14. Схемы подключения внешних устройств.

Схемы подключения внешних устройств ЭВМ.

Передача информации от периферийного устройства в ядро ЭВМ называется операцией ввода, а передача из ядра ЭВМ в периферийное устройство - операцией вывода.

Интерфейсом называется совокупность линий и шин, сигналов, электронных схем и алгоритмов, предназначенная для осуществления обмена информацией между устройствами

Схема подключения внешних устройств

К- Контроллер – электронное устройство ВУ – внешнее устройство

Функции контроллера:

1. опознавание обращения к ВУ путем сравнения собственного адреса с адресом ВУ, представленным на шине ввода-вывода; 2. прием команды ввода-вывода, посылаемой по шине; 3. исполнение команды ввода-вывода, что сводится к передаче данных между интерфейсом и ВУ и формированию сигналов, управляющих работой ВУ; 4. формирование и передачу в шину информации о завершении операции ввода-вывода или об особых ситуациях в работе ВУ (неготовность к работе, ошибка в передаче данных и т.п.); 5. формирование сигналов запроса от ВУ на передачу информации через интерфейс

Достоинства и недостатки структуры ЭВМ с программно-управляемым интерфейсом ввода-вывода:

Достоинства: 1.Малые затраты оборудования в системе ввода-вывода Недостатки: 1.Снижение производительности процессора за счет: • простоев процессора при ожидании передачи данных в ВУ (или обратно) • выполнения процессором операций по обслуживанию передачи последовательности слов. 2. Невозможность подключения к интерфейсу ввода-вывода высокоскоростных ВУ, поскольку для передачи данных между процессором и оперативной памятью требуется несколько процессорных операций.

Структура ЭВМ с общей шиной

Состав общей шины: 1. Шина адреса. 2. Шина данных. 3. Шина управления

Функционирование ЭВМ с общей шиной

1. Общая шина обслуживает передачу данных между всеми устройствами в режиме мультиплексирования – разделение времени шины между параллельно работающими устройствами. 2. В каждом цикле работы обшей шины, между двумя устройствами передается одно слово данных, например между процессором и оперативной памятью, или же между ВУ и ОП. 3. Распределение времени общей шины между устройствами и управление передачей слов данных обеспечивается контроллером общей шины. 4. Контроллер реагирует на запросы от устройств, выделяя наиболее приоритетный запрос, и предоставляет общую шину одному устройству. 5. Устройство формирует адрес ячейки оперативной памяти, тип обращения к памяти(чтение/запись) и получает/передает слово данных.

Достоинства и недостатки структуры ЭВМ с общей шиной

Достоинства: компьютеры с более высокой производительностью, чем на основе программно управляемого интерфейса Недостатки: большие затраты оборудования в контроллере общей шины и контроллере внешнего устройства

Структура ЭВМ с каналами ввода-вывода

Функционирование каналов ввода-вывода

1. Выборка из оперативной памяти управляющего слова канала, содержащего код операции исполняемой команды ввода-вывода и заданное внешнее устройство, адрес области оперативной памяти, в которую вводятся данные, и длину сегмента вводимых (выводимых) данных. 2. Выполнение управляющего слова канала путем управления работой внешнего устройства и передачи данных между внешним устройством и оперативной памятью через интерфейс ввода-вывода. По окончанию передачи сегмента данных канал ввода-вывода выбирает из оперативной памяти следующее управляющее слово канала. 3. Формирование сигналов, поступающих в процессор, о завершении программы ввода-вывода или особых ситуациях, возникших в процессе выполнения программы (неготовность ВУ, ошибка в данных и т.п.).