Magistrale PC-a

Stručni rad

Anđela Zlajić 1.

SADRŽAJ

1. SADRŽAJ……………………………………….……………………1 2. UVOD………………………………………………………………...2 3. MAGISTRALE RAČUNARA….……………………………………3 3.1. ULOGA I ZNAČAJ……………………….………......…………3 3.2. Prva generacija………………………….…………......…………5 generacija…………….………….…………......………… ……......…………66 3.3. Druga generacija…………….………….…… generacija…………….………….……….…......… .……….…......…………8 ………8 3.4. Treća generacija…………….…………

VRSTE I KARAKTERISTIKE KARAKTERISTIKE MAGISTRALA…………..………..11 MAGISTRALA…………..………..11 ISA…...……..……………………………………...…………...11 MCA………...…………………………………………….....…12 4.1. VLB……………….…………………………….…………...…12 4.2. 4.2. PCI PCI revol revoluci ucija… ja……… ………… …………… …………… ………… …………… …………… …………. ……..12 .12 4.3. 4.3. AG AGP… P……… ………… ………… ………… ………… ………… ………… ………… ………… ………… ………… …… 13 13 4.4. 4.4. USB… USB……… ………… ………… ………… ………… ………… ………… ………… ………… ………… ………… …….1 .144 4.5. 4.5. SCSI SCSI…… ………… ………… ………… ………… ………… ………… ………… ………… …….… .……… ………… ……15 15 ZAKLJUČAK………...……………………………………………...16 LITERATURA…………………………………………………….…17

4.

-1-

Trusted by over 1 million members

Try Scribd FREE for 30 days to access over 125 million titles without ads or interruptions! Start Free Trial Cancel Anytime.









Stručni rad

Anđela Zlajić

2.

UVOD

Danas ubrzanim razvojem računarske tehnologije, dolazi svakodnevno do pojave noviteta kod hardverskih komponenti. Tako i kod magistrala, kao I povećanjem brzine prenosa. prenosa. Magistrale su žične, električne putanje kojim se signali šalju od jednog do drugog dijela računara. U desktop računaru, CPU i memori memorijsk jskii čipovi čipovi su pov poveza ezani ni na matičn matičnuu ploču ploču zajedn zajednoo sa drugim drugim klju ključn čnim im ko komp mpon onen enta tama ma.. Tran Transp spor ortt info inform rmac acija ija izme između đu ko komp mpon onen enti ti vrši se kroz snop bakarnih žičnih provodnika koji se nazivaju magistrale (buses). Na matičnoj ploči računara informacije se prenose između pojedinih komponenti preko skupa žičnih veza koje se zovu sistem sistemska ska mgistra mgistrala la ( system Magistrale le tipično tipično system buses buses, ili samo buses) Magistra imaju 8, 16, 32 ili 64 žična provodnika ili puta podataka. Osnovna podjela magistrala je na: zajedničke, adresne, upravljačka i magistrale magistrale podatake podatake.. Istoriski Istoriski razvoj razvoj magistral magistralaa je išo generaciski generaciski pa tako imamo imamo ne nekol kolik ikoo ge gener neraci acija ja magis magistra trala, la, I to: to: magis magistra trale le prve prve ge gener neraci acije, je, druge generacije i treće generacije.

AČU









Stručni rad

Anđela Zlajić

Magi Magist stra rala la je po pods dsis iste tem m ko koji ji pren prenosi osi po poda datk tkee ili ili na napa paja janj njee izme između đu komponenata unutar računara ili između računara, kontrolisan softverom poznatim pod imenom drajver. Za razliku od tačka tačka-- tačka tačka pov povezi eziva vanja nja,, magistrala može povezati nekoliko perifernih uređaja preko istog skupa žica. Svaka magistrala definiše svo j skup veza prema uređajima. Kod starijih računara magistrale su bile doslovno paralelne električne veze, ali danas se termin paralelna magistrala koristi za bilo koje uređenje koje obezbjeđenje istu funkcionalnost kao paralelna magistrala. Moderni računari mogu koristiti i paralelnu i serijsku vezu.

3.1. ULOGA I ZN ZNAČAJ (sabirn rnic ice) e) su žičn žične, e, elek elektr trič ične ne pu puta tanj njee ko koji jim m se sign signal alii Magistrale (sabi šalju od jednog do drugog dijela računara. U desktop računaru, CPU i memorijski čipovi su povezani na matičnu ploču zajedno sa drugim klju ključn čnim im ko komp mpon onen enta tama ma.. Tran Transp spor ortt info inform rmac acija ija izme između đu ko komp mpon onen enti ti vrši se kroz snop bakarnih žičnih provodnika koji se nazivaju magistrale (buses). Na matičnoj ploči računara informacije se prenose između pojedinih komponenti preko skupa žičnih veza koje se zovu sistemska mgistrala ( system system buses, ili samo buses), (Slika 1).

Slika 1 Magistrale na matičnoj ploči računara Magi Magist stra rale le tipi tipičn čnoo imaj imajuu 8, 16 16,, 32 ili ili 64 žičn žičnaa prov provod odni nika ka ili ili pu puta ta podataka; magistrala sa npr., 16 provodnika provodnika naziva se 16 ‐ bitna ist ist la at št ož ijeti jeti 16 bit i fo ija jed jed









Stručni rad

Anđela Zlajić

bita, MCA – 32 bita, VESA – 32 bita, AGP – do 64 bita, ATA – 8 ili 16 bita, SCSI – 8 ili 16 bita, Paralelni – 16 bita.

Magist Magistral ralee su po povez vezane ane sa uređaj uređajim imaa za skladi skladište štenje nje preko preko otvore otvorenih nih kući ku ćišt štaa za HD i druge ruge pe peri rife fern rnee uređ uređaj aje, e, ka kaoo i prek prekoo ekspanzionih slotova slotova (ili samo slot ova) u kućištu računara. Korisnik može kastom stomiizo zovvati rač račun unaar ug ugra radn dnjjom elek elektr tron onsk skih ih kola za spe peci cija jaln lnee namjene, tzv., kartica ili ekspanzionih kartica u ove slotove, koji se uobičajen uobičajenoo nazivaju nazivaju PCI slotovi Magist stra rale le su tak takođ ođee po pove veza zane ne na slotovi. Magi spoljne portove portove – utičnice ( sockets sockets) na zadnjoj strani kućišta računara. Neki od ovih portova kao što su za tastaturu i miša direktno su povezani na matičnu ploču. Drugi, kao monitorski port, generalno su spojeni na ekspanzionu karticu (video ili zvučnu, na primer). Slotovi i portovi olakšavaju i omogućavaju jednostavno povezivanje spoljašnjih uređaja – periferijskih periferijskih jedinica ili periferija (Slika 2).

Slika 2. Povezivanje ekspanzione kartice u računaru Macintosh Macintosh računari imaju manje ekspanzionih kartica od PC računara,

zato što matična ploča sadrži više integrisanih komponenti kao standardna oprema. Tipični adapteri – kartice, ili interfejsi za periferijske uređaje personalnog računarskog sistema su za: zvučnu karti ka rticu cu,, zv zvuč učni nike ke,, sluš slušal alic ice, e, mikr mikrif ifon on,, prin printe ter, r, sken skener er,, we webb ka kame meru ru,, džoistik, tastaturu i miša.









Stručni rad

Anđela Zlajić

za ek eksp span anzi zion onee ka kart rtic ice. e. Ov Ovee PC ka karti rtice ce mogu mogu da sadr sadrže že memo memorij riju, u, minijaturne periferije i dodatne portove. Osno Osnovn vnaa po podj djel elaa magi magist stra rala la je na na:: zaje zajedn dnič ičke ke ,adr ,adres esne ne,, up upra ravl vlja jačk čkaa i magistrale magistrale podataka podataka.. Istoriski Istoriski razvoj razvoj magistral magistralaa je išo generaciski generaciski pa tako imamo nekoliko generacija magistrala:

3.2. Prva generacija Kod star Kod starij ijih ih raču računa nara ra magi magist stra rale le su bile bile gomil omilaa žica žica pov ovez ezan anih ih sa memorijom i perifernim uređajima. Skoro uvek je postojala jedna magistrala za memoriju i jedna za periferne uređaje i njima se pristupalo pomoću posebnih instrukcija, instrukcija, drugačijeg tajminga tajminga i protokola. Prva komplikacija ovakve realizacije je bila obrada prekida. Da bi se izvršila ulazno- izlazna operacija program je morao da čeka da periferija postane spremna. Ovo je bilo očigledno gubljenje vremena za programe koji izvršavaju druge poslove. Takođe, ukoliko program pokuša da nastavi te druge poslove, možda će mu trebati mnogo više vremena da ponovo proveri da li je uređaj spreman i može rezultirati rezultirati gubljenjem podataka. podataka. Zato su projektanti omogućili da periferija prekida procesor. Ti prekidi su morali da budu poređani po prioritetima zato što procesor može da obrađuje samo jedan prekid u datom vremenu, a neki uređaji su više zavisni od vremena od drugih. Kasnije su računari počeli da dijele memoriju između nekoliko procesora. Na njima je takođe pristup magistrali trebao da bude organizovan. Klasičan, prost način organizacije organizacije prekida je ulančavanje. ulančavanje. DEC (Digital Equipment Corporation) je zaključio da je postojanje dijve magi magist stra rale le suvi suvišn šnoo i skup skupoo za maso masovn vnuu proi proizv zvod odnj njuu mali malihh raču računa nara ra i pridružio perifernu magistralu memorijskoj. Tako su periferije postale memorijske lokacije. U to vrijeme ovo je bio vrlo hrabar potez. Kod mikror Kod mikroraču ačuna nara ra sistem sistem magist magistral ralaa bio je pasiv pasivna na ploča ploča po povez vezana ana sa pinovima procesora. Memorija i ostali uređaji su dodavani na ovu ploču i









Stručni rad

Anđela Zlajić

Komunikacija je kontrolisana od strane procesora, koji čita i piše podatk e sa uređaja kao da su oni memorijski blokovi u ciklusima koje generiše takt procesora. Uređaji traže opsluživanje signalizirajući na druge pinove procesora, obično korišćene korišćene za neke oblike prekida. prekida. Na primjer, disk kontroler signalizira procesoru da su novi podaci spremni za čitanje, i u tom trenutku procesor će da pomjeri podatke tako što ć e da pročita memoriju koja odgovara tom disku. Skoro svi računari tog doba su radili na ovom principu, počevši od Ѕ-100 magistrale (IEEE-696), koja je bila sastavni dio Altair 8800 (1975) i nastavljajući se kroz IBM PCu osamdesetim godinama 20. vijeka. Ovi prosti sistemi magistrala su imali ozbiljnu manu. Sva periferija je morala da radi na istoj brzini i dijeli isti takt. Povećavanje brzine procesora nije bila prosta stvar, zato što se samim tim povećava i brzinu svih ostalih uređaja. Ovo često vodi u nezgodnu situaciju gdje vrlo brz procesor mora da se uspori da bi mogao da komunicira sa ostalim uređajima. Iako prihvatljiv za računare specijalne namjene, ovaj problem nije dugo tolerisan tolerisan za personalne računare. računare. Drugi problem je što je procesor potreban sa sve operacije, tako da ako je on zauz zauzet et drug drugim im zada zadaci cima ma,, prav pravaa prop propus ustl tlji jivo vost st (brz (brzin ina) a) magi magist stral ralee se smanjuje smanjuje dramatičn dramatično. o. Ova Ovakvi kvi sistemi sistemi magistrala magistrala su teški teški za pode podešava šavanje nje kada su sastavljeni od opreme dostupne u radnjama. Primjera radi, svaki dodat dod atii uređaj uređaj zahtij zahtijeva eva mnogo mnogo džampe džampera ra da bi se po posta stavi vile le memori memorijsk jskee adrese, ulazno-izlazne adrese, prioriteti i broj prekida.

3.3. Druga ge generacija Druga generacija magistrala, kao Nu magistrala (NuBus), rješava neke od ovih ov ih prob proble lema ma.. On Onaa je po podi dije jeli lila la raču računa narr na dv dvaa "svi "svije jeta ta", ", proc proces esor or i memoriju na jednu stranu i razne uređaje na drugu, sa kontrolerom između njih. Ovo je omogućilo da procesor poveća brzinu bez uticaja na magistralu. Takođe, drastično je smanjena potreba za korišćenje procesora prilikom pomjeranja podataka, tako da su sada uređaji mogli da komuniciraju među međuso sobn bnoo be bezz omet ometan anja ja proc proces esor ora. a. Ov Ovoo vo vodi di do bo bolj ljih ih pe perf rfor orma mans nsii sist sist ali ali htij htij od rif nih nih eđ eđaj aj da bu budu du više više ko leks leksni ni











Stručni rad

Anđela Zlajić

drugoj, isto kao I dodavanjem softverskih paketa (poznatih kao Plug-n-Play) da podrže ili zamijene džampere. Međutim, ovaj noviji sistem je naslijedio neke osobine od svojih ranijh rođaka. Zapravo svi uređaji na magistrali su morali da komuniciraju na istoj brzini. Pošto je procesor bio izlovan, bio je u mogućnosti da poveća brzinu zajedno sa memorijom, ali to povećanje je bilo brže nego povećanje brzine magistrale sa kojom su komunicirali. Rezultat je mnogo manja manja brzina brzina magistrale magistrale nego što moderni sistemi zahtijevaju, zahtijevaju, i procesor procesor je postao "gladan" za podacima. Praktično, čest slučaj ovog problema su grafičke kartice. One nadmašuju čak i nove PCI sisteme pa su stoga računari počeli da sadrže AGP sisteme samo da bi njih obsluživali. Do 2004. AGP je nadjačan modernim grafičkim karticama i počeo se zamjenjivati novim PCI Express sistemima. .









Stručni rad

Anđela Zlajić

unutra unut rašn šnji jihh uređ uređaj ajaa (npr (npr graf grafič ička ka karti artica ca), ), a ka kasn snij ijee kao magi magist stra rala la dizajnirana za dodavanje eksternih uređaja (npr. skener). Treba dodati da lokalna znači veću blizinu procesoru od ISA magistrale. IDE je eksterna magistrala, iako se skoro uvijek nalazi unutar računara. 3.4.

Treća generacija

Treća generacija magistrala tek dolazi na tržište i uključuje Hyper Transport i InfiniBand magistrale. One sadrže osobine koje im omogućuju da rade na vrlo visokim brzinama da bi podržale memoriju i grafičke kartice, ali takođe podržavaju sporije brzine za komunikaciju sa sporim uređajima kao što su disk diskov ovi. i. Tako Takođe đe teže teže da bu budu du veo eoma ma flek fleksi sibi biln lnee u smis smislu lu fizi fizičk čkih ih povezivanja, omogućavajući da budu korišćene kao unutrašnje magistrale, k kao i za međusobno povezivanje povezivanje različitih računara. Ovo vodi ka složenom problemu u slučaju obsluživanja različitih zahtjeva, tako tako da se pristu pristupa pa softve softversko rskom m rješav rješavanj anjuu proble problema. ma. Ge Gener neraln alno, o, treća treća generacij generacijaa magistrala magistrala teži da liči više na mrežu nego na originaln originalnuu zamisao zamisao magi magist stra rale le,, sa razv razvij ijen enij ijim im prot protok okol olom om ne nego go da dana našn šnji ji sist sistem emi, i, do dok k omogućuju da više uređaja korisi istu magistralu odjednom. Ma koliko PCI magistrala bila brza i široka, postojao je jedan zadatak koji je prijetio da utroši cio njen propusni opseg: prikazivanje grafike. Nekad davn da vno, o, u do doba ba ISA ISA magi magist stra rale le,, moni monito tori ri su bili bili po pokr kret etan anii po pomo moću ću jednostavnih kartica adaptera za monohromni displej (Monochrome ( Monochrome Display Adaptor - MDA) i grafičke kolor matrice (Colour Graphics Array - CGA). Grafički CGA displej mogao je da prikaže četiri boje (dva bita podataka) pri rezoluciji ekrana od 320x200 piksela na 60 Hz, što je zahtijevalo 128000









Stručni rad

Anđela Zlajić

je da izgleda da najveći propusni opseg PCI magistrale od 132 Mbajta u sekundi nije na nivou zadatka. Intelo Intelovo vo rješen rješenje je je bilo bilo da razvi razvije je Ub Ubrzan rzanii grafič grafički ki po port rt (Accel (Accelera erated ted Grap Graphi hicc Port Port - AG AGP) P) ka kaoo po pose seba bann ko kone nekt ktor or ko koji ji radi radi va vann proc proces esor orsk skee magistrale. Skup čipova AGP djejstvuje kao posrednik izmedju procesora i keš memorije drugog nivoa, sistemske memorije, grafičke kartice i PCI magistrale. To se naziva ubrzanje četvorostranog porta slika 4.

Slika 4. AGP radi AGP radi na brzi brzini ni proce roceso sors rske ke magi magist stra rale le,, sad sada po pozn znat atee ka kaoo čeon čeonaa magistrala. Na brzini generatora takta od 66 MHz, to je dvostruko više od









Stručni rad

Anđela Zlajić

informacijama iz firme Intel, to dozvoljava magistrali da održava vršnu performansu 95% od ukupnog ukupnog vremena. AGP-ov AGP-ovoo četvor četvorost ostran ranoo pob pobol oljša jšanje nje perfo performa rmanse nse i prirod prirodaa po posve svećen ćenost ostii grafičkim primjenama osigurava da veliki prenosi podataka trodimenzionalne (3D) grafike ne usporavaju akciju na ekranu. Sa druge strane, ni prenosi grafičkih podataka neće biti prekidani od strane drugih PCI ured uredja jaja ja.. U po poče četk tkuu na nami mije jenj njen en ug ugla lavvno nom m da po poja jača ča pe perf rfor orma mans nsee trodimenzi trodimenzional onalne ne grafike, grafike, AGP takodje takodje obezbjed obezbjedjuje juje druga druga pobo poboljšan ljšanja, ja, posebno namijenjena namijenjena ovoj funkciji. Pomoću svoje povećane brzine pristupanja sistemskoj memoriji preko PCI magistrale, AGP može da koristi sistemsku memoriju kao da se ona stvarno nalazi na grafičkoj kartici. To se zove Direktno izvršavanje memorije (Direct Memory Execute - DIME). Uredjaj nazvan Tabela za preslikavanje otvora za grafiku (Graphics Aperture Remapping Table - GART) upravlja adresama RAM memorije tako da one mogu da se dostavljaju u manjim skupovima, radije radije neg negoo da se zauzmu zauzmu jedno jedno ve velik likoo pod područ ručje, je, i predst predstavl avljaj jajuu DIME DIME grafičkoj kartici kao da su iz dijela memorije ugradjene na samoj kartici. Glav Glavna na prim primje jena na DIME DIME ko konc ncep epta ta je da do dozv zvol olii up upot otre rebu bu mnog mnogoo više više teks tekstu tura ra,, jer jer graf grafič ička ka ka kart rtic icaa na taj taj na nači činn može može da ima ima mnog mnogoo više više memorijskog prostora za smeštanje korišćenih bit mapa.

Kratak pregled interfejsa









Stručni rad

Anđela Zlajić

4.1. ISA 

 



 

 

Industry Standard Architecture, skraćeno ISA je prvi opšteprihvaćeni standard na računarima Slika 5, Startuje na 8Mhz, širine magistrale 8 bita Sve bitnije periferije su bile povezane na ovu magistralu – tastatura, miš, grafička karta, IDE kontroler (jednograni). ISA standard je ubrzo dopunjen, slotovi su postali malo duži Širina magistrale je iznosila 16 bita, dok je brzina porasla na 10MHz ISA standard je dopunjen 1988 zarad rada sa 32-binim periferijama i ovaj standard je nazvan EISA, ali nikad nije doživio veću popularnost Brzina je takođe bila 10MHz Još uvijek spore periferije komuniciraju sa čipsetom ovim standardom (PS/2 miševi.)











Stručni rad



 

  



Anđela Zlajić

MCA ili Micro Channel Architecture (1987.) je magistrala koju je razvio IBM i koja se koristila na PS/2 računarima, Širina magistrale je 32 bita, a brzina 5-20Mhz, Interesantno je da su imale softversko podešavanje, a svaka periferija je imala jedinstven jedinstven ID broj, Takođe je napuštena zbog novije PCI magistrale, MCA je imala imala sve što i PCI PCI 7 godina pre pre njega, Velika mana je bila loše izveden DMA menadžment, Prednosti: PnP, Bus Mastering

4.3. VLB 

 



VLB ili VESA Local Bus je premijeru doživio na 486 računarima, 1992. Prednosti su bile što je radio na 33-40MHz, širirne magistrale 32 bita, Mane su bile što su kartice bile ogromne – VLB se sastojao iz cijelog, ISA slota i još jednog manjeg koji liči na PCI, Mogli ste imati maksimalno 2 VLB kartice, jer je VLB imao problema sa tajminzima,









Stručni rad 

Anđela Zlajić

PCI je prvo bio rezervisan za grafičke karte, dok je kasnije većina periferija prebačena na PCI PCI kako bi se iskorenio ISA standard standard (modemi, zvučne i mrežne karte.)









Stručni rad 

Anđela Zlajić

Polako ga izbacuje iz upotrebe moderni PEG (PCI-Express Graphics port), koji je trenutno ekvivalent ekvivalent AGP-u 16X

Slika 7. AGP (v1.0 i v2.0)









Stručni rad

Anđela Zlajić

4.7. SCSI 

  



   





Small Computer Interface System, ili SCSI (čita se skazi) omogućava da se pomoću samo jednog kotrolera poveže do 7 ili 15 uređaja, Malo u odnosu na USB, ali SCSI je 10 godina stariji standard, Uređaji se vezuju u seriju, U jednom trenutku moguća je komunikacija između samo dva uređaja (hosta i periferije), Oduvijek bio skup, rezervisan za serverske računare Imao je interne i externe priključke Interni – hard diskovi, CD-Rezači. Externi – skeneri, externi diskovi. Već doživio par revizija, Wide-SCSI, UW-SCSI (Ultra Wide-2, Ultra Wide-3...) Brzinom zgazio IDE standard već u početku (dok je IDE radio na 16MB/s, SCSI je već mogao 80MB/s) Standardno skupe periferije.









Stručni rad

Anđela Zlajić

5. ZAKLJUČAK U prethodnom izloženom radu opisani su osnovni aspekti

magistrale personalnog računara, kao i uloga i značaj samo hardvera magistrale. Osnovna podjela magistrala je na: zajedničke ,adresne, upravljačka i magistrale magistrale podataka podataka.. Istoriski Istoriski razvoj razvoj magistral magistralaa je išo generaciski generaciski pa tako imamo nekoliko generacija magistrala. Generacije razvoja magistrala kao što je izloženo u radu naveli smo u tri geneacije geneacije,, od pojave prvih prvih magistrala magistrala,, pa sve do dan danas as prepozna prepoznatljiv tljivee vrste magistrala sa velikom brzinom prenosa. U daljem radu date su vrste magistrala, kao i njihove karakteistike, razvoj, upotreba, brzina, prilagodljivost i s.l. Dati su ISA, MCA, VBA, PCI revolucija, AGP, USB, SCSI magistrale.











Stručni rad

Anđela Zlajić

6. LITERATURA 1. (prof. Dr Milan Milosavljević, prof. dr Mladen Veinović, prof dr. Gojko Grubor, Osnovi informatike, Univerzitet SINGIDUNUM SINGIDUNUM –

BEOGRAD, BEOGRAD, 2009 (74 – 81)).

2. (prof dr Mile Stočev, Portovi Portovi i magistrale magistrale, Elektrotehnički Fakultet –

NIŠ, 2007 (4 – 36)). 36)).

Magistrale PC-a

Recommend Documents