BUS	Zbernica
	qZbernice v počítači
	qZbernica PC XT
	qZbernica ISA (Industry Standard Architecture)
	qZbernica MCA (Micro Channel Architecture)
	qZbernica EISA (Enhanced Industry Standard Architecture)
	qLokálna zbernica (VL, PCI, AGP)
	qUniverzálna sériová zbernica USB
	qRýchle dátové rozhranie - FireWire
	q Technológia "Blue tooth"
	Logická organizácia pamäti so zbernicou XT a AT
	qOperačná pamäť RAM v PC s operačným systémom  DOS
	qZavedenie operačného systému MS DOS v PC

Zbernica

Zbernica je základom komunikačnej štruktúry počítača. Pre lepšiu orientáciu je zbernicu (obrázky 35, 36, 40, 41) možné rozdeliť na dve časti:

• Lokálnu zbernicu- ako technickú podporu pre zrýchlenie operácii s dátami .  Napríklad (na obr. 40 pamäť cache) môže byť pripojená priamo na procesor (je ním riadená).  Lokálna zbernica  na obr. 37a  používa signály z výstupu procesora.

• Systémovú zbernicu, ktorá sprostredkováva signály z mikroprocesora do ostatného sveta. Je zakončená normalizovaným konektorom - slotom. Do slotov sa zasúvajú rozširujúce dosky periférnych zariadení.

Obr. 37a Obvyklé riešenie pamäťového podsystému v systéme s mikroprocesorom  80386. Na systémovej zbernici sú prakticky prítomné tie isté signály (len výkonovo zosilnené a uložené vo vyrovnávacích registroch) ako na lokálnej zbernici (v uvedenom príklade reprezentované dátami, adresami a riadiacimi signálmi).

Podľa funkcie:

• adresová (AB - Address Bus);
• dátová (DB - Data Bus);
• riadiaca (CB - Control Bus);
• napájacia.

Podľa smeru:

• jednosmerné, napríklad AB;
• obojsmerné, napríklad DB.

Podľa synchronicácie:

• Synchronná zbernica - pracuje synchronne s procesorom počítača. Platnosť údajov na zbernici jednoznačne určuje hodinový signál. Takýmto spôsobom dnes pracuje väčšina zberníc.

• Multimaster zbernica - dovoľujúca tzv. busmastering, pro ktorom môže byť zbernica riadená niekoľkými zariadeniami, nielen procesorom.

• Pseudosynchronná zbernica - umožňuje oneskoriť prenos dát o určitý počet hodinových periód. Reaguje na nepripravenosť špecialnym signálom; napríklad BUSY;

• Asynchronné:
• jednostranne riadené (centrálny rozvod)
• obojstranne kvitovaný režim.

Postupným vývojom mikroprocesorov sa menila šírka dátovej a adresnej zbernice ako aj riadiaca frekvencia (ktorá postupne sa stala odlišnou od frekvencie mikroprocesora). Počítač vlastne vďačí za svoj úspech otvoreným štandardom zberníc, do ktorých mohli výrobcovia vyrábať rozširujúce karty pre:

riadiace jednotky diskov,
porty, 
grafický adaptér, 
zvukovú kartu, 
modem a pod. 

q Zbernice v počítači

Zbernica FSB nie je jedinou zbernicou v súčasných počítačoch. Prakticky vo všetkých počítačoch ako relikvia (pôvodne 8 bit verzia, neskôr ako 16 bitová) zbernica ISA, ktorú používa ešte stále mnoho rozširujúcich kariet. Aj napriek tomu, že táto zbernica je už technicky prekonaná, "prežila" všetkých svojich následníkov, počínajúc zbernicou MCA cez EISA až po VL-Bus (VESA Local Bus)

Dnes sa vo vnútri počítača nachádzajú ešte ďalšie typy zberníc: 

• Staršou z nich je  zbernica PCI, (pôvodne v roku 1992 pracujúca s frekvenciou 33 MHz, čo umožňuje maximálnu priepustnosť 132 MB/s, o 4 roky neskôr ako 64-bitový variant F). 

• Ďalšou je zbernica určená na vysokorýchlostné spojenie grafickej karty so systémom -zbernica AGP (F Accelerated Graphics Port) so šírkou 64 bitov a so zvýšenou pracovnou frekvenciou na 166 MHz, čo umožňuje v základnom režime 1x maximálnu prenosovú rýchlosť 264 MB/s (resp. s úpravou v režime 2x až 528 MB/s. Zdvojnásobnenie prenosovej rýchlosti v režime 2x sa dosiahlo prenosom informácie nielen si nábežnou hranou ale aj zostupnou hranou hodinových impulzov.)

• ACR (Accelerated Communication Riser) - najnovšia zbernica umožňujúca pripojenie rozširujúcich kariet s audioadaptérmi, sieťovými adaptérmi a modemami. Zbernica je spätne kompatibilná s AMR (Audio Modem Riser - rozhranie umožňujúce pripojenie modemu alebo zvukovej karty).

V tejto súvislosti treba spomenúť, že v moderných PC sa začal používať väčší formát základnej dosky, ktorý určuje aj väčší rozmer nového typu skrinky počítača. Od staršieho formátu AT o rozmeroch 220x270 mm (druhý rozmer nie je záväzný) sa odlišuje novší formát ATX rozmermi 305x244 mm (druhý rozmer nie je záväzný). Najpodstatnejší rozdiel oboch modelov základných dosiek je skutočnosť, že konektory na pripojenie periférii sú integrované na základnej doske, vďaka čomu sa zjednodušila montáž dosky do skrinky. Zlepšila sa tiež elektronika ovládania napájacieho zdroja (lepšia možnosť odrušenia zdroja a možnosť diaľkového vypínania a zapínania) a zlepšilo sa umiestnenie mikroprocesora s pohľadu odvádzania zvyškového tepla (pasívny chladič s doplnkovou ventiláciou).

q Zbernica PC XT

Obr.38. Zbernica modelu PC XT. Používa TTL úrovne signálov. Žiadna linka zbernice nesmie byť zaťažená viac ako dvoma ekvivalentnými vstupmi LS.

Obr. 39. Časový diagram zbernice PC XT pri a/ pamäťovej operácii, b/ pri vstupno - výstupnej operácii.

Niektoré signály zbernice PC XT:

• DB - 8 bit
• AB - 20 bit
• DRQ 1 - 3 a refresh každých 15 ms
• IRQ 0 - 7
• OSC = 14,32 MHZ - signál oscilátora so striedou 1:1
• CLK = 4,77 MHz - systémový synchronizačný signál => cyklus hodín T= 210 ns,
• MEMR/MEMW => M_mem= 4T =840ns
• IOR/IOW => M_io=(4+1)T=1,05ms, resp.+ ďalšie T_W
• ALE - platnosť adresy
• AEN - potvrdenie platnosti adresy generovaný DMA

q Zbernica ISA (Industry Standard Architecture) 

Zbernica počítača PC AT so 16 bitovou dátovou zbernicou sa stala základom pre štandard ISA (Industry Standard Architecture ). Kompatibilita so zbernicou PC XT bola zaručená pridaním ďalšieho 32 kontaktového konektora k pôvodnému 62 kontaktovému, takže celkom 98 kontaktov je k dispozícii pre adaptéry so 16 bit dátovou zbernicou. Niektoré signály sú prítomné zdupľované na oboch konektoroch, aby bola zachovaná kompatibilita používania pre adaptéry s 8 bit a 16 bit dátovou zbernicou. Aby bolo zachované obdobné časovanie I/O zariadení ako u PC XT pri používaní vyššej taktovacej frekvencie CLK vkladajú sa pri vykonávaní I/O inštrukcii dodatočné čakacie cykly T_c
 

Niektoré signály zbernice ISA:

• DB - 16 bit
• AB - 24 bit ( v predstihu 1 takt generuje LA17-19, načo doska odpovie MEMCS16 a doplní ich SA0 až SA16 + zdvojenie SA17-19 => adresa platná až naraz po uložení do vyrovnávacej pamäte.)
• SMEMR/SMEMW - do 1MB pamäti na systémovej doske cez 62 kolikový konektor.
• MEMR/MEMW - do ľubovolného miesta pamäti na 36 kolikovom konektore.
• Čakacie cykly T_cobdobné T_W sa vkladajú pokiaľ nie je aktívny signál 0WS (zero wait stages) - pre 8 bit dáta sa doplnia 4T_c , pre 16 bit dáta 2T_c , pre DMA 6T_c . V dôsledku vkladania čakacích cyklov T_c môžu byť hodiny PCLK (Peripheral Clock PCLK=CLK/2) a hodiny zbernice ISA BCLK asynchronné. U moderných procesorov sa strojový cyklus inštrukcie neustále skracuje ale s dôvodov kompatibility s periférnymi I/O zariadeniami, napríklad tlačiarňami, sa zachováva trvanie strojového cyklu operácii s I/O rovnaké ako na zbernici PC XT.
• DRQ 1 - 7
• IRQ 0 - 15
• CLK = 12 - 20 MHz pre PC AT.

Obr. 40 Schéma zbernice ISA.

q Zbernica MCA (Micro Channel Architecture)

q Zbernica EISA (Enhanced Industry Standard Architecture)

Obr. 42. Kompatibilita konektorov ISA a EISA: Dosku ISA možno zasunúť do konektora EISA. Opačnému zasunutiu bráni mostik EISA.

qLokálna zbernica 

Zbernica PCI (Peripheral Component Interconection) je základným typom zbernice vyrobenou pre počítače s procesormi Pentium. Nie je už klasickou lokálnou zbernicou ako VL bus, ale je k systémovej zbernici pripojená cez tzv. medzizbernicový môstik (obr. 41), čo umožňuje ju prispôsobiť pre napäťové úrovne iných procesorov. PCI je zbernicou so šírkou prenosu 64 bitov. Možno ju použiť aj pre prenosy 32 bitov v počítačoch s procesorom 80486. Maximálna frekvencia s ktorou môže zbernica pracovať je 33 MHz, čím je zabezpečená priepustnosť zbernice 264 MB (64 bit * 4 inštrukčné kanály). PCI zbernica podporuje busmastering. Ďalej podporuje štandard plug-and-play, ktorý dovoľuje jednoduchú konfiguráciu kariet pre PCI, poprípade ich automatickú konfiguráciu bez zásahu užívateľa.

Budúcnosť má pripojenie grafického subsystému AGP (Accelerated Graphics Port) - grafický akcelerátor, ktorý zobrazenie realizuje samostatne len na základe požiadaviek od procesora (F grafické štandardy zobrazovacieho systému).

Obr. 41 Schéma zbernice PCI.

qUniverálna sériová zbernica USB

Po implementácii USB zmiznú zo zadných panelov PC konektory na pripojenie klávesnice, paralelných a sériových portov, MIDI, rozhrania SCSI a pod. Prínosom USB je možnosť pripojovania perifétii bez nutnosti reštartovať systém, nakoľko každé periférne zariadenie može nielen komunikovať ale aj vyslať požadované identifikačné údaje, na základe ktorých bude systémom rozpoznané a bude preň nastavený príslušný ovládač (-- > krok ku správnemu Plug&Play). Ďalším prínosom je použitie dvoch prenosových rýchlostí pre pomalé (1,5 Mb/s) a pre rýchle zariadenia (12 Mb/s). USB umožňuje pripojenie až 127 zariadení hviezdicovou topologiou (cez rozbočovač - hub) s maximálnou dĺžkou individuálneho kábla 5 m (údaje sa prenášajú po zbernici sériovým spôsobom bit po bite).
 

Obr. 43. USB kontrolér v architektúre PC.

Architektúra USB

Architektúru USB možno rozdeliť do 3 častí:

1.Host hardvér a softvér je časť uložená v počítači. Má za úlohu sprostredkovať kontakt medzi softvérom a USB perifériami tak, aby sa vstupno - výstupný systém javil ako jeden celok a aby sa softvér nemusel zaoberať konkrétnymi záležitosťami týkajúcimi sa pripojenia jednotlivých periférii.

2. Druhou úrovňou sú tzv. huby alebo rozbočovače. Počítače, ktoré disponujú rozhraním USB, majú obyčajne dva, pripadne viac USB konektorov. K počítaču možno však pripojiť až 127 zariadení USB. Aby to bolo realizovateľné treba zväčšiť počet prípojných miest pomocou hubov. Hub je buď samostatné zariadenie, alebo je súčasťou niektorého iného zariadenia, ako je napríklad klávesnica, tlačiareň, monitor a pod. Pripája sa na port USB a nesie spravidla 4 až 7 USB konektorov, do ktorých možno pripojiť koncové zariadenia alebo ďalšie USB huby, a to až do piatich podúrovní. Okrem rozšírenia počtu prípojných miest je úlohou hubu je aj riadiť komunikáciu pripojených zariadení - identifikovať zariadenie, prideliť mu identifikátor, pomocou ktorého následne ho oslovuje riadič USB, indikovať pripojenie a odpojenie zariadenia a distribuovať napájanie pre tie zariadenia, ktoré sú napájané z rozhrania (do 500 mA).

3. Na huby sú pripojené jednotlivé zariadenia USB. Tie musia preukazovať určitú inteligenciu v tom, že sa vedia identifikovať a opísať svoju konfiguráciu, aby im bolo možné priradiť správne ovládače a používať ich v aktuálnej konfigurácii. (To umožňuje pripájanie a odpájanie zariadení priamo počas behu operačného systému - hot plug and hot unplug.)
 

Obr. 44. Typologia zbernice USB s pohľadu periférnych zariadení. Periférne zariadenia môžu byť v dvoch vyhotoveniach: buď ako koncové zariadenia, alebo ako rozbočovače (hub).

Typy prenosu USB môžme rozdeliť do štyroch skupin:

synchronny prenos s presne definovanou latenciou a a konštantou prenosovou šírkou,
prenos Interupt, ktorý je v podstate asynchrónny, teda nepravidelný a časovo citlivý, 
• prenos Bulk, je tiež asynchrónny, využíva sa pri tlačiarňach, skeneroch a pod., 
• prenos control je prerušovaný prenos (Burst Transmission), pričom komunikáciu riadi host.

kým USB má hviezdicovú topológiu,
FireWore má topológiu peer to peer, ktorá je výhodná pre spotrebnú elektroniku (digitálne kamery DVD a pod.).

qRýchle dátové rozhranie - FireWire

Prakticky každá dnešná digitálna videokamera má výstup digitálneho signálu podla normy IEEE 1394, nazývaného FireWire (žeravý drôt), väčšina bežných počítačov však nie je vybavená príslušným vstupom. Predpokladalo sa, že väčšina užívateľov PC si vystačí s doterajšími pomalými vstupmi (pôvodne len sériovým a paralelným rozhraním, neskôr s o niečo rýchlejším rozhraním USB), tí ostatní si museli dokupovať drahé prídavné karty s rozhraním FireWire.

Absencia FireWire v počítačoch je trocha paradoxom technického vývoja. Toto rozhranie vivinuli firmy Apple Macintosh a Hewlett - Packard už pred rokmi, nie však pre potreby digitálneho videa ale ako obecné rozhranie pre prenosy veľkých objemov dát. Navzdory snahám firmy Macintosh sa do počítačov presadilo rozhranie USB a nie IEEE 1394 a to napriek tomu, že je výrazne pomalšie:

oproti FireWire s až 400 Mb/s docieľuje rýchlosť prenosu len 12 Mb/s.

Prenosová rýchlosť USB síce stačí pre bežné periférie (tlačiarne, modemy, skenery, myši, digitálne fotoaparáty s nižším rozlíšením) nie však pre prenos digitálneho videa.

FireWire by sa s výhodou uplatnilo okrem náročnej digitálnej fotografie aj u pripojovaní kvalitných monitorov, skenerov, mechaník CD ROM či DVD, pripojovaní počítačov k rýchlym sietiam - včetne vysokorýchlostného internetu budúcnosti, ktorý by mal ponúknuť aj televíziu a v rade ďalšich aplikácii vyžadujúcich prenosy veľkých objemov dát v krátkom čase.

FireWire má okrem rýchlosti a j ďalšie prednosti. Zariadenia možno k tomuto rozhraniu napríklad pripojovať a odpojovať za chodu počítača (hot pluggable). Na jediný port počítača umožňuje IEEE 1394 pripojiť až 63 periférnych zariadení. Niektorí výrobcovia videokamer (predovšetkým Sony) používajú namiesto FireWire jeho odvodenú verziu iLink. Líši sa prakticky len tým, že prepojovači kábel nie je 6 žilový ale len 4 žilový - chýbajú napájacie vodiče.

Napriek názoru mnohých odborníkov, že IEEE 1394 je perspektívnejšie než USB, zrejme z komerčných dôvodov sa doposiaľ toto rozhranie presadzovalo len veľmi ťažko. Montovala ho len "materská" spoločnosť Macintosh. Rýchle rozširovanie digitálneho videa, rastúci výkon procesorov a rýchlosť a kapacita diskov zrejme presvedčí stále viac výrobcov počítačov o prednostiach tohto rozhrania. Napr. nedávno prezentovaný notebook Latitide C800 firmy Dell, vybavený FireWire, umožňuje bezproblémové prepojenie s PC a pohodlné spracovávanie nahrávky už v teréne.

q Technológia "Blue tooth"

- bezdrôtový spôsob komunikácie s perifériami na krátku vzdialenosť.

Technológia Bluetooth (Modrozub- názov podľa Vikingského kráľa) sa začala vyvíjať už v roku 1994, keď mala nahradiť infračervený prenos dát, v dosahu pokrývajúcom minimálne jednu celú miestnosť tak, že komunikujúce zariadenia nemusia na seba "vidieť". Prvé prototypy zariadení s Bluetooth prišli na trh v roku 1998, skutočný masový nástup tejto technológie možno považovať až rok 2002.

Bluetooth je otvorený svetový štandard na bezdrôtovú výmenu údajov medzi dvoma alebo viacerými zariadeniami. Dôvodom vývoja tejto technológie bolo úsilie vyvinúť bezdrôtovú komunikačnú technológiu, ktorá by sa vyznačovala nízkou cenou, nízkou spotrebou elektrickej energie, malými rozmermi a globálnou dostupnosťou. Na synchronizáciu údajov medzi počítačmi a zariadeniami (aj inteligentným telefónom) ím totiž postačuje dostať sa do dosahu komunikačného zariadenia a aktivovať prenos údajov. Technológia Bluetooth sa dá s výhodou využiť na bezdrôtovú tlač, výmenu údajov medzi viacerými počítačmi (stolnými, vreckovými notebookmi), na odosielanie faxov či spracovanie elektronických správ na mobilnom zariadení, na pripojenie tlačiarne, skenera k počítaču, pri hands-free telefónoch, pri digitálnych fotoaparátoch a multimediálnych projektoroch a pod.. Každé z komunikujúcich zariadení musí mať zabudovanú podporu pre Bluetooth. Bluetooth využíva rovnaké frekvenčné pásmo v Európe, Ázii či Amerike - nie je potreba si obstarávať špeciálne zariadenia pre konkrétny región, ako je to napr. pri technológii telefónov GSM.

BlueTooth - rýchle  automatické spojenie s akýmkoľvek periférnym zariadením - bez použitia káblov: 

• Prenosová rýchlosť 1MB/s, čo postačuje pre počítačové a internetové dáta, digitalizovaný zvuk i statický obraz.
• Signál sa šíri všetkými smermi približne do vo vzdialenosti 10m, dokáže prenikať cez väčšinu bežných prekážok (tehlovú stenu, karosériu auta, aktovku a neporiadok na pracovnom stole).
• Malá spotreba energie (v pohotovostnom režime ~0,3 mA a maximálny odber menej ako 30 mA). Predpokladá sa časté použitie v mobilných zariadeniach s baterkami.

Výhodou technológie Bluetooth oproti dnes už bežnému infračervenému pripojeniu je rýchlejší dátový prenos, väčší dosah aj bez podmienky priamej viditeľnosti, resp. bez dodržiavania relatívne úzkeho vyžarovacieho uhla komunikujúcich zariadení. Odpadajú tak starosti s tým, že sa komunikácia náhodne preruší práve preto, že poloha zariadení sa náhodne zmení.

Ďalšou výhodou je to, že komunikujúce zariadenia netreba zložito konfigurovať. Pred začiatkom komunikácie pomocou protokolu Bluetooth musí jedno zariadenie (tzv. hosť) "požiadať" druhé zariadenie (tzv. hostiteľa) o akceptovanie pripojenia. Oslovené zariadenie - hostiteľ má možnosť túto žiadosť potvrdiť alebo odmietnuť. Po úspešnom nadviazaní spojenia už nič nebráni výmene dát, resp. poskytnutiu služieb. Týmto spôsobom sa vlastne vytvorí miniatúrna sieť (často sa označuje ako pikosieť) medzi hostiteľom a jedným alebo viacerými hosťami. Takmer všetky zariadenia s technológiou Bluetooth môžu fungovať ako hosť, alebo aj ako hostiteľ.

Na vývoji a nasadení technológie Bluetooth sa podieľali popredné počítačové a telekomunikačné firmy (3Com, IBM, Intel, Microsoft, Motorola, Nokia, Toshiba, Ericsson ). Podpora pre tento štandard je integračnou súčasťou operačných systémov (Windows XP, Apple Mac OS). Doménou na nasadenie Bluetooth sú mobilné zariadenia - vreckové počítače, mobilné telefóny, prenosné tlačiarne atď. Rovnako sa Bluetooth využíva v diaľkovom ovládaní rozličných elektronických zariadení - napr. hi-fi veží, televízory, na pripojenie klávesníc a myší ako aj na zber údajov z vreckových počítačov v teréne.

q Logická organizácia pamäti so zbernicou XT a AT

IBM pri konštrukcii PC XT nepredpokladali taký veľký nárast kapacity pamäti aký nastal neskôr a tak prvotne rozdelila pamäť PC na niekoľko logických častí:

• Konvenčnú pamäť
• Rezervovanú pamäť
• Pamäť nad 1 MB

q Operačná pamäť RAM v PC s operačným systémom MS DOS

• Konvenčná pamäť (Conventional Memory) - prvých 640 kB operačnej pamäti zavedných v PC XT s procesorom 8088, 8086. Kvôli kompatibilite sa režim emulácie procesora 8088 nazýva reálny mód. Z objemu 640 kB konvenčnej pamäti je určitá časť prístupná uživateľovi pre jeho aplikácie (=> uživateľská pamäť) a druhú čast (=> systémová pamäť) používa operačný systém (OS) na uloženie údajov a utilít dôležitých pre svoju funkciu. Napríklad v operačnom systéme MS DOS sú v v oblasti adries:

• 0 - 400H - uložené adresy (v poradí LSB, MSB) vektorov prerušení INT (CS:IP). K týmto adresám sa obracia operačný systém keď potrebuje nájsť adresu príslušného obslužného programu v nejakej mimoriadnej situácii (INT CPU), v prípade žiadosti periférnych zariadení (INT HW) alebo v prípade programovo vyvolaných žiadostí o obsluhu (INT SW). Vďaka volaniu služieb jadra operačného systému nie cez pevné adresy ale prostredníctvom prerušovacieho vektora uloženého na známej adrese robí operačný systém nezávislý od hardware.
• 400H -4FFH sa nacházdajú dôležité informácie BIOS (Basic Input Output System).
• 500H - 5FFH sa nachádzajú dôležité informácie MS DOS.
• 700H - jadro operačného systému (IO.sys, MSDOS.sys, buffery pre správu I/O a ďalšie tabuľky, rezidentná časť COMMAND.com (obsluha INT 22H, 23H a 24H => BIOS a Error). Ďalšia časť (transientná časť) procesora príkazov COMMAND.com sa natiahne podľa potreby na voľné miesto v pamäti).
• Bezprostredne za oblasťou kde je uložená rezidentná časť procesora príkazov COMMMAND.com sa začína oblasť vyhradená pre užívateľské programy, ktoré sa do pamäti môžu uložiť:

• tranzientné - najbežnejší typ uživateľských programov, ktoré vykonajú činnosť a potom uvolnia pamäť. Programy sa musia striedať, pretože s hľadiska adresovacieho priestoru nie je možné mať všetky potrebné programy naraz v operačnej pamäti.
• rezidentné - trvale umiestnené programy v pamäti, najčastejšie sa aktivujú vhodným prerušením INT, napríklad drivery rôznych adapterov a pod.
• Rezervovaná pamäť (Reserved Memory)- od 640 kB do 1024 kB sa nemôže priamo adresovať a teda nemôže v sebe obsahovať uživateľskú pamäť. V tejto rezervovanej oblasti pamäte má PC XT uloženú:

• Oblasť zobrazovacej pamäte - videopamäť - adresový priestor pre rôzne videoadaptéry, ktorý vďaka stránkovaniu umožňuje mať na videostránkach prístup k veľkému objemu pamäte (videoRAM od A0000H po BFFFFH).
• Oblasť pre špecialne využitie - pamäťový priestor, ktorý slúži ako vyrovnávacia pamäť, (napríklad pre zobrazovací adaptér EGA od C0000H - C4000H).
• Oblasť pamäte modulu ROM BIOS s obslužnými programami BIOS (od F000H - FFFFFH), zavádzacím programom, diagnostikou a pod.

• Rozšírená pamäť (Expanded - EMS, stránkovaná pamäť) je blokovo prepínateľný podsystém skladajúci sa z pamäťového rozširujúceho modulu a (rezidentného) programu, ktorý obsluhuje pamäť pomocou stánkovania pamäti (memory paging). (Kompatibilitu programového a technického vybavenia zabezpečuje dohoda LIM, ktorú uzavreli LOTUS, INTEL a MICROSOFT.) Takáto rozšírená pamäť je prístupná aplikačným programom po 16 kB logických stránkach, ktoré sú umiestňované do jednej zo štyroch fyzických stránok. Tieto ležia v súvislom 64 KB poli, nazývanom stránkový rámec (page frame). Uživateľ môže jeho umiestnenie určiť tak, aby nedošlo ku konfliktu s ostatným vybavením; vždy musí však ležať v oblasti nad konvenčnou pamäťou určenou pre MS DOS. Napríklad pamäť 32 MB možno prekryť pomocou 2000 stránok o veľkosti 16 KB. V rezervovanej oblasti 640 kB až 1024 kB sa rezervuje oblasť pre 4 stránky => 64 kB. Stránka z pamäti LIM sa pretiahne do pamäti v rezervovanej oblasti, kde sa prečíta, modifikuje a možno aj zapíše naspäť do pamäti LIM.

 
• Predĺžená pamäť (Extended - XMS, nestránkovaná, prídavná, lineárna). Nepoužiteľných 384 kB rezervovanej pamäte sa môže presunuť za hranicu 1024 kB a do uvoľneného adresného priestoru potom namapovať pamäť RAM z oblasti nad 1MB, ktoré už nemôže byť v PC XT adresovo prístupná, z dôvodov existencie len 20 adresových vodičov. Ak sa tento princip použije v reálnom móde PC AT, ktorý má možosť adresovania s 24 bitmi, resp. pre procesor 386 s 32 bitovou adresnou zbernicou, možno využívať aj viac z adresného priestoru nad 1 MB, napríklad ako tieňovú pamäť, ako RAM disk, na uloženie rezidentného programu (pomocou loadhigh v autoexec.bat). Špecialnym prípadom je prvých 64 kB pamäti ešte sprístupniteľných pomocou adresy s bitom A20 (= > príkaz v config.sys MS DOS = High, UMB), ktorý može využívať operačný systém DOS a tak ušetriť desiatky kB konvenčnej pamäte (napríklad na namapovanie zrkadla BIOSu).

U 32 bitových programov Windows sa používa preemptívny multitasking, v ktorom sú procesy prideľované operačným systémom. Jeho výhodou je reakcia na zablokovanie programu. Ak prestane niektorý program reagovať, odoberie mu operačný systém po určitom intervale jeho proces a práce ostatných programov môžu pokračovať. Stratia sa tak len dáta havarovaného programu.

Iný spôsob delenia sa o procesy (používaný napríklad vo Windows 3.1) je kooperatívny multitasking. Ten pracuje tak, že aplikácie sama odovzdá mikroprocesorový čas nasledujúcemu programu. Ak však momentálne pracujúci program zlyhá, nemôže odovzdať riadenie ďalej. Vo Windows 3.1 to má za následok zablokovanie počítača.
 

Obr. 45. Rozdelenie pamäti RAM - ROM v počítači IBM. Mapovanie pamäti RAM do adresového priestoru modelu PC AT kde môže byť využitá čiastočne aj v reálnom mode, ako buffer pre rozšírenú (Expanded - EMS ) pamäť alebo ako tieňová (shadow RAM) pamäť, do ktorej sa môže skopírovať obsah, napríklad z oblasti pomalších ROM pamäti časti BIOS obslužných funkcii.

 

Obr. 46. Rozdelenie pamäti po spustení a inicializácii (boot) DOS.

Obr. 47. Aplikačný program v jednouživateľskom DOS sa uloží na začiatok bloku voľnej pamäte a mä dispozícii celú pamäť.

 

Obr. 48. Rozdelenie pamäte po uložení rezidentného programu. Pointer ukazujúci na začiatok bloku voľnej pamäte sa posunie a tak zabezpečí ochranu rezidentného programu. Normálna aplikácia DOS sa potom uloží na začiatok takto vytvorenej novo vymedzenej oblasti pamäte.

 

Obr.49. Organizácia pamäte po uložení rezidentného programu. Jedna časť kódu vykonávajúca opakovane potrené funkcie TSR programu zostane rezidentne uložená. Iná časť s údajmi hlavného programu a podporná časť pre jednorázové použite sa uloží v tranzientnej časti pamäte.

Obr. 50. Porovnanie  a/ klasickej operačnej pamäte s   b/ predĺženou (XMS) a c/  rozšírenou (EMS).

 

0 H - 400 H	Interupts
	BIOS (IBMBIO.COM)
	DOS (IBMDOS.COM
	Resident command.com
	Volná pamäť pre program  (max 640 kB)
	Transient command.com
A0000H-C0000H	Video pamäť
F6000H	ROM Basic
FE000H	ROM BIOS

Obr. 51. Rozdelenie pamäti MS DOS (adresovací priestor 0 - 1 MB)
 

MS DOS (Disk Operating System) je jednouživateľský a jednoúlohový (1 taskový) operačný systém. Každý aplikačný program pozostáva z dvoch zložiek: algoritmu úlohy a zložky komunikujúcej s prostredím. Programová podpora jadra operačného systému vytvára pre aplikačný program nové operačné prostredie, ktoré je potrebné pre chod všetkých aplikácii. Časť z tejto sady programov je umiestnená rezidentne a je trvale operačnému systému k dispozícii. Iná časť - utilíty pre rutinnú činnosť (napríklad pre copy a pod.) , ktoré sú nezávislé od aplikácie a môže sídliť aj na vonkajších mediach. Úlohou operačného systému ako správcu systému je zabezpečiť ochranu systémových častí pred prepísaním od aplikácii, zabezpečiť synchronizáciu a prideľovanie procesora rôznym úlohám a pod. Operačný systém prideľuje operačnú pamäť jednotlivým procesom, udržuje info o voľnej pamäti a info o tom ktorá časť pamäti je komu pridelená ako aj dokáže uvolnenú oblasť pamäte zaradiť do voľnej časti.

Pri štarte sa najprv zavedie časť operačného systému, závislá na hardware - BIOS a potom časť nezávislá od technických prostriedkov - MS DOS. Podobne ako pri štarte aj po resetovaní (studený start pomocou tlačítka alebo teplý štart na základe CTRL+ ALT + DEL) sa začne vykonávať (JMP na ROM BIOS na adresu F0000H:FFFF0H) inicializačný program (BOOT => bootstrap - štartovací program)

• POST (Power On Self Test), ktorý postupne vykoná:

• test podporných obvodov PC (kontrolérov INT a DMA, Timera ), včetne procesora a inicializáciu rozhraní pre štandardné periférie;
• kontrolu konfigurácie technických prostriedkov na základe porovnania so zálohou v CMOS RAM;
• kontrolu konvenčnej, resp. rozšírenej RAM;
• vybuduje tabuľku vektorov INT;
• inicializuje obvody klávesnice, videa, flopy a hard diskov atď na základe zoznamu parametrov BIOS na adrese 410:0H;
• prehľadá oblasť pamäte C0000H - DFFFFH s cieľom nájsť ďalšie rozširujúce moduly BIOS. ( Pritom ako pomôcka slúži, že na začiatku každého 2kB bloku ROM je kód 55H AAH , dĺžka rutiny v násobkoch 512 bajtov a štart rutiny).

• IO.SYS - (resp. Ibmio.com) upravené rutiny pre obsluhu základných technických prostriedkov sa uložia do pamäti v slede:

• zavedie sa súbor MS DOS.sys (resp. ibmdos.com) do pamäte;
• inicializujú sa jednotlivé zariadenia PC, včetne diskového systému;
• interpretuje sa CONFIG.sys;
• modifikujú sa hodnoty INT BIOS vektorovej tabulky.

• MSDOS.SYS - spustí vlastné jadro OS, nezávislé od hardware. Vykoná sa tým:

• inicializácia a nastavenie INT DOS vektorov (INT 20H - 3FH);
• zavedenie COMMMAND.com a vytvorenie štandardného rozhrania pre spúšťanie súborov;
• interpretuje sa súboru AUTOEXEC.BAT;
• vytvorí sa zobrazenie systémovej výzvy PROMPT.

Zbernica - stručné zhrnutie

• šírka zbernice - šírka toku dát  t.j.  počet bitov, ktoré sa po dátovej zbernici prenášajú súčasne;
• pracovná frekvencia synchronicúca operácie na zbernici a ako sa postupne  stala odlišnou od frekvencie mikroprocesora f_CPU a  frekvencie na systémovej zbernici FSB (Front Side Bus), prostredníctvom ktorej komunikuje mikroprocesor s čipovou súpravou (čipsetom - jedným alebo dvoma integrovanými obvodmi, ktorých úlohou je riadenie zberníc a dohliadanie na "plynulosť" prepravy údajov vnútri počítača.) a ďalšími komponentmi (pamäťou cache, operačnou pamäťou a  niektorými ďalšími zariadeniami).

	Win 1250	Návrat na stránku	HTML 4.0
Back				Next