3. Способы организации системы ввода вывода

При наличии автономной системы ввода-вывода вычислительная система должна быть сбалансирована, т.е. объем передаваемой за единицу времени информации в ней должен соответствовать объему вводимой и выводимой информации за тот же интервал времени. Иначе средства обработки будут простаивать в ожидании ввода очередной порции информации.

Разработано несколько способов организации СВВ, отличающихся скоростью передачи и аппаратными затратами, и используемых для разных классов СОД.

1. Системы ввода-вывода для систем с общей оперативной памятью.

В этой структуре (рис. 3.2) реализуется прямой доступ к оперативной памяти со стороны СВВ. Обмен данными между ПУ и ОП осуществляется компонентами СВВ логически и физически без непосредственного участия компонентов системы обработки. Связующим звеном между ЦП и ПВВ служит разделяемая память (ОП), которая выполняется виде многомодульной многовходовой памяти. Взаимодействие системы обработки и СВВ осуществляется стандартным образом посредством прерываний.

2. Системы ввода-вывода в виде специальной управляющей эвм.

В такой схеме также необходимо наличие общей оперативной памяти для всех процессоров обработки (рис. 3.3). Здесь все функции управления вводом-выводом, а также многие функции по управлению всем вычислительным процессом возлагаются на специально выделенную управляющую ЭВМ. Число прерываний при этом сокращается.

В качестве управляющей может быть ЭВМ общего назначения либо мини-ЭВМ. Связь с системой обработки осуществляется через специальный адаптер канал-канал.

На рис. 3.4 представлена структура матрич-ной системы Illiac IV (Илиннойский университет и корпорация «Берроуз»). Она работает как специализированная приставка к универсальному компьютеру Burroughs 6500. Который осуществляет интерфейс с пользователями, различными периферийными устройствами, вычислительной сетью и архивной лазерной памятью.

3. Системы ввода-вывода через внешние запоминающие устройства.

В высокопроизводительных ВС (для числовой обработки) помимо связей обрабатывающей системы с управляющей ЭВМ через адаптер канал-канал осуществляется «слабая» связь через ВЗУ. Такая организация СВВ чаще всего используется в многомашинных вычислительных комплексах.

На рис. 3.5 изображена структура ВК, включающая две одинаковые универсальные ЭВМ. Все ПУ подключены к ЦП через КВВ стандартными способами. ЭВМ имеют характерные для многомашинных систем связи: через общее ОЗУ (ООЗУ), канал прямого управления (КПУ), адаптер канал-канал (АКК) и через ВЗУ. Для организации связи ЭВМ через ВЗУ контроллеры ВЗУ подключаются к двум КВВ разных ЭВМ через двухпозиционный переключатель (ДПК), имеющий два входа и позволяющий подключать ВЗУ к любому каналу. В случае выхода из строя одного канала ввода-вывода всегда остаётся возможность доступа к информации, хранящейся в ВЗУ, через другой КВВ.

4. Системы ввода-вывода через «интерфейсную» эвм.

В проектах ЭВМ 5-го поколения предполагалось создание специальной «интерфейсной» ЭВМ, предназначенной для организации связи высокопроизводительных средств обработки и внешнего мира. Такая интерфейсная ЭВМ помимо перечисленных выше функций берет на себя функции преобразования способов представления информации, чтобы пользователь получил ее в наиболее удобном виде, например, в виде графики, речи, карт, гипотез и т.п. (рис. 3.6).