大話儲存 1 走進計算機IO世界

2022-07-04 09:51:08 字數 1399 閱讀 3852

組成計算機的三大件:cpu,記憶體和io。

匯流排就是一條或者多條物理上的導線,每個部件都接到這些導線上,同一時刻只能有乙個部件在接收或者傳送。

仲裁匯流排:所有部件按照另一條匯流排,也就是仲裁匯流排或者中斷匯流排上給出的訊號來判斷這個時刻匯流排可以由哪個部件來使用。產生仲裁匯流排或者中斷電位的可以是cpu,也可以是匯流排上的其他裝置。

如上圖所示,主機板上的每個部件都是通過匯流排連線起來的。

pci匯流排:目前台式電腦與伺服器所普遍使用的一種南橋與外設連線的匯流排技術。

北橋晶元:io匯流排和乙太網hub模型的區別在於多了乙個北橋晶元。因為cpu和記憶體足夠快,他們之間單獨用乙個匯流排連線,這個匯流排和慢速io匯流排之間通過乙個橋接晶元連線,也就是主機板上的北橋晶元。這個晶元連線了cpu、記憶體和io匯流排。

前端匯流排:cpu與北橋連線的匯流排叫做系統匯流排,也叫作前端匯流排。

記憶體匯流排:記憶體與北橋連線的匯流排叫做記憶體匯流排。

由於北橋速度太快,而io匯流排速度相對北橋顯得太慢,所以北橋和io匯流排之間,往往要增加乙個網橋,叫做南橋,在南橋上一般整合了眾多外設的控制器,比如磁碟控制器、usd控制器等。

匯流排位數:系統匯流排的條數,比如64條或者128條,叫做匯流排的位數。

cpu位數:暫存器和運算單元之間匯流排的條數。

io匯流排分成資料匯流排、位址匯流排和控制匯流排。定址用位址匯流排,發資料用資料匯流排,發中斷訊號用控制匯流排。io匯流排是並行而不是序列的。

因為主機板上的匯流排很短、很穩定,所以cpu和儲存裝置之間組成的乙個「網路」不需要運輸層,而只需要物理層、網路層和上三層的網路。

裝置對映:每個io裝置在啟動時都要向記憶體中對映乙個或者多個位址,這個位址有8位長,又被稱做io埠。針對這個位址的資料,統統被被北橋晶元重定向到匯流排上實際的裝置上。

cpu在對磁碟傳送指令的時候,這些指令其實是發給了主機板南橋上整合的控制器,比如ata控制器或者scsi控制器。讓磁碟讀取或者寫入某個磁軌、某個扇區等,cpu不需要知道這些,cpu只需要知道邏輯塊位址是讀還是寫就可以了,讓cpu產生這些資訊的是磁碟控制器驅動程式。

3 小結

cpu、記憶體和磁碟之間組成的網路可以用下面圖抽象:

《大話儲存2-儲存系統架構與底層原理極限剖析》 

大話儲存系列2 計算機內部的IO世界

1.匯流排 io是通過共享一條匯流排的方式來實現的,匯流排也就是一條或者多條物理上的導線,每個部件都接到這些導線上,導線上的電位每個時刻都是相等的 這個地方需要注意下,之前沒有考慮這個問題 這樣匯流排上的所有部件都會受到相同的訊號。也就是說,這條匯流排是共享的,同乙個時刻只能有乙個部件在接收或者傳送...

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