- •Организация взаимодействия с периферийными устройствами Понятие интерфейса
- •Классификация интерфейсов
- •Интерфейс ввода-вывода
- •Структура и стандарты шин пк
- •Компоненты шины
- •Основные характеристики шины
- •Стандарты шин пк
- •Последовательный и параллельный порты
- •Слоты пк
- •Способы организации обмена с пу
- •Асинхронный обмен
- •Режим синхронного обмена (обмен по прерываниям)
- •Прямой доступ к памяти
- •Основные принципы построения современных эвм
- •Модульность построения
- •Магистральность построения
- •Иерархия построения и управления эвм
- •Организация работы эвм при выполнении задания пользователя
- •Классификация эвм по назначению
- •Вычислительные системы Назначение вычислительных систем
- •Классификация вычислительных систем по назначению
- •Классификация вычислительных систем по типу
- •Многомашинные вычислительные системы (ммс)
- •Многопроцессорные вычислительные системы (мпс)
- •Классификация по типу эвм или процессоров
- •Классификация по степени территориальной разобщённости
- •Классификация по режиму работы
- •Типы архитектур вычислительных систем, их особенности, преимущества и недостатки Типы архитектур вычислительных систем
- •Архитектура окод
- •Архитектура окмд
- •Архитектура мкод
- •Архитектура мкмд
- •Перспективы развития архитектур вычислительных систем
- •Основные тенденции развития эвм и вычислительных систем
- •Совершенствование элементной базы и технологий
- •Использование новых решений в архитектуре компьютера
- •Использование нанотехнологий
- •Перспективные альтернативные пути построения будущих эвм
Асинхронный обмен
Для внутреннего интерфейса ЭВМ режим сканирования предусматривает опрос центральным процессором периферийного устройства (ПФУ): готово ли оно к обмену, и если нет, то продолжается опрос периферийного устройства (рис. 5.3).
Алгоритм сканирования
Операция пересылки данных логически слишком проста, чтобы эффективно загружать сложную быстродействующую аппаратуру процессора, в результате чего в режиме сканирования снижается производительность вычислительной машины.
Вместе с тем при пересылке блока данных процессору приходится для каждой единицы передаваемых данных (байт, слово) выполнять довольно много команд (чтобы обеспечить буферизацию данных, преобразование форматов, подсчет количества переданных данных, формирование адресов в памяти и т.п.). В результате скорость передачи данных при пересылке блока данных даже через высокопроизводительный процессор может оказаться неприемлемой для систем управления, работающих в реальном масштабе времени.
Режим сканирования упрощает подготовку к обмену, но имеет ряд недостатков:
-
процессор постоянно задействован и не может выполнять другую работу;
-
при большом быстродействии периферийного устройства процессор не успевает организовать обмен данными.
Режим синхронного обмена (обмен по прерываниям)
В синхронном режиме центральный процессор выполняет основную роль по организации обмена, но в отличие от режима сканирования не ждет готовности устройства, а осуществляет другую работу. Когда в нем возникает нужда, внешнее устройство с помощью соответствующего прерывания обращает на себя внимание центрального процессора.
Прямой доступ к памяти
Для быстрого ввода-вывода блоков данных и разгрузки процессора от управления операциями ввода-вывода используют прямой доступ к памяти (DMA – Direct Memory Access).
Прямым доступом к памяти называется способ обмена данными, обеспечивающий автономно от процессора установление связи и передачу данных между основной памятью и внешним устройством.
В режиме прямого доступа к памяти используется специализированное устройство - контроллер прямого доступа к памяти, который перед началом обмена программируется с помощью центрального процессора: в него передаются адреса основной памяти и количество передаваемых данных. Затем центральный процессор от контроллера прямого доступа к памяти отключается, разрешив ему работать, и до окончания обмена может выполнять другую работу. Об окончании обмена контроллер прямого доступа к памяти сообщает процессору. В этом случае участие центрального процессора косвенное. Обмен ведет контроллер прямого доступа к памяти. Прямой доступ к памяти (ПДП):
-
освобождает процессор от управления операциями ввода-вывода;
-
позволяет осуществлять параллельно во времени выполнение процессором программы с обменом данными между внешним устройством и основной памятью;
-
производит обмен данными со скоростью, ограничиваемой только пропускной способностью основной памяти и внешним устройством.
ПДП разгружает процессор от обслуживания операций ввода-вывода, способствует увеличению общей производительности ЭВМ, дает возможность машине более приспособлено работать в системах реального времени.