МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ
МОСКОВСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ СТРОИТЕЛЬНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ
Кафедра информационных систем, технологий и автоматизации в строительстве
«Интерфейсы ввода—вывода в вычислительных системах
с общей памятью».
Методические указания к проведению практических занятий
по курсу «Системное администрирование»
М о с к в а 2 0 1 2
Составитель:
доцент Иванов Н.А.
Методические указания к проведению практических занятий «Интерфейсы ввода—вывода в вычислительных системах с общей памятью» содержат необходимые материалы о назначении, составе линий и основных алгоритмах интерфейса ввода/вывода.
Методические указания предназначены для студентов 3 курса специальности 230102, изучающих дисциплину «Системное администрирование».
Сущность интерфейса
В общем случае под интерфейсом понимают аппаратуру и алгоритмы, обеспечивающие автоматическую связь двух и более модулей между собой.
Модули соединяются между собой таким образом, чтобы в определенный момент времени обеспечить управление одного модуля другим.
Чтобы выполнить обращение к нужному управляемому модулю, необходимо, в первую очередь, указать адрес этого модуля. Формы задания адреса могут быть различными: от передачи всем модулям адреса нужного модуля с последующим опознанием этого адреса всеми модулями до выдачи электрического сигнала по отдельной линии к требуемому модулю. Независимо от формы задания адреса этот вид информации является необходимым при нескольких управляемых модулях.
Управляемый модуль в общем случае выполняет вполне определенные операции. Если операций несколько, то необходимо указать, какую именно операцию необходимо выполнить данному модулю, то есть задать код операции.
Для выполнения указанной операции модулю может потребоваться определенная информация, например, число, подлежащее записи в оперативную память.
Наконец, передачу информации необходимо синхронизировать.
Классификация машинных интерфейсов
Машинные интерфейсы имеют несколько способов организации, из которых наибольшее распространение получили два: магистральный и радиальный.
Магистральный интерфейс: одно управляющее и набор внешних устройств, соединенных общей магистралью (шиной). Чем ближе внешнее устройство к устройству управления, тем выше у него приоритет в обслуживании. Время взаимодействия зависит от удаленности внешнего устройства от устройства управления. Обрыв магистрали приводит к полной потере работоспособности системы.
Радиальный интерфейс: к устройству управления радиальными линиями (лучами) присоединяются внешние устройства. В этом случае обрыв одной линии приводит к неработоспособности одного устройства. Время распространения сигнала от управляющего модуля до управляемого в радиальном интерфейсе может быть одинаковым для всех управляемых модулей. Оно зависит лишь от длины линий интерфейса.
Бывают и комбинированные интерфейсы. В этом случае магистралью связаны управляющие устройства, к каждому из которых радиальным способом присоединяются внешние устройства.
По способу передачи данных интерфейсы делят на параллельные и последовательные. И магистральные, и радиальные интерфейсы могут быть параллельными или последовательными. В первом случае для передачи команд, адресов и данных используются отдельные линии. Во втором случае информация разного вида: команды, адреса, данные, - передаются последовательно по одним и тем же линиям.
Для того чтобы можно было понять, какая информация передается в тот или иной момент
в последовательных интерфейсах используются линии идентификации.
По степени увязки времени и длительности передачи сигналов интерфейсы делят на синхронные и асинхронные. В первом случае продолжительность сигнала и моменты его возникновения подчиняются определенным правилам. Во втором случае сигналы могут возникать в произвольные моменты времени и длиться сколь угодно долго.