Расщепление транзакций. Увеличение полосы пропускания шины

Для сокращения времени транзакции могут быть задействованы:

- арбитраж с перекрытием (overlapped arbitration) – одновременно с выполнением текущей транзакции производится арбитраж следующей транзакции;

- арбитраж с удержанием шины (bus parking) – ведущий может удерживать шину и выполнять множество транзакций, пока отсутствуют запросы от других потенциальных ведущих;

- расщепление транзакций.

Для расщепления транзакция должны быть отдельно выделены линии адреса и линии данных. Обычно расщепление эффективно при чтении данных.

Две части транзакции чтения:

1. Адресная транзакция:

= ведущий выставляет на ША адрес ячейки;

= в памяти начинается процесс поиска и извлечения затребованных данных;

2. Транзакция данных – по завершении чтения память:

= запрашивает доступ к шине и становится ведущим устройством;

= направляет считанные данные по шине данных.

Отличие от конвейеризации: ответы на запросы могут поступать в произвольной последовательности. Тег – признак, обеспечивающий соответствие информации на шине данных запросу.

Свойства расщепления транзакций:

+более эффективное использование полосы пропускания шины;

- дополнительная задержка – требуются два подтверждения (при запросе и отклике);

- дополнительные затраты –тегирование и проверка тегов устройствами.

Увеличение полосы пропускания шины может быть достигнуто за счет:

- раздельные шины адреса и данных;

- увеличение ширины шины данных;

- повышение тактовой частоты шины;

- использование блочных транзакций.

34. Система ввода-вывода: назначение элементов, организация адресного пространства.

Система ввода-вывода (СВВ):

- один из ключевых элементов АК (в дополнение к ЦП и ОП);

- обеспечивает обмен информацией между ядром компьютера и периферийными устройствами (ПУ*);

- технически реализуется комплексом модулей ввода-вывода (МВВ).

Назначение МВВ:

- управление одним или несколькими ПУ;

- обмен данными между этими устройствами с одной стороны, и ОП или регистрами ЦП – с другой.

Основная функция: обеспечение интерфейсов:

- с ЦП и ОП («большой» интерфейс – системная или специализированная шина);

- с одним или несколькими ПУ («малый» интерфейс).

Взаимодействие ЦП и МВВ осуществляется посредством входящих в него внутренних регистров управления, состояния, данных.

Система адресации компонентов СВВ обеспечивает выбор одного из МВВ и одного из ПУ, подключенных к МВВ. Адресное пространство ввода-вывода может быть совмещенным с пространством памяти или выделенным.

При совмещенном адресном пространстве регистры МВВ:

- рассматриваются как ячейки ОП = -ухудшение читабельности программы, -сокращение свободного пространства в памяти, +возможность внепроцессорного обмена с памятью, обмена с любым регистром ЦП;

- работа с ними – посредством команд обращения к памяти; в системе команд не требуются специальные команды ввода и вывода = +упрощение программного взаимодействия;

- адреса – в области адресного пространства памяти, отведенной под систему ввода-вывода.

При выделенном адресном пространстве для обращения к МВВ применяются специальные команды и отдельная система адресов. Эффект:

- отделение шины памяти от шин ввода-вывода à возможность совмещать во времени обмен с ОП и ввод-вывод;

- адресное пространство памяти может быть использовано по прямому назначению в полном объеме.

Свойства: +короткий адрес ПУ в команде ввода-вывода; +бо́льшая наглядность программы; +возможность независимой разработки СВВ и ОП; -ввод-вывод только через аккумулятор ЦП; -перед обработкой содержимое ПУ нужно переслать в ЦП.