|
5.2. Zamonaviy kompyuterlarning shinalari va ularning
ishlash tamoillari
Kompyuter texnikasi va texnologiyalarining rivojlanishi davomida,
keng va ko‘p vaqtlar davomida qo‘llanib kelingan, hamda hozirda ham
keng qo‘llanilib kelayotgan shinalar sifatida quyidagilarni sanab o‘tish
mumkin: Omnibus (PDP-8), Unibus (PDP-11), Multibus (8086), IBM PC
(PC/XT), ISA (PC/AT), EISA (80386), MicroChannel (PC/2), PCI (turli
xildagi
shaxsiy
kompyuterlarda),
SCSI
(turli
xildagi
shaxsiy
kompyuterlarda va ishchi stansiyalarda), Nubus (Macintosh), Universal
Serial Bus (zamonaviy shaxsiy kompyuterlarda), Fire Wire (maishiy
elektronika qurilmalarida), VME (fizika xonalaridagi qurilmalarda) va
Samas (yuqori energiyalar fizikasi qurilmalarida). Ushbu o‘quv
qo‘llanmada ISA, PCI, PCI Express va USB shinalariga oid ma’lumotlar
keltirilgan.
Avval
ta’kidlaganimizdek, zamonaviy kompyuterlarda
ma’lumotlarni parallel va ketma-ket tarzda uzatuvchi shinalardan
foydalanilmoqda [1,2,26].
Ma’lumotlarni parallel tarzda uzatuvchi shinalar:
- boshqarish signallari uchun mo‘ljallangan liniyalar (chiziqlar);
- adreslar uchun mo‘ljallangan liniyalar;
- ma’lumotlar uchun mo‘ljallangan liniyalardan iborat bo‘ladi (5.7-rasm).
Shinaga ulangan biron-bir qurilma, masalan - protsessor, boshqa bir
qurilmadan, masalan - asosiy xotiradan, ma’lumot olishi (yoki unga
uzatishi) uchun, avval boshqarish signallari yordamida uni ogohlantiradi.
Protsessor asosiy xotiradan ma’lumotlarni o‘qimoqchi bo‘lsa, MREQ
130
(xotiraga murojaat qilish) va RD (xotiradan o‘qish) kabi boshqarish
signallari bilan unga murojaat qiladi. Ushbu signallardan so‘ng, xotiraning
o‘qilishi kerak bo‘lgan adresi, shina orqali unga uzatiladi. Adresni uzatish
parallel tarzda amalga oshiriladi – 16 bit (64 Kbaytli xotira uchun), 20 bit
(1 Mbaytli xotira uchun) va 32 bit (4 Gbaytli xotira uchun). Ma’lum bir
vaqt oralig‘i o‘tgandan so‘ng (T
3
siklining yarim davri) asosiy xotiradan
o‘qilgan ma’lumotlarni protsessor tomonidan qabul qilib olish amalga
oshiriladi. Parallel tarzda qabul qilinayotgan ma’lumotlarning uzunliklari –
8, 16, 32, 64 yoki 128 bit bo‘lishi mumkin.
Ushbu jarayon sinxron va asinxron tarzda amalga oshirilishi mumkin,
ya’ni kompyuter shinalarining sinxron va asinxron xillari mavjud. 5.8 va
5.9-rasmlarda sinxron va asinxron shinalar orqali ma’lumotlarni o‘qish
jarayonining vaqt diagramalari keltirilgan.
5.7-rasm. Pentium 4 protsessori asosida qurilgan kompyuter parallel
shinasining tarkibiga kirgan liniyalar.
131
Sinxron shinada bu jarayon kvarsli generator hosil qilgan taktli
impulslar
yordamida
boshqariladi.
Generator
hosil
qilayotgan
impulslarning chastotalari 5 MGs dan, 100 MGs gacha bo‘lishi mumkin.
Asinxron shinalarda taktlar impulslari generatori ishlatilmaydi.
ISA shinasi IBM PC/AT kompyuterlarida qo‘llanilgan, u 8,33 MGs
chastotada ishlaydi. Shina orqali bitta sikl davomida ikki bayt uzatiladi, bu
esa uning maksimal tezligi 16,7 Mbayt/sek ga teng degani bo‘ladi.
EISA shina ham 8,33 MGs chastotada ishlaydi va u orqali bitta sikl
davomida to‘rt bayt uzatiladi. Demak uning tezligi 33,3 Mbayt/sek ni
tashkil qiladi.
5.8-rasm. Sinxron shinadagi o‘qish jarayoning vaqt diagrammasi.
ISA va EISA shinalari asosan matnli axborotni ishlash uchun
mo‘ljallangan, avvalgi kompyuterlar uchun ishlab chiqarilgan edi.
Keyinchalik, kompyuterlarda Windows operatsion tizimlari ishlatila
boshlagandan so‘ng, grafik va rangli video axborotlarni ishlash uchun ISA
va EISA shinalarining tezliklari etarli bo‘lmay qoldi. Ushbu holatni
132
tushuntirish uchun quyidagi hisoblashlarni bajarib qo‘ramiz. 1024x768
piksel o‘lchamli monitorda rangli harakatlanuvchi tasvirni chiqarish
jarayonini tahlil qilib ko‘ramiz. 1 piksel uchun 3 bayt xotira kerak bo‘ladi,
RGB - qizil, yashil va ko‘k ranglarning har biri uchun 1 baytdan. Bitta
ekrandagi tasvir 1024x768x3 = 2,25 Mbayt xajmga ega bo‘lar ekan.
Tasvirni bir tekis jonlantirish uchun esa sekundiga 30 kadrni ekranga
chiqarish kerak bo‘ladi, ya’ni ma’lumotlarni uzatish tezligi 67,5 Mbayt/sek
ga teng bo‘lishi kerak. Aslida video axborotni vinchesterdan (CD yoki
DVD diskdan) monitorga uzatish uchun, avval asosiy xotiraga, so‘ngra esa
videoadapterga uzatiladi. Demak tezlik, 135 Mbayt/sek ga teng bo‘lishi
kerak. Ammo kompyuterda, shinadan foydalanadigan boshqa qurilmalar
ham bor. Shuning uchun bu xolatda, yana ham yuqori tezlikda ishlay
oladigan shina kerak bo‘ladi.
5.9-rasm. Asinxron shinaning ishlashi.
1990 yili Intel firmasi PCI – tashqi tashkil etuvchi qurilmalarni o‘zaro
birgalikda ishlashini ta’minlovchi shinasini ishlab chiqdi va boshqa ishlab
chiqaruvchilarga ham undan foydalanib tashqi qurilmalar ishlab chiqarish
xuquqini berdi. PCI shinasi dunyo bo‘ylab ommalashib ketdi. Sun
kompaniyasi ham shu paytda ishlab chiqqan kompyuterlarining
133
UltraSPARC versiyasida (UltraSPARC III kompyuteri) PCI shinasidan
foydalandi.
Dastlabki PCI shinasi 33 MGs chastota bilan ishlab, har bir sikl
davomida 32 bitdan ma’lumot uzata olgan, ya’ni uning umumiy o‘tkazish
qobiliyati 4 bayt x 33 = 133 Mbayt/sek bo‘lgan. 1993 yili PCI 2.0, 1995
yili PCI 2.1, PCI 2.2 shinalarini ishlab chiqdi. PCI 2.2 shinasi bitta sikl
davomida 64 bit uzunlikka ega bo‘lgan ma’lumotni 66 Mgs chastota bilan
uzata olish imkoniyatiga ega bo‘ldi, ya’ni uning tezligi 8x66 = 528
Mbayt/sek ga etkazilgan edi. PCI va ISA shinalari birgalikda qo‘llanilgan
Pentium rusumidagi dastlabki kompyuterning arxitekturasi 5.5-rasmda
keltirilgan edi.
90-yillarning ohirlariga kelib grafik axborotni almashinish uchun
mo‘ljallangan AGP – grafik ma’lumotlarni uzatish tezligi oshirilgan port
shinasi ishlab chiqildi. Bunday shinaning AGP 3.0 versiyasining tezligi 2,1
Gbaytga etkazildi. Tarkibida AGP-shinasiga ega, Pentium 4 protsessori
asosida qurilgan zamonaviy kompyuter (yoki tizim) shinalarining
joylashtirilishi 5.6-rasmda keltirilgan edi.
Do'stlaringiz bilan baham: |
