Principy počítačů I Propojovací systémy

Transkript

1 rincipy počítačů I ropojovací systémy snímek rincipy počítačů Část VIII ropojovací systémy snímek Charakteristika přenosového systému charakter přenášených dat velikost (objem) přenášených dat zdroj (původ) dat cíl (místo určení) data. snímek 3 Hierarchické propojení rocesor aměť aměť ropojovací subsystém procesoru a pamětí Spojovací blok ropojovací subsystém vnějších zařízení Vnitřní propojovací subsystém Vnější propojovací subsystém Disk Tiskárna Displej 3

2 snímek 4 Organizace systému směrové propojovací systémy sběrnicové propojovací systémy sériové kanály paralelní kanály 4 snímek 5 uzly Směrové organizace Topolo gie spoje systému bod - bod strom hvězda. 5 snímek 6 Základní pojmy Dva uzly jsou sousední, jestliže mezi nimi existuje spoj Stupeň uzlu je dán počtem jeho sousedů růměrem sítě nazveme nejdelší cestu mezi kterýmikoli dvěma uzly 6

3 snímek 7 Základní topologie a) Spojení bod-bod b) Kruhová síť c) Síť s úplným propojením Stupeň uzlu Stupeň uzlu n růměr sítě n/ růměr sítě 7 snímek 8 Typy sítí statické sítě -sítě se stálou konfigurací propojení dynamické sítě -sítě s proměnnou konfigurací 8 snímek 9 Lineární síť Nejjednodušší varianta stupeň uzlu průměr sítě n- velká šířka pásma jednoduchá adresace obtížné rozšiřování 9

4 snímek Stromová síť a hvězda Kořen Vnitřní uzly Koncové uzly stupeň uzlu max. 3 průměr sítě.[log (N+) - )]. osová šířka stupeň uzlu max. n- průměr sítě osová šířka pásma snímek Kruhová síť a) Jednoduchý kruh b) Dvojitý kruh stupeň uzlu stupeň uzlu 4 průměr sítě n/ průměr sítě n/4 snímek a) planární říž lanární topologie b) válcová topologie c) zborcený toroid

5 snímek 3 Vrchol přenášený z nižšího rozměru (vyznačen tmavě) Hyperkrychle D D 3D 4D 3 snímek 4 Dynamické sítě křížové přepínače propojovací sítě s výměnou víceúrovňové propojovací sítě válcové posouvače Důležitou úlohu hraje nastavovací čas 4 snímek 5 Křížový přepínač řepínač ropojovací pole 5

6 snímek 6 ropojovací sítě s výměnou síť s dokonalým promícháním síť s dokonalým oddělením Základní typ přepínače 6 snímek 7 Síť s dokonalým promícháním Vstupy ropojení Výstupy snímek 8 Síť s dokonalým oddělením Vstupy ropojení Výstupy

7 snímek 9 Vícestupňové sítě blokující sítě (sítě typu Omega, Banyan) přestavitelné sítě (Benešova síť) neblokující sítě (Closova síť) válcový posouvač 9 snímek Síť typu Omega snímek Strategie řízení dynamické sítě řídící strategie centrální řadič distribuované řízení strategie časování synchronní síť -společné hodiny asynchronní síť strategie přepínání přepínání zpráv přepínání okruhů

8 snímek Sběrnicové systémy komunikace na sběrnici je rozdělena do diskrétních transakcí - řízení sběrnice některým z aktérů arbitrace sběrnice - rozhodnutí komu bude přidělena sběrnice při více současných žádostech komunikační protokol - synchronní nebo asynchronní snímek 3 Výkon sběrnicového systému řenosový čas sběrnice je doba, potřebná k dodání dat od zdroje dat k přijímači dat během jedné transakce. Šířka pásma sběrnice se obvykle udává v jednotkách bitů za sekundu a odpovídá kapacitě příslušné sběrnice. 3 snímek 4 Hierarchické sběrnicové systémy - jednoúrovňová hierarchie J J J3 J4 Jn Sběrnice 4

9 snímek 5 Dvojúrovňová hierarchie CU sběrnice Z Z sběrnice Z Z aměť 5 snímek 6 Víceúrovňový systém CU aměť Lokální sběrnice Sběrnice AG Grafický CI AG Sběrnice CI SCSI ISA ETN Sběrnice SCSI Scanner áska Disk Sběrnice ISA RS3 Centronics HIB Sb ěrnice Ethernet Síťová tiskárna očítač 6 snímek 7 Hodiny T Synchronní přenos T T T Hodiny Adresa Řízení Adresa z Čtení Stav ze S Adresa Řízení Adresa z Zápis ze S T Zpoždění n*t T z Hodiny Adresa Řízení Adresa z Čtení Stav ze S otvrzení ze S ACK ze S 7

10 snímek 8 Asynchronní přenos Žádost o data platná a) Řízení příjemcem b) Řízení zdrojem platná ze S Žádost z A otvrzení z A otvrzení z S a) přenos vyvolaný zdrojem b) přenos vyvolaný příjemcem 8 snímek 9 Arbitráž požadavků o sběrnici centrální arbitráž priority pořadí příchodu - FIFO náhodné decentralizovaná arbitráž prioritní linka (daisy chain) cyklické (token) kolizní 9 snímek 3 Centrální řízení s výzvami Řídící jednotka J J Jn Žádost Žádost Žádost n Sběrnice 3

11 snímek 3 Centrální řízení s nezávislými vodiči J J Jn Řídící jednotka Žádost řidělení Žádost řidělení Žádost n řidělení n Sběrnice 3 snímek 3 Centrální řízení prioritní linky (daisy chain) Řídící jednot ka řidělení Žádost Obsazeno J J Jn Sběrnice 3 snímek 33 Decentralizované řízení prioritní linky (daisy chain) Token řidělení J J Jn Sběrnice 33

12 snímek 34 říklady používaných sběrnic AG - rychlá paralelní sběrnice pro připojování grafických jednotek 3D USB - universální sériová sběrnice pro připojování periferií k personálním počítačům 34 snímek 35 rogramová obsluha propojení programová obsluha, obsluha s využitím přerušení, použití přístupu DA, samostatné procesory (kanály). 35 snímek 36 rogramová obsluha očátek obsluhy Test stavu propojení Hlídání poruchy propojení Ne Zařízení Ano ředej data připraveno? Ano Konec Konec obsluhy dat? Stavový signál, stavové slovo Ne 36

13 snímek 37 Ukazatel na tabulku přerušovacích vektorů b + Výsledná adresa vektoru přerušení řerušení Kodér aska vyvolání obslužného programu reentrantní program n n Signály přerušení od vnějších jednotek Zachycení přerušovacího signálu 37 snímek 38 řidělování sběrnice (blokové přenosy) kradení cyklů přímý přístup (do paměti) - DA Datová sběrnice Adresová sběrnice CU AR DR HOLD HLDA Řadič CNT ARR DRR 38 snímek 39 Samostatné procesory speciálně navrženy obsahují speciální sadu instrukcí orientovanou na operace přenosu dat kanálové programy kanál spolupráce na úrovni kombinovaných sekvencí přerušení a přímého přístupu do paměti 39