Открытая архитектура компьютера

Фирмой DEC в начале 70-х гг. был предложен компьютер с новой архитектурой. Эта открытая архитектура компьютера позволяла свободно подключать любые периферийные устройства, что обеспечивало свободное подключение к компьютеру любого числа исполнительных механизмов. Достигалось все это подключением к общей шине передачи информации в соответствии со стандартом шины – свободно распространяющимся документом. Это позволяло фирмам производителям периферийного оборудования разрабатывать контроллеры для подключения к шинам различных стандартов.

Открытая архитектура компьютера позволяла свободно подключать любые периферийные устройства

Открытая архитектура компьютера в основе выглядит так. Общее управление всей системой осуществляет центральный процессор, который управляет общей шиной, выделяя время другим устройствам для обмена информацией. Запоминающее устройство хранит исполняемые программы и данные и согласовано уровнями своих сигналов с уровнями сигналов самой шины. Внешние устройства, уровни сигналов которых отличаются от уровней сигналов шины, подключаются к ней через специальный контроллер. Контроллер согласовывает сигналы устройства с сигналами шины и осуществляет управление устройством по командам, поступающим от центрального процессора. Контроллер подключается к шине специальными устройствами – портами ввода-вывода. Каждый порт имеет свой номер, и обращение к нему процессора происходит, также как и к ячейке памяти, по этому номеру. Процессор имеет специальные линии управления, сигнал на которых определяет, обращается ли процессор к ячейке памяти или к порту ввода-вывода контроллера внешнего устройства.

Открытая архитектура компьютера, несмотря на преимущества, имеет и серьезный недостаток. При подключении к общей шине устройств с разными скоростями обмена, "медленные" задерживали работу "быстрых". Дальнейшее повышение производительности компьютера было найдено во введении дополнительной локальной шины, к которой подключались "быстрые" устройства. В такой открытой архитектуре компьютера контроллер шины анализирует адреса портов, передаваемые процессором, и передает их контроллеру, подключенному к общей или локальной шине.

Контроллер каждого устройства может размещаться на общей плате с центральным процессором или на специальной плате, вставляемой в специальные разъемы на общей плате – слоты расширения. С развитием микроэлектроники функциональные узлы компьютера и контроллеры стандартных устройств начали размещать в одной микросхеме. Это дало возможность ввести две дополнительные локальные шины для подключения запоминающего устройства и устройства отображения, которые имеют наибольший объем обмена с центральным процессором и между собой.

Открытая архитектура современного компьютера включает в себя, кроме этого, центральный и функциональный контролеры. Центральный играет роль коммутатора, распределяющего потоки информации между процессором, памятью, устройством отображения и остальными узлами компьютера.

Функциональный контролер содержит контроллеры для подключения клавиатуры, мыши, принтера, модема и т.д.

Инструменты