2. Синхронды және асинхронды енгізу-шығару. Енгізу-шығаруды диспетчерлеу.
Енгізу-шығару құрылғылары, механикалық және электронды компоненттерден тұрады. Көптеген жағдайларда бұл компоненттерді максимальді модульді және жалпыланған модельді алу үшін логикалық түрде бөлуге болады. Электронды компонент құрылғының контроллері немесе адаптері деп аталады. Дербес компьютерлерде ол кеңейту слотына қойылатын баспа платасы түрінде болады. Механикалық компонент – бұл құрылғының өзі. Берілген құрылым 7.1-суретте көрсетілген.
Контроллер платасы әдетте құрылғының өзіне жалғанатын кабельді қосуға болатын разьеммен жабдықталады. Көптеген контроллерлер екі, төрт немесе сегіз идентивті құрылғыларды басқаруға қабілетті болып келеді. Егер контроллер және құрылғы арасындағы интерфейс стандартты болса, яғни, ANSI, IEEE немесе ISO ресми стандартымен анықталған болса, бұл берілген интерфейске сәйкес келетін контроллерлер және құрылғылардың жеке-жеке шығарылуын қысқартады. Осылай көптеген компаниялар IDE немесе SCSI интерфейчтеріне сәйкес келетін қатты дисктерді жасайды.
Сурет 7.1 – Процессор, жад, енгізу-шығару құрылғылары мен контроллерлерді қосу моделі
Контроллер мен құрылғы арасындағы айырмашылықты еске салған себебіміз, өйткені операциялық жүе негізінде құрылғының өзімен емес контроллермен жұмыс істейді. Көптеген кіші компьютерлерде құрылғылармен өзара әрекет ету бірыңғай шина моделі бойынша ұйымдастырылады (7.1 сурет қараңыз). Үлкен машиналарда, мэйнфреймдерде енгізу-шығару каналдары деп аталатын мамандандырылған енгізу-шығару компьютерлерімен қызмет көрсетілетін бірнеше шиналы басқа модель қолданылады. Мұндай ұйымдастыру негізгі процессорға түсетін жүкті азайтуға мүмкіндік береді. Құрылғы мен контроллер арасындағы интерфейс өте төмен деңгейлі интерфейс болып табылады. Мысалы, қандай да бір қатты диск 1024 сектордан жолдарға, 512 байт өлшемді секторларға форматталуы мүмкін. Шындығында, дисктен контроллерге сектор тақырыбынан (преамбула) басталатын биттердің тізбектік ағыны, оның артынан секторда 4096 бит және ең соңында қателерді түзету коды (Error-Correcting Code, ECC) деп аталатын бақылау суммасы келіп түседі. Сектор тақырыбы дискке форматталып жатқан уақытта жазылады. Ол цилиндрлер мен секторлар нөмерінен, сектор өлшемінен, синхронизациялау ақпаратынан және т.б. тұрады.
Контроллердің жұмысы биттердің тізбектік ағынын байттар блогына түрлендіру және егер қажет болса, қателерді түзету болып табылады. Әдетте, байттар блогы контроллер буферінде тізбектелген биттер бойынша жиналады. Содан кейін блоктың бақылау суммасы тексеріледі және ол тақырыпта көрсетілген сектормен сәйкес келсе, блокты қатесіз оқылған болып саналып, содан кейін ол оперативті жадыға көшіріледі.
Монитор контроллері (бейнеконтроллер) дәл осындай төмен деңгейде тізбектік биттік құрылғы сияқты жұмыс істейді. Ол жадтан бейнелеу қажет символдардан тұратын байттарды оқиды және экранда бейнені шығаруға мәжбүрлейтін электронды түтікше сәулесін модуляциялау үшін пайдаланылатын сигналдарды құрады. Сонымен қатар, бейнеконтроллер электронды сәүленің көлденең және тік орналасуын басқаратын сигналдарды құрайды. Сұйықкристалды экранда бұл сигналдар жеке пикселдерді көрсетеді және электронды сәүлені имитациялай отырып олардың жарықтығын береді. Егер контроллер болмаса, бағдарламалаушының мұны өзінің істеуіне тура келер еді. Шындығында, операциялық жүйе бар болғаны қатардағы символдар немесе пикселдер саны және экрандағы қатар саны сияқты болмашы параметрлер санын бере отырып контроллерді инициализациялайды, басқару бойынша негізгі жұмысты контроллер өз міндетіне алады. Кейбір құрылғылар контроллерлері, әсіресе, дисктердің, бірте-бірте қиындап келеді. Мысалы, қазіргі кездегі дискілік контроллерлер ішкі жадтың көптеген мегабайттарымен жабдықталған. Нәтижесінде оқу операциясын орындау барысында бастиек қажетті цилиндрге қойылған сәттен бастап контроллер деректерді оқуды және сақтауды бастайды. Мұндай кэштеу деректердің тізбектік сұранысы барысында тиімді болады. Сонымен қатар, қажетті деректерді алғаннан кейін болашақта келесі секторларға қол жеткізу ықтималдығы жоғары болатындықтан контроллердің оларды кэштеуді бастауына болады. Осыған ұқсас механизм дискке жүгінусіз оқуға қатысты көптеген сұраныстарға қызмет көрсетуіне мүмкіндік береді.