6. Общие принципы организации систем ввода-вывода. Прямое подключение к пу. Подключение через контроллер. Прямой доступ к памяти. Каналы ввода-вывода.

Прямое подключение ПУ

• ПУ имеет простое управление

• Обмен ведется небольшими порциями данных

Подключение через контроллер

• Сколько-нибудь сложные по управлению устройства подсоединяются к ЭВМ через контроллеры ввода-вывода (устройства управления), причем один контроллер может обслуживать несколько однотипных устройств

Каналы ввода-вывода

• Каналы представляют собой специализированные процессоры, имеющие свою систему команд и работающие параллельно с центральным процессором, но использующие ту же оперативную память.

• Каналы являются универсальными процессорами ввода-вывода, к одному каналу могут быть одновременно подсоединены контроллеры разных устройств.

• канал программируется, а затем запускается операция, в ходе которой канал обеспечивает прямой обмен с оперативной памятью, минуя центральный процессор

7. Общие принципы организации систем ввода-вывода. Опрос и прерывание. Алгоритмы и организации ввода-вывода при программно-управляемом обмене и обмене с прерыванием программы. Прямой доступ к памяти.

Опрос и прерывание

Быстродействие ПУ<Быстродействия ЦП

После выдачи команды на ПУ, программа должна дожидаться её завершения

2 способа проверки:опрос и прерывание

Опрос

Опрос – периодическое чтение регистра состояния устройства (проверка флага завершенности операции)

Недостатки:

1) непроизводительный расход процессорного времени

2) существует опасность блокировки системы

Прерывание При использовании прерываний ОС после выдачи команды ввода-вывода

на устройство переводит процесс в состояние ожидания. Прерывание,

присланное устройством, обрабатывается ядром ОС, которое при этом

разблокирует процесс, ожидающий завершения операции.

Алгоритмы организации ввода-вывода при программно-управляемом обмене и обмене с прерыванием программы

Прямой доступ к памяти (ПДП)

• Прямым доступом к памяти (ПДП) называют способ обмена данными, обеспечивающий установление связи и передачу данных между оперативной памятью и периферийным устройством автономно от центрального процессора.

• При наличии кэш-памяти (внутренней или внешней) режим ПДП позволяет осуществлять обмен данными между ОП и ПУ параллельно с выполнением процессором основной программы.

• Использование режима ПДП разгружает процессор от обслуживания операций ввода-вывода и способствует повышению общей производительности ЭВМ.

8. Шины расширения. Передача данных по шине. Эволюция шин расширения. Шина isa. Шина vesa Local bus

Шина - группа электрических линий связи, объединенных определенным функциональным назначением, служащая для передачи цифровых сигналов устройств компьютера с целью организации их совместной работы.

Передача данных по шине Все устройства, подключенные к шине, используют единый протокол для передачи информации по ней, при этом сама шина состоит из четырех частей: шина данных, адресная шина, шина управления и шина питания.. И устройство, конечно, может дать знать модулю управления, что ему необходимо передать некую информацию. Такое устройство называется bus master. Существуют и устройства, которые не могут "говорить" пока их не спросят: bus slave. Скорость передачи данных по шине зависит от частоты шины и от ее разрядности. Естественно, чем больше частота, тем быстрее передаются данные. И чем больше разрядность - тем больше данных шина может передать за один такт.

(нужно читать теорию. Тут даны методы ускорения)

Выше частота => больше информации/сек

Увеличение ширины шины

разрядность => >пропускная способность

Рассчеты

1. X Гц => Xбит/сек (разрядность = 1)

2. Разрядность = N => X•N бит/сек

3. 100МГц •32бита = 3200Мбит/с

Эволюция шин расширения.

Шина расширения- Шина, по которой ПУ обмениваются информацией с процессором и оперативной памятью посредством контроллера или адаптера.

Первая XT-Bus(4.7 мгц), потом 16-разрядная ISA(8 мгц), EISA(32 битная), локальная шина VESA , или VL-Bus и работала на чатоте тех процессоров, В июне 1992 года Intel разрабатывает новую шину для подключения периферийных устройств – PCI(процессоронезависимая), для видеоконтроллеров разработана специальная шина, которая называется AGP.

Шина PCI имеет два варианта: 32-разрядный (в нем используется 124-контактный разъем) и 64-разрядный (188-контактный разъем).

Большим недостатком шины PCI по сравнению с ISA является ограниченное количество устройств на шине (не более четырех)