Организация ввода –вывода.
Организация ввода-вывода в современных ЭВМ осуществлена с использованием прерываний. Это связано с тем, что УВВ работают намного медленнее, чем процессор и оперативная память. Поэтому управляющее устройство должно приостанавливать выполнение программы и ждать завершения операции ввода-вывода с внешним устройством. При выводе все результаты выполненной программы должны быть выведены на ВУ, после чего процессор переходит к ожиданию сигналов от ВУ. При вводе, например, с клавиатуры получение значений нажатых клавиш осуществляется при поступлении прерывания от клавиатуры.
В ВМ находят применение три способа организации ввода/вывода (В/ВЫВ):
- программно управляемый ввод/вывод;
- ввод/вывод по прерываниям;
- прямой доступ к памяти.
При программно управляемом вводе/выводе все связанные с этим действия про
исходят по инициативе центрального процессора и под его полным контролем. ЦП
выполняет программу, которая обеспечивает прямое управление процессом вво
да/вывода, включая проверку состояния устройства, выдачу команд ввода или
вывода. Выдав в МВВ команду, центральный процессор должен ожидать заверше
ния ее выполнения, и, поскольку ЦП работает быстрее, чем МВВ, это приводит
к потере времени.
Ввод/вывод по прерываниям во многом совпадает с программно управляемым
методом. Отличие состоит в том, что после выдачи команды ввода/вывода ЦП не
должен циклически опрашивать МВВ для выяснения состояния устройства. Вме
сто этого процессор может продолжать выполнение других команд до тех пор, пока не получит запрос прерывания от МВВ, извещающий о завершении выполнения
ранее выданной команды В/ВЫВ. Как и при программно управляемом В/ВЫВ,
ЦП отвечает за извлечение данных из памяти (при выводе) и запись данных в па
мять (при вводе).
Повышение как скорости В/ВЫВ, так и эффективности использования ЦП
обеспечивает третий способ В/ВЫВ - прямой доступ к памяти (ПДП). В этом
режиме основная память и модуль ввода/вывода обмениваются информацией на
прямую, минуя процессор.
Устройства управления выч систем.
Устройство управления (УУ) вычислительной машины реализует функции управления ходом вычислительного процесса, обеспечивая автоматическое выполнение команд программы. Процесс выполнения программы в ВМ представляет собой последовательность машинных циклов. Детализируем основные целевые функции, реализуемые устройством управления в ходе типового машинного цикла. Для простоты примем, что ВМ обеспечивает одноадресную систему команд. При этом, в частности, полагается, что до начала выполнения двухоперандной арифметической команды второй операнд уже находится в процессоре.
Первым этапом в машинном цикле является выборка команды из памяти (этап ВК). Целевую функцию этого этапа будем обозначать как ЦФ-ВК.
За выборкой команды следует этап декодирования ее операционной части (кода операции). Для простоты пока будем рассматривать этот этап в качестве составной части этапа ВК.
Вторая целевая функция - формирование адреса следующей команды. На это выделяется специальный такт работы — этап ФАСК, которому соответствует целевая функция ЦФ-ФАСК.
Далее следует этап формирования исполнительного адреса операнда или адреса перехода (этап ФИА), на котором УУ реализует функцию ЦФ-ФИА. Функция имеет столько модификаций, сколько способов адресации (СА) предусмотрено в системе команд ВМ.
На четвертом этапе реализуется целевая функция выборки операнда (ЦФ-ВО) из памяти по исполнительному адресу, сформированному на предыдущем этапе.
Наконец, на последнем этапе машинного цикла действия задаются целевой функцией исполнения операции - ЦФ-ИО. Очевидно, что количество модификаций ЦФ-ИО равно количеству операций, имеющихся в системе команд ВМ
