Αρχιτεκτονική Προσωπικού Υπολογιστή

Παρουσίαση με θέμα: "Αρχιτεκτονική Προσωπικού Υπολογιστή"— Μεταγράφημα παρουσίασης:

1 Αρχιτεκτονική Προσωπικού Υπολογιστή

2 Εσωτερικό Προσωπικού Υπολογιστή

3 Δομή του Υπολογιστή

4 Ερωτήματα Πως η ΚΜΕ ειδοποιείται από τις άλλες μονάδες προκειμένου να τις εξυπηρετήσει; Μήπως μπορούν σε ορισμένες περιπτώσεις οι μονάδες να μη διακόπτουν τον επεξεργαστή; Πως μπορεί ο ίδιος διάδρομος να εξυπηρετεί πολλές μονάδες; Γιατί κατά τη μεταφορά δεδομένων από το διάδρομο, αυτά πάνε στον σωστό και όχι σε άλλο παραλήπτη; Που μπορεί μια μονάδα να αποθηκεύει πληροφορίες προσωρινά κατά τη λειτουργία της;

5 Διάδρομος ή Αρτηρία (BUS)
Ένας διάδρομος αποτελείται από 3 μέρη: Το διάδρομο Διευθύνσεων (Address Bus) Το διάδρομο Δεδομένων (Data Bus) Το διάδρομο Ελέγχου (Control Bus)

6 Πόροι - ρυθμίσεις Για να μπορεί κάθε μονάδα του Η/Υ να επικοινωνεί σωστά με τον επεξεργαστή και τη μνήμη θα πρέπει να έχει ρυθμιστεί σωστά ώστε να χρησιμοποιεί συγκεκριμένους πόρους του Η/Υ.

7 Η ρύθμιση των μονάδων γίνεται με 3 τρόπους:
Με βραχυκυκλωτήρες (jumpers) πάνω στις μονάδες Μέσω του BIOS, αν οι μονάδες είναι πάνω στη μητρική Μέσω του λειτουργικού συστήματος, με ειδικά προγράμματα

8 Οι πόροι ενός Η/Υ Σήματα διακοπών IRQs Κανάλια DMA
Διευθύνσεις εισόδου/εξόδου Περιοχές μνήμης

9 1. Σήματα διακοπών IRQs Τα σήματα διακοπών ή διακοπές (IRQ-Interrupt ReQuests) χρησιμοποιούνται από τις περιφερειακές συσκευές ώστε να διακόπτουν τη λειτουργία του επεξεργαστή προκειμένου να τις εξυπηρετήσει. (π.χ. να αναλάβει τη μεταφορά δεδομένων από την περιφερειακή συσκευή στη μνήμη). Η ΚΜΕ μόλις δεχτεί ένα σήμα διακοπής από μια περιφερειακή συσκευή, διακόπτει την εργασία που έκανε και ξεκινά να εξυπηρετεί τη συσκευή που έστειλε το σήμα διακοπής. Στη συνέχεια η ΚΜΕ συνεχίζει την εργασία που είχε διακόψει.

10 Σήματα διακοπών IRQs Ο προσωπικός υπολογιστής υποστηρίζει μέχρι 16 διακοπές που αριθμούνται ως εξής: IRQs: 0, 1, 2, 3, 4, …, 15 Κάποιες από τις διακοπές είναι δεσμευμένες (χρησιμοποιούνται) για συγκεκριμένες λειτουργίες, π.χ Ρολόι συστήματος Πληκτρολόγιο Ελεγκτές Οι υπόλοιπες είναι διαθέσιμες για τις περιφερειακές μονάδες που διαθέτει ο υπολογιστής μας.

11 Πίνακας διακοπών υπολογιστή
ΔΙΑΚΟΠΗ ΠΕΡΙΓΡΑΦΗ ΛΕΙΤΟΥΡΓΙΑΣ IRQ0 Ρολόι συστήματος IRQ1 Πληκτρολόγιο IRQ2 Ελεγκτής διακοπών IRQ3 Διαθέσιμο IRQ4 IRQ5 IRQ6 Ελεγκτής floppy drive IRQ7 Παράλληλη θύρα IRQ8 Ρολόι πραγματικού χρόνου IRQ9 IRQ10 IRQ11 IRQ12 IRQ13 Μαθηματικός επεξεργαστής IRQ14 Πρωτεύων ελεγκτής IDE IRQ15 Δευτερεύων ελεγκτής IDE

12 2. Κανάλια DMA – Direct Memory Access
Χρησιμοποιούνται από μονάδες όπως τα αποθηκευτικά μέσα, οι κάρτες ήχου, κ.α.

13 Χρήση καναλιών DMA Χρησιμοποιώντας τα κανάλια DMA απελευθερώνεται ο επεξεργαστής από συχνές διακοπές που προκαλούν οι μονάδες.

14 Κανάλια DMA Οι προσωπικοί υπολογιστές διαθέτουν 8 συνολικά κανάλια DMA για μεταφορά δεδομένων από και προς τη μνήμη. Υπεύθυνοι για τη λειτουργία των καναλιών είναι οι ελεγκτές καναλιών DMA Υπάρχουν 2 ελεγκτές DMA O 1ος ελέγχει τα 4 κανάλια DMA με εύρος 8bits Τα κανάλια αυτά είναι : Κανάλι 0, 1, 2, 3 Ο 2ος ελέγχει τα 4 κανάλια DMA με εύρος 16bits Τα κανάλια αυτά είναι : Κανάλι 4, 5, 6, 7

15 3. Διευθύνσεις εισόδου/εξόδου
3. Διευθύνσεις εισόδου/εξόδου Ο επεξεργαστής διαθέτει διευθύνσεις εισόδου/εξόδου (θύρες) για επικοινωνία με περιφερειακές μονάδες. Έτσι οι διάφορες μονάδες χρησιμοποιούν αυτές τις διευθύνσεις για να επικοινωνούν με τον επεξεργαστή. Κάθε μονάδα ξεχωρίζει από τις άλλες αφού χρησιμοποιεί διαφορετικές διευθύνσεις.

16 4. Περιοχές μνήμης Είναι περιοχές διευθύνσεων της κύριας μνήμης που παραχωρούνται στις διάφορες μονάδες του Η/Υ, ως προσωρινός χώρος αποθήκευσης. Αυτό κυρίως γίνεται για γρηγορότερη πρόσβαση του επεξεργαστή στα δεδομένα των μονάδων και λόγω του ότι ορισμένες από αυτές δεν έχουν επαρκή διαθέσιμη μνήμη.

17 Σύγκρουση ή διένεξη (Conflict)
Όταν 2 ή περισσότερες μονάδες χρησιμοποιούν τον ίδιο πόρο (IRQ, DMA, I/O, μνήμη), τότε έχουμε σύγκρουση ή διένεξη. Αυτό μπορεί να έχει ως αποτέλεσμα οι μονάδες ή και ο Η/Υ να μη μπορούν να λειτουργήσουν. ΕΞΑΙΡΕΣΗ: IRQs Επιτρέπεται σε παραπάνω από 2 συσκευές να χρησιμοποιούν την ίδια διακοπή χωρίς διένεξη. (Το πολύ μέχρι 4 μονάδες).