3.3 CÁC CẤU TRÚC LIÊN KẾT

Một máy tính bao gồm một tập các thành phần hay module thuộc ba kiểu cơ bản (CPU, bộ nhớ, thiết bị nhập xuất) liên lạc với nhau. Trong thực tế, một máy tính có thể được xem như một mạng gồm những thành phần cơ bản. Do đó phải có các đường dẫn nối các module lại với nhau.

Tập hợp các đường dẫn nối kết vô số module được gọi là cấu trúc liên kết. Sự thiết kế cấu trúc này sẽ phụ thuộc vào những trao đổi cần được thực hiện giữa các module.

Hình 3.6 đề nghị các kiểu trao đổi cần phải có thông qua việc chỉ ra những dạng nhập xuất chính cho mỗi loại module:

Bộ nhớ: Một cách tiêu biểu, một module bộ nhớ sẽ bao gồm N word có độ dài bằng nhau. Mỗi word được gán cho một địa chỉ dạng số duy nhất (0, 1,...,N-1). Một word dữ liệu có thể được đọc từ hay ghi vào bộ nhớ. Bản chất của thao tác sẽ được chỉ ra bởi các tín hiệu điều khiển Đọc và Ghi. Vị trí của thao tác được đặc tả thông qua địa chỉ.

Module nhập/xuất: Nếu nhìn từ quan điểm của một hệ thống máy tính, thành phần nhập xuất giống với bộ nhớ về mặt chức năng. Ở đây có hai thao tác là đọc và ghi. Hơn nữa, một module nhập/xuất có thể điều khiển nhiều hơn một thiết bị ngoại vi. Chúng ta có thể đề cập đến từng giao diện của một thiết bị ngoại vi như một cổng và cho nó một địa chỉ duy nhất (ví dụ 0, 1,..., M-1). Ngoài ra, còn có các đường dữ liệu ngoài cho việc nhập xuất dữ liệu với một thiết bị ngoại vi. Cuối cùng, một module nhập/xuất có thể gửi tín hiệu ngắt đến CPU.

CPU: CPU đọc vào các chỉ thị và dữ liệu, ghi ra dữ liệu sau khi xử lý, và sử dụng các tín hiệu điều khiển để điều phối hoạt động của toàn thể hệ thống. Nó cũng nhận các tín hiệu ngắt.

Hình 3.6 Các module máy tính

Danh sách đề cập đến ở trên xác định dữ liệu được trao đổi. Cấu trúc liên kết phải hỗ trợ các kiểu truyền dữ liệu sau đây:

Bộ nhớ đến CPU: CPU đọc một chỉ thị hay một đơn vị dữ liệu từ bộ nhớ.

CPU đến bộ nhớ: CPU ghi một đơn vị dữ liệu vào bộ nhớ.

Thành phần nhập/xuất đến CPU: CPU đọc dữ liệu từ một thiết bị nhập/xuất thông qua một module nhập/xuất.

CPU đến thành phần nhập/xuất: CPU gửi dữ liệu đến thiết bị nhập/xuất.

Thành phần nhập/xuất đến hay từ bộ nhớ: Đối với hai trường hợp này, một module nhập/xuất được cho phép trao đổi dữ liệu trực tiếp với bộ nhớ mà không qua CPU bằng cách sử dụng cơ chế truy cập bộ nhớ trực tiếp (DMA).

Trải qua nhiều năm, một số cấu trúc liên kết đã được thử nghiệm. Cho đến nay phổ biến nhất vẫn là cấu trúc đường truyền (bus) và các cấu trúc đa đường truyền khác nhau.