12.Основные характеристики, области применения эвм различных классов; функциональная и структурная организация процессора (Продолжение 2).

Совместимые ЭВМ должны иметь одинаковую функциональную организацию: информационные элементы (символы) должны одина­ково представляться при вводе и выводе из ЭВМ, система команд должна обеспечивать в этих ЭВМ получение одинаковых результа­тов при одинаковых преобразованиях информации. Работой таких машин должны управлять одинаковые или функционально совмести­мые операционные системы (а для этого должны быть совместимы методы и алгоритмы планирования и управления работой аппаратно-программного вычислительного комплекса). Аппаратные средства должны иметь согласованные питающие напряжения, частотные па­раметры сигналов, а главное — состав, структуру и последователь­ность выработки управляющих аппаратурой сигналов.

При неполной совместимости ЭВМ (при наличии различий в их функциональной организации) применяют эмуляторы, т.е. программ­ные преобразователи функциональных элементов.

Состав функциональных блоков и структурных средств неодно­роден. Поэтому в большинстве случаев функциональная и структур­ная организации будут рассматриваться в тех разделах, которые по­священы соответственно аппаратной части (hardware) или программ­ному обеспечению (software).

14.Организация эвм и систем: организация ввода-вывода; периферийные устройства; архитектурные особенности организации эвм различных классов.

Периферическое устройство предназначается для ввода или вывода информации. Любое устройство имеет в своем составе специализированную микросхему – контролер (адаптер). Контролер подключается к мине и получает уникальный номер (адрес). Контролер осуществляет наблюдение за сигналами, адресованные ему. Большинство операций ввода-вывода, предполагает диалог, между ЦП и контролером устройств. Когда процессор встречает команду ввода-вывода, он выполняет её, посылая команды контролеру. Любое изменение состояния внешнего устройство вызывает передачу данных от устройства к ЦП. Асинхронное событие – Событие время выступления, которого не может быть предсказано ЦП. Для того чтобы обнаружить асинхронное событие, процессор опрашивает спец. Регистр, содержащий информацию о типе устройства генерирующего сигнал. Если сигнал имеет место, то ЦП выполняет специфическую для данного устройства программу, задача которого отреагировать на событие надлежащим образом. Эта программа называется обработчиком прерывания, а само событие прерыванием, так как оно нарушает плановую работу процессора. После завершения обработки прерывания процессор возвращается к выполнению программы. Данная процедура называется вводом- выводом с множеством прерываний. В современном компьютере имеется возможность непосредственного взаимодействия между контролером и основной памяти, минуя ЦП – механизм прямого доступа к памяти. Прерывание. Это событие генерирующие внешними по отношению к процессору устройствами. Посредством аппаратных прерываний аппара-тура либо информирует ЦП о том, что произошло событие требующей немедленной реакции, либо оповещает о завершении синхронной операции ввода-вывода. Важный тип аппаратных прерываний – прерывание таймера, который генерируется периодическим через фиксированный промежуток времени. Каждый тип аппаратных прерываний имеет собственный номер, однозначно определяет источник прерываний. Аппаратное прерывание – асинхронное событие, то есть оно возникает вне зависимости от того, какой над ним выполняется в данный момент процесс. Несмотря на разнообразие ПУ, в настоящее время разработано несколько стандартных способов их подключения к ЭВМ и программирования ВВ. Существует

три режима ВВ: Программный ВВ (нефорсированный), ВВ по прерыванию (форсированный), Прямой доступ к памяти (ПДП).

Реализация ВВ в каждом из этих режимов отличается программно-аппаратны-

ми затратами и, самое важное, скоростью выполнения операций обмена и непроиз-

водительными затратами времени процессора. Суть каждого из трех режимов состоит в следующем.

Программный ВВ. Инициирование и управление ВВ осуществляет процессор

по командам прикладной программы. ПУ играют пассивную роль и только сигнали-

зируют о своем состоянии, в частности о готовности к операциям ВВ.

ВВ по прерыванию. Операции ВВ инициирует ПУ, генерируя сигнал запроса

прерывания, при этом процессор переключается на подпрограмму обслуживания

данного ПУ, вызвавшего прерывание. В результате выполнения подпрограммы (об-

работчика) осуществляется обмен данными. Действия, выполняемые обработчиком,

определяются пользователем, а непосредственно операциями ВВ управляет процессор.

Таким образом, как при программном ВВ, так и при ВВ по прерываниям опера-

циями обмена управляет процессор, поэтому очень часто эти два варианта обмена не разделяют и рассматривают их как программный ВВ.

(есть продолжение)