Ma ’lumotlarni kiritish-chiqarish arxitekturasi

Zamonaviy kompyuter yoki kompyuter tizimi uchta asosiy tashkil etuvchilardan iborat: - protsessor; xotira (asosiy va yordamchi xotira); ma’lumotlami kiritish-chiqarish qurilmalari (klaviatura, monitor, printer, modemlar). Ma ’lumotlarni kiritish-chiqarish arxitekturasi deganda - ma’lumotlami kiritish-chiqarish qurilmalarini (MKCHQ), kompyuterning boshqa qurilmalari bilan qanday bog‘langanligi va ular o‘zaro qanday ma’lumotlar almashinishi tushuniladi. Kompyuterning asosiy platasida (rus tilida - материнская плата) - protsessorning mikrosxemasi, asosiy xotira modullari bo‘lgan DIMMlar uchun mo‘ljanangan ulanish nuqtalari (rus tilida - разъёмы) va turli xil yordamchi mikrosxemalar bilan birga - shinalar ham joylashgan bo‘ladi (5.1-rasm).
Kompyuterga ma’lumotlami kiritish-chiqarish jarayonlarini tushunib olish uchun quyidagi chizmalar bilan tanishib chiqamiz. 5.2-rasmda shaxsiy kompyuterning mantiqiy strukturasi keltirilgan.
Har bir ma’lumotlami kiritish-chiqarish qurilmasi ikki qismdan tashkil topgan bo‘ladi: kontroller (nazorat qiluvchi) va MKCHQning o‘zi. Har bir kontroller o‘ziga tegishli bo‘lgan MKCHQni boshqarishni va uning shinaga murojaat qilish jarayonini nazorat qilib turadi. Masalan, biron-bir dastur magnitli diskdan (vinchesterdan) ma’lumotlami o‘qib olishi kerak bo‘lsa, u disk kontrollerini bu haqida ogoxlantiradi va diskka kerakli ma’lumotni qidirib topish buyrug‘ini yuboradi. Diskning ma’lumotlar yozilgan yo‘lkasi va sektori topilgandan so‘ng, disk kontrollerga ma’lumotlami bitlar oqimi ko‘rinishida uzata boshlaydi. Kontrollerning vazifasi - kelayotgan bitlar oqimini ma’lum bir uzunlikdagi (8, 16, 32 yoki 64 bitli) so‘zlarga aylantirib, xotiraga yozish hisoblanadi [1,2].


5.1-rasm.Shaxsiy kompyuteming asosiy platasi.

5.2-rasm. Shaxsiy kompyuteming mantiqiy strukturasi.

Shinalar, nafaqat MKCHQ kontrollerlari tomonidan, balki protsessor tomonidan, buyruqlar va ma’lumotlami uzatish uchun ishlatiladi.

Shinalarning yuqorida sanab o‘tilgan qismlarini 5.3-rasmda keltirilgan chizmada ham ко rishimiz mumkin.



5.3-rasm. 8051 protsessorining mikrosxemasi va undagi ulanish nuqtalarining belgilanishi (ulanish nuqtalarining soni 40-ta).
Uchinchi bobdagi 3.16-rasmda keltirilgan, Pentium 4 protsessorining mikrosxemasi va undagi ulanish nuqtalarining belgilanishi chizmasida ham shinalarni ko‘rsatib utish mumkin.
Hozirgacha shinalarning quyidagi xillari ishlab chiqarilgan:
ISA (Industry Standard Architecture, rus tilida - стандартная промышленная архитекархитектура) - ishlab chiqarishda qo‘llaniladigan standart arxitektura.
EISA (Extended ISA, rus tilida - расширенная стандартная про­мышленная архитектура) - ishlab chiqarishda qo‘llaniladigan ken- gaytirilgan imkoniyatlarga ega standart arxitektura.
PCI (Peripheral Component Interconnect, rus tilida -
взаимодействие периферийных компокомпонентов) - tashqi tashkil etuvchi qurilmalarni o‘zaro birgalikda ishlashini ta’minlovchi shina. PCI shinasining ko‘pgina turli xil konfiguratsiyalari mavjud. PCI shinasining keng tarqalgan va ko‘p qo‘llanilgan xili 5.4-rasmda keltirilgan.
Ushbu konfiguratsiyada markaziy protsessor, asosiy xotiraning kontrolleri bilan, alohida ajratilgan yuqori tezlikka ega shina orqali bog‘langan, ya’ni bu holatda protsessor va xotira o‘rtasida ma’lumot almashinish PCI-shina orqali emas, balki to‘g‘ridan-to‘g‘ri (rus tilida - непосредственно) amalga oshirilgan. Yuqori tezlikka ega bo‘lgan tashqi qurilmalar, masalan SCSI-disklar PCI-shinaga to‘g‘ridan-to‘g‘ri ulangan. PCI-shina nisbatan sekin ishlaydigan va avval ishlab chiqarilgan qurilmalarni ulashda qo‘llaniladigan ISA-shinasi bilan parallel ulangan. Bunday kompyuterlar platalarining PCI va ISA-shinalarida 3-ta yoki 4- tagacha bo‘sh qoldirilgan ulanish joylari ham bo‘lgan. PCI-shinalarining ma’lumotlarni uzatish tezligi, hozirda - 528 Mbayt/sek ga yetkazilgan.

5. 
   rasmda Pentium protsessorlari asosida qurilgan dastlabki kompyuterning arxitekturasi keltirilgan. Chizmada tezligi nisbatan kattaroq bo‘lgan shinalar, qalinroq qilib tasvirlangan.
   

Monitor ekrani sig‘dira oladigan nuqtalar - piksellar hajmining oshib borishi sababli (1600x1200 nuqta), shinalarning ma’lumotlar almashinish tezliklarini oshirish yo‘llari izlana boshlan