- •Организация эвм и систем
- •Глава 6 Организация памяти
- •Глава 1. Структура современного компьютера
- •1.1 Основные понятия
- •1.2 Принцип действия компьютера
- •Цикл работы компьютера
- •1.3 Программное обеспечение компьютера
- •1.4 Надежность, производительность и показатели быстродействия
- •Производительность компьютера
- •Технико-эксплуатационные характеристики
- •1.5 Вычислительные системы и сети
- •Вопросы для самопроверки
- •Глава 2 представление информации в компьютере
- •5.2 Система команд. Форматы команд и способы адресации
- •5.3 Система прерываний и приостановок, состояние процессора
- •Характеристики системы прерываний
- •Организация перехода к прерывающей программе
- •5.4 Режимы работы процессора: однопрограммный, пакетный, разделения времени, реального времени
- •5.5 CisCиRisCкомпьютеры
- •Процессоры персональных компьютеров
- •5.6 Устройства управления
- •Устройства управления с хранимой в памяти логикой
- •5.7 Методы и средства повышения производительности процессоров персональных компьютеров
- •Суперскалярная обработка
- •Переименование регистров
- •Динамическое прогнозирование условных переходов
- •Контроллер памяти Контроллер pci
- •Вопросы для самопроверки
- •Глава 6. Организация памяти
- •6.1 Адресное пространство
- •6.2 Виды памяти
- •6.3 Оперативная память
- •Статическая и динамическая память
- •6.5 Внешняя память
- •6.6 Организация виртуальной памяти
- •Страничное, сегментное и странично-сегментное распределение
- •Свопинг
- •6.7 Защита памяти
- •Вопросы для самопроверки
- •Глава 7. Интерфейсы
- •7.1 Понятие интерфейса и его характеристики
- •7.1 Состав линий системной шины
- •Передача данных по проводным линиям связи По линиям связи современных интерфейсов преимущественно передаются низкочастотные дискретные одно - и биполярные сигналы (рисунок 7.Х).
- •Адрес верный
- •7.2 Подключение устройств
- •7.4 Интерфейсы внешней памяти
- •7.5 Малые интерфейсы (usb,ide,rs-232c,scsi)
- •Вопросы для самопроверки
- •Глава 8. Периферийные устройства компьютеров
- •8.1 Организация систем ввода-вывода. Каналы, контроллеры
- •Основные функции свв
- •Программный ввод-вывод
- •Прямой доступ в память
- •8.2 Клавиатура и мышь
- •8.3 Дисплеи
- •8.4 Принтеры
- •8.5 Накопители на магнитных дисках
- •Структура накопителя на жестких дисках
- •Структура и особенности накопителя на гмд
- •8.6 Накопители на компакт-дисках (cd-rom, cd-r, cd-rw, dvd)
- •8.7 Другие виды периферийных устройств
- •Вопросы для самопроверки
- •Какие особенности пу делают возможным организацию параллельной обработки и ввода-вывода?
- •Закон Амдала
- •Совместно используемая и распределенная память
- •Когерентность кэш-памяти
- •Наибольшее распространение получили следующие аппаратные механизмы, реализующие протокол когерентности кэш-памяти: это протоколы наблюдения и на основе справочника.
- •9.2 Конвейерные системы
- •Векторные регистры
- •9.3 Симметричные системы
- •9.4 Вычислительные системы со сверхдлинным командным словом
- •9.5 Другие виды мультипроцессорных систем
- •Машины с массовым параллелизмом
- •Нейрокомпьютеры
- •9.6 Проблемно-ориентированные системы
- •Вопросы для самопроверки
- •Глава 10. Организация вычислительного процесса
- •12.2 Системы автоматического контроля и диагностики
- •Контроль передач информации
- •Контроль арифметических операций
- •12.3 Защита памяти. Raid-массивы
- •12.4 Построение «безотказных» систем питания Вопросы для самопроверки
- •Список литературы
8.1 Организация систем ввода-вывода. Каналы, контроллеры
Современные компьютеры позволяют подключать к ним самые разнообразные периферийные устройства (ПУ), т.е. представляют системы с переменным составом оборудования. Для их реализации необходима стандартизация форматов передаваемых сообщений и алгоритмов управления аппаратурой, а также наличие универсальных программных модулей для управления ПУ. В зависимости от назначения и мощности компьютера их системы ввода-вывода (СВВ) имеют различные структуры, а для их построения используются разные сочетания аппаратных и программных средств.
Основные функции свв
Задача СВВ состоит в организации и управлении процессом передачи информации между ПУ и ОП компьютера. Для СВВ любое ПУ представляет собой своеобразный генератор (устройства ввода) или потребитель (устройства вывода) данных Di, работающий под управлением управляющих сигналов Ci и сообщающий о своем состоянии СВВ сигналами Si, рисунок 8.х.
Рисунок 8.х Основные функции СВВ
На СВВ возлагаются следующие функции:
формирования текущего адреса Аi ОП и передачи данных по этому адресу,
выработки управляющих сигналов Ci,
получения и обработки сигналов состояния Si и формирования сообщений о состоянии СВВ,
получения приказов от центрального процессора на выполнение операций ввода-вывода.
Кроме того, СВВ обеспечивает синхронизацию процессов в ПУ и центральной части компьютера, согласование скоростей их работы, буферизацию данных и преобразование их форматов.
Естественно, что такой большой набор функций может быть реализован самыми различными способами. В самых первых компьютерах эти функции выполнялись при помощи арифметического устройства и центрального устройства управления, поэтому совмещать операции ввода-вывода и обработки было невозможно. Но это приводило к существенному замедлению работы компьютера, так как операции ввода-вывода выполнялись с участием медленных периферийных устройств. Затем были реализованы системы прерываний и приостановок, позволившие совместить во времени обработку и ввод-вывод. СВВ образует маршрут передачи данных между периферийным устройством (ПУ) и ОП и осуществляет управление обменом. Поскольку передача данных происходит по специальным каналам и в соответствии с определенными правилами, то в СВВ обязательно входят аппаратные средства.
Все функции СВВ можно разбить на три группы:
установление связи между ПУ и ОП,
определение текущего адреса ячейки памяти для записи или чтения очередного слова данных,
разрушение установленной связи и возвращение всех компонентов системы в исходное состояние.
Во время установления связи образуется «канал» передачи данных между одним из ПУ и ОП, по которому и будут передаваться данные. Для этого выявляют наиболее приоритетный запрос и исключают возможность передачи от любого другого ПУ, проверяют работоспособность и готовность к работе всех соответствующих компонентов СВВ и передают им нужную управляющую информацию. В выполнении всех перечисленных действий обязательно участвует процессор.
Определение текущего адреса, преобразование форматов передаваемых данных, контроль передачи и выявление особых условий может выполняться как средствами процессора (программный ввод-вывод), так и автономными аппаратными средствами (прямой доступ в память). Это наиболее длительная часть операции ввода-вывода.
Третья группа функций связана с завершением текущей операции ввода-вывода и «разрушением» канала. Здесь определяется момент и причины (нормальное завершение или завершение вследствие выявления ошибки) завершения обмена и передача управляющей информации компонентам СВВ для перевода их в исходное состояние.