Nüve Forum


Bilgisayar Mimarisi ve Organizasyonu hakkinda Yol Tasarımı - Bilgisayar Mimarisi ile ilgili bilgiler


YOL NEDİR ? Yol Tasarımı, Bilgisayar Mimarisindeki önemli konulardan birisidir. Genel bir tanımlama yapılacak olursa yol, verilerin bilgisayarın bir parçasından diğer parçasına gönderildiği teller topluluğudur. Yolu bilgisayarın içinde verilerin dolaştığı

Like Tree2Likes
  • 2 Post By OnR

Cevapla

 

LinkBack Seçenekler Stil
  #1  
Alt 25.12.07, 20:55
OnR - ait kullanıcı resmi (Avatar)
OnR OnR isimli Üye şimdilik offline konumundadır
Administrator
 
Üyelik tarihi: Apr 2006
İletiler: 931
Blog Başlıkları: 2
OnR isimli üye tecrübe puanını kapatmıştır.
Standart Yol Tasarımı - Bilgisayar Mimarisi

YOL NEDİR ?

Yol Tasarımı, Bilgisayar Mimarisindeki önemli konulardan birisidir. Genel bir tanımlama yapılacak olursa yol, verilerin bilgisayarın bir parçasından diğer parçasına gönderildiği teller topluluğudur. Yolu bilgisayarın içinde verilerin dolaştığı bir otoyol gibi düşünebiliriz. Yollar, birden fazla alt sistemi birleştirmek için kullanılır ve aynı zamanda karmaşık sistemleri tasarlamak için temel bir araçtır.

Bilgisayarın birimleri arası yollar



YOLLARIN GENEL DÜZENİ

Yollar üç tür telden oluşur. Denetim telleri, istek ve onay işaretlerini göndermek için kullanılır. Aynı zamanda veri telleri üzerindeki verinin türü de denetim telleri üzerinde bellidir. 2. tür tel ise veri telleridir. Bu tip teller kaynak ve hedef arası bilgi taşımada kullanılır. Veriler, adresleri ve karmaşık komutlar bu teller üzerinde çalışır.

Adres Yolu

Adres yolu verinin nereye gideceği bilgisini taşır. Bellekteki bir yerin veya veri transferinde görev alan giriş çıkış bağlantı kapısının (port) adresini iletmekte kullanılır. Yalnız okunabilir bellekte (ROM) ve gelişigüzel erişimli Bellekte (RAM) saklanan her komut ve her bilginin 16 bitten oluşan bir adresi vardır. Programın çalışması sırasında verilen bir yerin içeriği gerekli olduğunda; Mikroişlemci o yerin adresini adres yoluna koyar. Adres yolu verinin saklanmakta olduğu yere ulaşmakta kullanılan adresi iletmekte kullanılır. Ulaşılan verinin içeriği daha sonra veri yoluna konur. Ve bu verinin içeriği mikroişlemciye okunur. Adres yollarının çoğu 16 bitten oluşur. Her hat 0 ya da 1 den oluşan bir adres biti taşır. Bundan dolayı söz konusu 16 hattın 2^16 = 65536 değişik kombinasyonu söz konusudur. Bunun anlamı 16 adres hattı kullanılarak 65536 tane saklama yerine ve giriş/çıkış aygıtına ulaşabilmektir.

Veri Yolu

Verilerin bilgisayarın belirli bölümleri arasında dolaşmasını sağlar. Yani bir anlamda esas verinin taşındığı yoldur. Bu veri makinenin komutları ya da bellekteki işlenecek herhangi bir bilgi olabilir. Kontrol ve adres yollarından farklı olarak veri yolu çift yönlüdür. Yani hem mikroişlemciye hem de mikroişlemciden dışarıya doğru olur.

Sistem (Kontrol) Yolu

Mikro işlemcinin zamanlama ve kontrol devrelerinde üretilen kontrol sinyallerini belleğe ve giriş/çıkış birimlerine taşır.işlemin yazma mı okuma mı olduğuna karar verir. Bilgisayarın her parçasına ulaşmasını sağlayan tellerdir.
Yolun büyüklüğü önemlidir. Çünkü bu büyüklük yolun aynı anda ne kadar veri taşıyabileceğini belirler. Örneğin 16 bitlik bir yol 16 bitlik veriyi, 32 bitlik yol ise 32 bitlik veriyi taşıyabilir. Her yolun Hz ile ölçülen bir saat hızı vardır. Örneğin sistem yolunun hızı ilk başlarda 33 MHZ idi. Gelişen teknoloji ile bu yolun hızı 400 MHZ üzerine çıktı. Günümüzde 16 bitlik ISA yolları yerini kendisinden daha hızlı olan 32 bitlik PCI yoluna bıraktı. Anakart üzerinde genel olarak üç tip Sistem Kontrol Yol teknolojisi bulunmaktadır. Bunlar ISA, PCI ve AGP'dir.

ISA, PCI ve AGP yolları

ISA Yolu

Endüstri Standardı Mimarisi'nin kısaltılmış şeklidir. Masaüstü bilgisayarlarda kullanılan bir yoldur.1983 yılında geliştirilmeye başlandı. İlk geliştirildiğinde 8 bit veri yolu ve 16 bit adres yolu içermekteydi ve 4 MHZ hızındaydı. 16 bitlik mikroişlemcilerin geliştirilmeye başlanması ile ISA da geliştirildi ve 16 bitlik veri yoluna 24 bit adres yoluna sahip oldu. Hızı 8 MHZ ve saniyede 6.5 MB veri aktarıyordu. Yeni geliştirilen bu mimari eski standardı da desteklemektedir. Yani 8 bitlik ISA kartları 16 bitlik bu yol sistemine bağlanabilmektedir. Günümüzde ISA mimarisi artık terk edilmeye; daha hızlı veri iletimi sağlayan yol sistemleri kullanılmaya başlandı. Yeni çıkan anakartlarda ISA yuvası bulunmamaktadır.

PCI Yolu

Veri yollarında gelinen en son duraklardan biridir.Yan Bileşen Bağlantısı***8217;nın (Peripheral Component Interconnect) kısaltılmasıdır. (VESA) yol sisteminden daha yüksek performans sağlar. Gerçekte PCI günümüz masaüstü bilgisayarlarında kullanılan en yüksek performansa sahip yol sistemidir. PCI veri yolu şu an günümüz masaüstü bilgisayarların hepsinde bulunmaktadır. Bunun dışında ayrıca Power PC tabanlı bilgisayarlarda kullanılmaktadır.

AGP Yolu

Hızlandırılmış Grafik Bağlantı Kapısı***8217;nın (Accelerated Graphics Port) kısaltmasıdır. 3 boyut grafik bilgilerinin daha hızlı işlenmesini sağlamak amacı ile Intel tarafından üretilmiştir. Grafik verilerini PCI yollarında işlemektense, AGP grafik kontrolörünün direk ana hafızaya ulaşabilmesi için noktadan noktaya direk bir kanal tanımlar. Günümüz anakartlarında AGP 128 bit genişliğindedir ve 400 MHZ hızında çalışabilir. Buna ek olarak AGP 3-B dolgularının video belleğinin yerine ana bellekte saklanmasına izin verir

IEEE 1394 Firewire

Saniyede 400 megabitlik veri transfer oranını destekleyen yeni ve hızlı bir yol standardıdır. 1394 teknolojisini destekleyen ürünler şirkete bağlı olarak farklı isimler altında toplanmışlardır. Apple bu teknolojiyi orijinal olarak geliştiren firmadır. Bu teknoloji için firewire ismini kullanmaktadır
Tek bir 1394 yolu 63 tane dışsal aygıtı bağlayabilir. Çok hızlı ve esnek olmasına rağmen 1394 çok pahalıdır. Evrensel Veri Yolu (USB) gibi 1394***8217;ün de tak ve çalıştır özelliği vardır. Ayrıca çevre birimlerine güç de sağlarlar. 1394 ve USB arasındaki ana fark 1394 standardının daha hızlı ve daha pahalı olmasıdır. Bu nedenlerden , video kamera gibi yüksek veri transfer hızı isteyen aygıtlar için kullanılması beklenir. Bununla birlikte USB birçok çevre birimini bağlamak için kullanılabilir.



YOLLARIN TÜRLERİ


İstemci-Bellek Yolu

Bu yollar kısa ve yüksek hızlı yollardır. Bu tip yolların sadece bellek hızına uyması gerekmektedir çünkü bu sayede bellek ile işlemci arasındaki bant genişliği arttırılabilir. İstemci-Bellek Yolları, doğrudan işlemciye bağlıdır ve önbellek öbeklerinin aktarılması için özel olarak tasarlanırlar.

Giriş/Çıkış Yolu

Bu yollar İstemci-Bellek türü yolların aksine genelde uzun ve yavaş yollardır. Bu tip yollar,i çok geniş bir yelpazedeki giriş/çıkış araçlarına uyumlu olmalıdır. Bu yol ya İstemci-Bellek Yolu'na ya da Arka Plan yoluna bağlıdır.

Arka Plan Yolu

Burada arka plan denilen nokta, iskeletin içindeki birimlerin birbirine bağlanmasının yapısı demektir. Bu tür yollar, işlemci, bellek, giriş/çıkış aygıtlarını yan yana tutar. Maliyet açısından bir iyi noktası vardır o da tüm bileşenler için tek bir yol olmasıdır.



YOLUN ÇALIŞMASI

Bir yol işleminin iki adet parçası vardır. Bunların birincisi, "İstek" dediğimiz komut ve adresin yayınlanmasıdır. İkincisi ise "İş" dediğimiz verinin aktarılmasıdır. Bu parçaların yapılması ana-uydu düzenine bağlıdır.

Ana-Uydu Düzeni


Ana-uydu düzeni

Ana, işlemi başlatmak için komut ve adresi yayınlar. Bu sayede uyduya bir istek gönderir. Uydu ise, ana aygıt eğer veriyi almak istiyorsa ana aygıta veriyi gönderir; ana aygıt eğer veriyi göndermek istiyorsa ana aygıttan veriyi alır.
Yol Tasarımındaki en önemli konulardan bir tanesi de yola erişimin nasıl sağlandığıdır. Yol üzerindeki aygıtların yolun paylaşımı ve yolu kullanma öncelikleri nasıl belirlenir? Bu noktada, bahsettiğimiz ana-uydu düzeni devreye girer. Sadece ana aygıtlar yola erişim isteklerini başlatır ve denetler. Uydu aygıtlar ise okuma ve yazma isteklerini yanıtlarlar.
Bir yol tasarımındaki en yalın sistem, işlemcinin ana aygıt olmasıdır. Böyle bir durumda tüm yola erişim istekleri işlemci tarafından denetlenir. Fakat böyle bir durumda da işlemci her işlemin içine girer ki bu da bir performans kaybı yaşatır bilgisayara. Bu nedenle aynı yolda birden çok ana aygıt da bulunabilir. Bu tarz durumlarda da, aygıtların erişim önceliğini bozmamayı ve yola erişimini kesmemeyi amaçlayan yol atama yöntemleri devreye girer. Yol atama yöntemlerinin en önemli iki tanesi, Papatya Zinciri Ataması ve Merkezi Koşut Atamadır.

Papatya Zinciri Yol Ataması


Merkezi Koşut Atama


Yolların İyi Yanları

Yeni aygıtlar kolayca eklenebilir. Çevre birimleri, aynı yol standartlarını taşıyan bilgisayarlar arasında kolayca taşınabilir. Tek bir tel kümesi değişik biçimlerde paylaşıldığı için maliyet genellikle düşük olur.

Yolların Kötü Yanları

Yolun bant genişliğinin yeterince büyük olmadığı durumlar, yapılabilecek giriş çıkış işlemlerinin maksimum değerlerini sınırlayabilir. Buna "İletişim Darboğazı" denir. Bu en yüksek hız sınırlaması, telin uzunluğuna ve yol üzerindeki aygıt sayısına bağlıdır. Bu kötü durumu en aza indirmek için de Bant Genişliği'ni arttırmak gerekir. Bunu yapmanın üç temel yolu vardır :
  1. Adres ve veri telleri ayrı ise, her iki bilgi de tek bir yol çeviriminde aktarılabilir. Fakat bu yol, daha fazla tel gerektireceği ve daha karmaşık olacağı için maliyeti arttırır.
  2. Veri yolu genişliği arttırılırsa veri yolundan daha fazla veri aktarılabilir. Burada da tel sayısı artacağı için maliyetin artar.
  3. Yolun birden fazla sözcüğü ardışık yol çevrimlerinde göndermesine izin vermek. Bu yolla başlangıçta tek adres gönderilir ve son sözcük gönderilene kadar yol bırakılmaz. Karmaşıklık artar ve gönderilen isteklere olan tepki zamanlarında düşüşler yaşanır.


ANUYUMLU VE ZAMANUYUMSUZ YOLLAR [


Anuyumlu Yol

Denetim tellerinde bir saat içerir. Yoldaki kuralları belirlenmemiş içerik bu saate bağlı olarak sağlanır. Bu yolların en büyük avantajı az sayıda mantık devresi kullanılır ve bu sayede adımlar az sayıda olduğu için çok hızlı işleyebilir. Fakat en büyük kötü yanı ise yol üzerindeki tüm aygıtların aynı saat sıklığında çalışmasıdır. Bu da normalde daha hızlı çalışma kapasitesi olan aygıtların performanslarını sınırlar.

Zamanuyumsuz Yol

Bu tip yolda saat olmadığı için yol belli bir saate bağlı işlemez. Yol üzerinde bulunan aygıtların saat sıklıklarında bir eşitlik olması söz konusu olmadığı için çok farklı kapsamda aygıtlarla çalışabilir.
Alıntı ile Cevapla
Cevapla

Tags
bilgisayar, mimarisi, tasarımı, yol

Seçenekler
Stil

Yetkileriniz
You may not post new threads
You may not post replies
You may not post attachments
You may not edit your posts

BB code is Açık
[IMG] Kodları Açık
HTML-KodlarıKapalı
Trackbacks are Açık
Pingbacks are Açık
Refbacks are Açık



Bütün zaman ayarları WEZ +2 olarak düzenlenmiştir. Şu anki saat: 01:02 .