26.09.11

Функция системы ввода /вывода и ее структуры.

1. Преобразование квантов (или форматов) информации принимаемых от ПУ при вводе форматы ЦП и ОП и обратное преобразование при выводе.

2. Определение места в ОП, где должен быть размещен сформированный машинный квант при вводе или откуда должен быть выбран при выводе.

3. Формирование управляющих сигналов для работы периферийных устройств в различных режимах, задания типа выполняемой операции в ПУ.

4. Получение и обработка сигналов, характеризующих сигналов ПУ, возможность выполнения им тех или иных действий.

5. Получение приказов от ЦП на выполнение операций ввода/вывода, формирование сообщений о состоянии системы ввода/вывода.

6. Синхронизация скоростей центральных скоростей ЦУ и ПУ и их процессов.

Простейшие реализации этих функций возможна при центрально-синхронном принципе управления. При этом принципе все операции обработки и ввода/вывода выполняются последовательно.

Улучшить производительность ПК возможно за счет организаций параллельного выполнения процедур обработки и ввода/вывода.

Параллельная работа ПУ и ЦП осуществляется в тактах подготовки кванта информации в ПУ, а во время передачи ЦП и ПУ используются совместно.

Интерфейсы системы ввода/вывода

Аппаратным интерфейсом принято называть совокупность правил унифицированного взаимодействия между отдельными устройствами, а также совокупность аппаратных программных и конструктивных средств, направленных на реализацию этих правил.

Линии интерфейса – это электрические или оптические цепи по которым осуществляется взаимодействие с помощью сигнала.

Шина интерфейса – это совокупность линий сгруппированных по функциональному назначению.

В зависимости от требований унификации выделяют:

1. Физическую реализацию интерфейса, т.е. состав и характеристики линии передачи, конструкцию средств их подключения, вид и характеристики сигнала.

2. Логическая реализация интерфейса, т.е. протоколы взаимодействия или алгоритмы формирования сигналов обмена.

Характеристики интерфейса

1. Виды связи:

1. Дуплексная – сообщения могут передаваться в двух направлениях одновременно.

2. Полудуплексная – сообщения могут передаваться в двух направлениях, но в разное время.

3. Симплексная – сообщения могут передаваться только в одном направлении.

2. Пропускная способность, т.е. кол-во информации, передаваемая через интерфейс в единицу времени.

3. Максимально допустимое расстояние между устройствами и суммарная длина линий, соединяющих все устройства интерфейса.

4. Задержки при организации передачи, которые вызваны необходимостью выполнения подготовительных и завершающих действий по установлению связи между устройствами.

Организация интерфейсов

1. Параллельная передача данных – параллельный интерфейс. Передача сообщений выполняется последовательно квантами, содержащими M бит. Каждый квант передается одновременно по М линиям, где М называется шириной интерфейса и обычно равна или кратна байту. Наиболее распространенными являются интерфейсы где М=8, 16, 32, 64.

2. Последовательная передача – последовательный интерфейс. Передача данных осуществляется всего по одной линии, хотя общее число линий может быть больше. В этом случае по дополнительным линиям передаются сигналы синхронизации и управления. Такие интерфейсы характеризуются относительно небольшими скоростями передачи и могут применятся для подключения низкоскоростных ПУ, расположенных на значительном расстоянии от ЦП.

Шины

Шина, связывающая только два устройства называется портом.

Линии шины делятся на три группы:

1. Линии данных (шина данных).

2. Линии адреса (шина адреса).

3. Линии управления (шина управления).

Шины в ПК различаются по своему функциональному назначению:

1. Системная шина (шина ЦП). Используется микросхемами чипсет для пересылки информации к ЦП и от него.

2. Шина Кэш-памяти. Используется для обмена информации между ЦП и Кэш-памятью.

3. Шина памяти. Используется для обмена информации между ОП и ЦП.

4. Шины ввода/вывода подразделяются на стандартные и локальные.

28.09.11

Стандартные шины - предназначены для подключения к локальным шинам более медленных устройств. (мышь, клавиатура, модем). Сюда относится шина ISA, USB.

Локальные шины ввода/вывода – это скоростные шины, предназначенные для обмена информации между быстродействующими периферийными устройствами (видеокарта, сетевая карта, карта сканера) и системной шиной под управлением чипсет. К ним относятся PCI, AGP.