 ПОЗНАВАТЕЛЬНОЕ Сила воли ведет к действию, а позитивные действия формируют позитивное отношение Как определить диапазон голоса - ваш вокал Игровые автоматы с быстрым выводом Как самому избавиться от обидчивости Противоречивые взгляды на качества, присущие мужчинам Вкуснейший "Салат из свеклы с чесноком" Натюрморт и его изобразительные возможности Применение, как принимать мумие? Мумие для волос, лица, при переломах, при кровотечении и т.д. Как научиться брать на себя ответственность Зачем нужны границы в отношениях с детьми? Световозвращающие элементы на детской одежде Как победить свой возраст? Восемь уникальных способов, которые помогут достичь долголетия Классификация ожирения по ИМТ (ВОЗ) Глава 3. Завет мужчины с женщиной
Оси и плоскости тела человека - Тело человека состоит из определенных топографических частей и участков, в которых расположены органы, мышцы, сосуды, нервы и т.д.
| Структура и функции модуля ввода-вывода
Каждый МВВ с одной стороны тем или иным образом подключается к процессору и памяти (т.н. «большой интерфейс»), а с другой стороны – к одному или нескольким ВУ (т.н. «малый интерфейс»). Рассмотрим структуру и функции МВВ подробнее. К основным функциям МВВ следует отнести: · локализация данных; · управление и синхронизация; · обмен информацией; · буферизация данных; · обнаружение и исправление ошибок. Локализация данных подразумевает возможность обращения к одному из ВУ и адресации данных на нем. Обращение к ВУ осуществляется с помощью адреса, состоящего, как правило, из адреса МВВ и адреса ВУ, подключенного к данному МВВ. Для простейших ВУ (клавиатура, принтер и т.п.) адрес ВУ однозначно определяет и расположение данных в этом устройстве. Для сложных ВУ информация о местонахождении данных требует детализации. Например, для дискового накопителя необходимо указать номер дорожки, номер сектора и смещение информации внутри сектора. Функция управления и синхронизации заключается в том, что МВВ должен координировать перемещение данных между центральной частью ЭВМ и внешними устройствами. Процессор может взаимодействовать одновременно с несколькими ВУ с различным быстродействием, при этом процессы ввода-вывода и работа процессора протекают не синхронно. Очередная порция информации может быть выдана на устройство вывода лишь тогда, когда это устройство готово к приему. Аналогично, ввод из устройства ввода может быть осуществлен только в случае доступности информации на ВУ. На МВВ возлагается обязанность информировать процессор о собственной готовности и о готовности подключенных к модулю ВУ. Общий алгоритм обмена информацией заключается в следующем. 1. Выбор требуемого ВУ. 2. Определение состояния ВУ. 3. Логическое подключение нужного ВУ к процессору. 4. Распознавание сигнала о готовности ВУ к передаче очередной порции информации. 5. Прием (передача) информации. 6. Циклическое повторение пп. 4 и 5 до завершения передачи полного объема информации. 7. Логическое отсоединение ВУ от процессора. Буферизация информации призвана компенсировать различие в скорости работы ВУ и центральной части ЭВМ. Каким бы скоростным ни было ВУ, скорость информационного обмена с ним всегда будет ниже, чем скорость обмена «процессор-память». При выводе информации данные с высокой скоростью пересылаются из основной памяти в МВВ, где буферизуются, а затем направляются во ВУ с медленной скоростью. При вводе из ВУ данные сначала накапливаются в буфере МВВ, а затем быстро пересылаются в ОП. Обнаружение ошибок является одной из важнейших функций МВВ. Внешние устройства в большей степени, чем центральная часть ЭВМ, подвержены воздействию внешней среды. Кроме этого, большинство ВУ содержит подверженные износу механические части, надежность которых на несколько порядков ниже, чем у электронных компонент.
Рис. 4.1. Структура модуля ввода-вывода Обобщенная структура МВВ представлена на рис. 4.1. Данные, передаваемые в МВВ и из него, буферизуются в буфере данных. Разрядность ячеек буфера, как правило, совпадает с шириной шины данных «большого» интерфейса. Поскольку значительное количество ВУ поддерживает побайтный обмен, МВВ содержит узел упаковки/распаковки данных. При вводе информации данный узел обеспечивает последовательное заполнение буфера (упаковку), а при выводе – последовательную побайтную передачу данных в ВУ (распаковку). При обмене данными через «большой» интерфейс занимается вся ширина шины данных, что существенно повышает эффективность системы ввода-вывода. В регистре управления (РУ) фиксируются поступившие из процессора команды управления МВВ или подключенными к нему ВУ. Запись единицы или нуля в отдельные разряды РУ может означать различные управляющие воздействия – сброс ВУ и МВВ, начало чтения, начало записи и т.п. Регистр состояния (РС) определяет состояние МВВ и ВУ. Отдельные разряды РС могут характеризовать, например, готовность ВУ к принятию очередной порции информации, занятость ВУ и т.п. Сложные МВВ могут содержать несколько РУ и РС, например, по одному для каждого ВУ. Как и обращение к памяти, операции ввода-вывода предполагают наличие некоторой системы адресации, позволяющей выбрать один из модулей ввода-вывода, а также одно из подключенных к нему ВУ. Совокупность всех возможных адресов модулей ввода-вывода и внешних устройств образует адресное пространство системы ввода-вывода, которое может либо быть совмещенным с адресным пространством основной памяти, либо быть выделенным. При совмещении адресного пространства для адресации МВВ и ВУ используется определенная часть адресов основной памяти. Поскольку процедура ввода-вывода фактически сводится к записи в одни регистры МВВ и считыванию из других, это позволяет рассматривать регистры МВВ как ячейки основной памяти. Обращение к регистрам МВВ осуществляется аналогично обращению к ОП, при этом в системе команд ЭВМ могут вообще отсутствовать команды ввода-вывода. Примерами использования совмещенного адресного пространства являются ЭВМ MIPS и SPARC. В случае выделенного адресного пространства для обращения к МВВ и ВУ применяются специальные команды и отдельная система адресов. Выделенное адресное пространство используется в подавляющем большинстве современных ЭВМ. Вне зависимости от характера адресного пространства каждому МВВ выделяется уникальных набор адресов (диапазон). Поступивший в МВВ адрес с помощью селектора адреса проверяется на вхождение в диапазон, выделенный данному МВВ. В случае подтверждения дешифратор адреса производит его декодирование, разрешая работу с соответствующими регистрами МВВ или с ВУ. На узел управления вводом-выводом возлагаются задачи обеспечения взаимодействия с центральной частью ЭВМ и координации работы всех составляющих МВВ. Из центральной части ЭВМ по линиям управления в МВВ поступают сигналы, служащие для синхронизации операций чтения и записи. В обратном направлении передаются сигналы, информирующие о состоянии МВВ, например, сигналы прерываний. Со стороны «малого» интерфейса МВВ обеспечивает подключение ВУ и взаимодействие с ними. Каждое из периферийных устройств обслуживается своим узлом «малого» интерфейса, который реализует принятый для данного ВУ стандартный протокол взаимодействия. При управлении широким спектром ВУ модуль должен по возможности освобождать ЦП от знания деталей конкретных ВУ, так чтобы процессор мог управлять любым устройством с помощью простых команд ввода-вывода. МВВ при этом берет на себя задачи синхронизации, согласования форматов данных и т.п. Модуль ввода-вывода, который берет на себя детальное управление ВУ и общается с процессором только с помощью команд высокого уровня, называют каналомили процессором ввода-вывода. Более примитивный МВВ, требующий от ЦП детального управления ВУ, называетсяконтроллером ввода-выводаили контроллером ВУ. Как правило, контроллеры ввода-вывода подсоединяются к центральной части ЭВМ посредствомобщей шины. Такая организация системы ввода-вывода получила название шинной. Альтернативой является использование каналов (процессоров) ввода-вывода, такая архитектураназывается канальной организацией.
|
