Разновидность компакт-дисков
PC CD-ROM – диски с файлами данных для IBM PC.
MAC CD-ROM – диски с файлами данных для ПК Макинтош.
CD-R и CD-RW – чистые диски для записи и перезаписи.
CD-DA – традиционный стандарт аудиозаписи (до 99 треков, до 74 минут).
CD-Text – формат, предложенный фирмой Филлипс для записи текстовой информации на аудиодиск.
CD-Graphics – формат для записи графики. Графика записывается с разрешением 288x24 (2 цвета), 288x192 (16 цветов).
Photo CD – хранение изображений в формате Kodak.
Video CD – высококачественная цифровая запись.
CD Plus, CD Extra – мультимедийные диски.
Магнитооптические накопители. Магнитооптический диск представляет собой поликарбонатную подложку толщиной 1.2 мм, на которую нанесено несколько тонкопленочных слоев: защитный слой, отражающий слой, диэлектрические слои, которые теплоизолируют магнитный слой, магнитный слой – хранитель информации.
Технология записи такова: лазерный луч нагревает точку на диске, а электромагнит изменяет магнитную ориентацию этой точки, в зависимости от того, что необходимо записать (0 или 1). Считывание производится лазерным лучом меньшей мощности, который отражаясь от этой точки, меняет свою полярность.
МО-диски выпускаются двух размеров:3,5 дюйма, (содержит 500 Мбайт данных) и 5,25 дюйма (содержит 2,3 Гбайт данных).
Магнитооптические накопители выпускаются двух типов: перезаписываемые и типа WORM 9однократная запись – многократное чтение).
Относительно недавно появились FMD – флюоресцентные многослойные диски. Этот диск монолитен и разделен по вертикали на условные области – слои. Материал, содержащий записанную информацию, не отражает, а излучает световые волны. При освещении полупроводниковым лазером с определенной длиной волны, вещество начинает излучать, сдвигая спектр излучения на величину, зависящую от толщины слоя. Выбирая толщину слоя такой, чтобы спектр отраженного света получался смещенным относительно длины волны излучающего лазера на строго определенную величину, можно с высокой точностью записывать информацию вглубь диска, и потом считывать ее. Такой диск назвали трехмерным.
2.3 Подсистема ввода-вывода Организация ввода-вывода информации
Подсистема ввода-вывода служит для организации связи и взаимодействия ЭВМ с внешним миром. Производительность ЭВМ определяется не только процессором и оперативной памятью, но и составом устройств ввода-вывода информации и способом организации их совместной работы.
Связь устройств ЭВМ друг с другом осуществляется с помощью сопряжений (интерфейсов). Интерфейс - это совокупность средств, стандартов, сигналов, обеспечивающая обмен данными между устройствами ЭВМ.
Устройства ввода-вывода (УВВ) совместно с внешними запоминающими устройствами образуют периферийные устройства.
При разработке систем ввода-вывода должны быть решены следующие проблемы:
Обеспечена возможность реализации ЭВМ с переменным составом оборудования.
Обеспечена параллельная во времени работа процессора над программой и выполнение процедур ввода-вывода.
Обеспечена независимость программирования ввода-вывода от особенностей УВВ.
Обеспечена автоматическая реакция ЭВМ на готовность УВВ, отсутствие УВВ, нарушения нормальной работы.
Перечисленные проблемы решаются на основе модульности, т.е. выполнения отдельных узлов в виде конструктивно законченных модулей, унификации, т.е. использования не зависящих от типа УВВ форматов данных, унифицированных интерфейсов и набора команд.
Принципы и структуры систем ввода-вывода строятся на основе архитектуры ЭВМ.
Иерархическая архитектура.
В этом случае центральный процессор соединяется с внешними устройствами через вспомогательные процессоры, называемые каналами ввода-вывода. Каналы ввода-вывода нужны для того, чтобы обмен между ЭВМ и ПУ производился одновременно с выполнением основной программы. Управление обменом сводится к следующим действиям: 1) выработка сигнала начала обмена, 2) выработка управляющей информации, необходимой для подготовки к обмену, 3) последовательное формирование адресов ОЗУ, 4) выработка сигналов, управляющих чтением или записью, 5) выработка сигналов об окончании обмена.
Функция процессора в данной системе – инициирует операции ввода-вывода, задает номера каналов и ПУ, указывает адреса начала программы канала.
Функции каналов
обеспечение прямого доступа в память
задание размера массивов;
формирование адресов ячеек основной памяти, используемых в передаче;
определение момента завершения передачи массивов данных;
формирование запросов прерываний.
Начало обмена определяется моментом, когда ПУ готово к приему или выдаче информации. Команды ЭВМ должны обеспечивать организацию обмена в момент, предусмотренный программой. Основная информация о задаваемом обмене записывается в командах канала, называемых управляющими словами обмена. Непосредственно в команду ЭВМ записывается номер ПУ, с которым назначен обмен, номер канала и адрес команды канала.
Типы каналов
Способ организации взаимодействия ПУ с каналом определяется соотношением быстродействия ПУ, которые делятся на быстродействующие (дисковая память ВЗУ) и медленнодействующие (печатающие устройства).
Для обслуживания быстрых устройств применяется селекторный канал, показанный на рис.2.3.1
Рис.2.3.1 Селекторный канал
Селекторный канал обслуживает одно периферийное устройство и связан с ним до окончания операции обмена. В это время запросы от других ПУ не воспринимаются. Все функции, выполняемые каналом, определяются управляющим словом канала, которое выбирается один раз в начале операции обмена и содержится в памяти канала до окончания всех предписанных действий.
Для обслуживания медленных устройств применяется мультиплексный канал, который обслуживает несколько параллельно работающих ПУ в режиме разделения времени. При этом, каждое ПУ связывается с каналом на короткие промежутки времени (сеансы) только после того, как ПУ подготовлено к работе. Во время сеанса передается 1 или несколько байт. Если несколько ПУ подготовились к работе, то канал выбирает одно из них, остальные ожидают своей очереди. Аппаратные средства условно разделяются на две части: подканалы (предназначенные для обслуживания отдельных ПУ) и общее оборудование, представленные на рис.2.3.2.
Рис.2.3.2. Мультиплексный канал
Физически подканал реализуется в виде участка памяти, в котором хранятся параметры операции ввода-вывода. Общее оборудование представляет набор триггерных регистров и схем, осуществляющих обмен с основной памятью и ПУ.
Магистральная архитектура.
Это структура с общей шиной, к которой присоединяются все модули ЭВМ. В каждый данный момент времени через общую шину может происходить обмен данными только между одной парой присоединенных к ней модулей. Таким образом, модули ЭВМ разделяют во времени один общий интерфейс, а процессор выступает как один из модулей. ПУ присоединяются к общей шине через контроллер, который согласовывает формат данных шины и ПУ.
Если операции ввода-вывода производятся для отдельных байт или слов, то используется программно-управляемая передача данных, при которой обмен происходит под управлением процессора. (рис.2.3.3)
Если применяется поблочная передача данных, то используется прямой доступ в память, как более быстрый режим, при котором процессор отключается от шин адреса и данных и не принимает участия в процессе обмена.(Рис.2.3.4)
