроены на использование внутренней шины, и это было обычным явлением для компьютеров, которые использовали «карты расширения» для подключения продуктов к внутренней шине. Однако с одной картой на устройство это стало неприемлемым в долгосрочной перспективе, и были разработаны другие системы связи по шине, такие как USB.

Системную шину можно «расширить» для связи с другими компьютерами через шасси, называемое объединительной платой. Внутренние шины обладают очень высокой пропускной способностью и малой задержкой. Несколько компьютеров могут быть смонтированы в стойке на одной объединительной плате для очень быстрой связи между компьютерами.

Что такое шина управления в архитектуре компьютера

Основные функции шины управления

Основные сигналы шины управления

Взаимодействие шины управления с процессором

Отличия шины управления от других системных шин

Роль шины управления в работе оперативной памяти

Взаимодействие шины управления с устройствами ввода-вывода

Роль шины управления в работе кэш-памяти

Шина управления — это… Что такое Шина управления?

Смотреть что такое «Шина управления» в других словарях:

Что такое шина управления?

ДРУГИЕ ЯЗЫКИ

Шина данных

1 Устройства всоставе персонального компьютера IBM-PC

Шина — данные

Память эвм и ее характеристики и назначение. Пзу, озу, взу. Организация и физическое представление данных в эвм.

Внутренняя шина — данные

Интерфейсы компьютера.

2 Системныеблоки корпуса персональных компьютеров

1. Обзор шин пк.

Шина данных это система передачи информации в ПК

Компьютерная шина

Основное деление компьютерных шин

Одна из самых значимых устройств связи

Производительность компьютера

Системные шины в современных компьютерах

Внешняя шина — данные

Адресное пространствомикропроцессорного устройства.

Системная шина, что это такое?

Интеграционная шина и автоматизация бизнес-процессов

Интеграционно-сервисная шина предприятия

Сложные интеграционные процессы

Выгоды использования интеграционных платформ

Аналитическая информация

Процессный подход

Составляющие СУБП

как всё это работает / Хабр

Нижний уровень или полевая шина — то, с чего всё начинается

Верхний уровень: от гирлянды до целой рабочей станции

«Древние» протоколы передачи данных: Modbus и HART

Второе поколение протоколов или не совсем промышленные шины ISA, PCI(e) и VME

Как работают современные промышленные шины и протоколы

Что такое шина управления?

Что означает шина управления?

Techopedia объясняет шину управления

Что такое шина управления? (с рисунками)

— обзор

Общие компоненты ЦП — Архитектура — Eduqas — GCSE Computer Science Revision — Eduqas

Блок управления (CU)

Арифметико-логический блок (ALU)

Регистры

Кэш

Часы

Автобусы

Что такое шина управления?

НА ДРУГИХ ЯЗЫКАХ

Часть 2: — Что такое адресная шина, шина данных и шина управления в компьютере? ~ БЕЗУМИЕ О КОМПЬЮТЕРЕ

шина данных, адреса и управления

Похожие записи

Особенности питания кормящей мамы: что можно и нельзя есть при грудном вскармливании

Новорожденный какает слизью: причины появления слизи в кале грудничка

Гемангиома у новорожденных: причины, виды, лечение и профилактика

Добавить комментарий Отменить ответ