- •1)Программное управление
- •2) Обмен с прямым доступом к памяти(пдп)
- •1)Метод занятия цикла
- •2)Каналы ввода/вывода
- •3)Основные функции квв:
- •Структура селекторного канала:
- •4)Последовательность работы канала
- •Выполнение канальной программы
- •Завершение канальной программы
- •Типы каналов вв
- •1)Селекторный канал
- •2)Мультиплексный канал
- •Организация работы мультиплексного канала
- •Блок-мультиплексный канал
- •Ввод-вывод с прерыванием от нескольких устройств вв
- •Контроллер прерываний
- •Обобщенная схема
- •Регистровая модель кпп
- •Форматы операционных командных слов
- •Реализация прерывания от кву на ведущем контроллере прерываний
- •Программа обработчика прерываний
- •Обработка прерывания от кву на ведомом контроллере прерываний
- •Прямой доступ к памяти
- •Организация обмена с использование кпдт
- •Цикл обмена
- •Организация кодирования данных
- •Устройства вв
- •Клавиатура
- •Клавиатура ibm pc
- •Последовательность работы:
- •Универсальный периферийный адаптер:
- •Работа обработчика прерывания 9h
- •Работа обработчика 16h
- •Манипуляторы
- •1. Манипулятор типа мышь
- •2. Планшеты
- •Сканеры
- •Механическая структура протяжного сканера
- •Сканирование цветных изображений
- •Диапазон оптической плотности
- •Принтеры
- •Механические знакопечатающие устройства
- •Знакосинтезирующие печатные устройства
- •Механические знакосинтезирующие ПчУ
- •Формирование шрифтов
- •Управление матричными принтерами
- •Безударные знакосинтезирующие печатающие устройства
- •Монохромная печать
- •Цветная печать
- •Термопринтеры
- •Ксерографические ПчУ
- •Светодиодный принтер
- •Управление лазерным принтером
- •Внешние запоминающие устройства (взу)
- •Оптические диски
Система ввода/вывода- это совокупность программно-аппаратных средств, обеспечивающих обмен данными между основной памятью вычислительной системы и периферийными устройствами.
Функции СВВ:
- согласование скорости работы ПУ и ОП;
- согласование форматов инф. ПУ и ОП;
- синхронизация работы ПУ и ОП;
- обеспечение возможности подключения к ядру ЭВМ нескольких ПУ;
- обеспечение возможности одновременной работы нескольких ПУ.
Принципы управления В/В:
Централизованный синхронный:
А) с прямым программным управлением. Время решения задачи:
– доля команд, связанных с операциями ввода-вывода;
- доля команд, связанных с операциями ввода-вывода;
- среднее время выполнения арифм.-логической операции;
n – общее количество команд.
Если вводим параллельность, то формула приобретает следующий вид:
К – коэффициент параллельности
0К<1
Если К=0, то отсутствие параллельности
Чем больше К, тем меньше время решения задачи
Буферизация данных возможна при различных организациях системы ВВ.
Методы организации системы ВВ:
1)Программное управление
Структура вычислительной системы при этом имеет следующий вид:
А) Прямое программное управление (всем управляет цп)
Операция В/В – это обмен данными между ОП и ВУ.
ЦП должно определить готовность ВУ ;согласовать скорость ядра и ВУ; организовать параллельно работу нескольких устройств.
Постоянно опрашивается готовность ВУ.
Быстродействие буфера будет выше, чем быстродействие ВУ!!!
Назначение буфера- повышение эффективности работы вычислительной системы.
Прямое программное управление не эффективно: ЦП достаточно долго опрашивает ВУ о готовности.
Б) с использованием прерываний возникает сигнал, когда ПУ готово к обмену
Процессор не опрашивает ВУ а ждет сигнал, что повышает эффективность работы вычислительной системы, но существует еще более эффективный способ, т.к. не все контроллеры могут вызвать прерывания.
2) Обмен с прямым доступом к памяти(пдп)
а)контроллеры ПДП
архитектура - общая шина
Организация обмена идет через ЦП. Во время операции обмена КПДП отключает ЦП и самостоятельно управляет шиной(напрямую записывает данные из КВУ в ОП) исключает один такт : чтения из ЦП
1)Метод занятия цикла
Центром системы является не ЦП, а ОП с коммутатором памяти
К ОП может быть подключено несколько абонентов(процессоры, специализированные каналы ввода/вывода).
ОП работает по циклам. Есть понятие цикл работы ОП
Цикл характеризуется тем, что в течении цикла ОП может обслужить только одного абонента(записать или считать из ОП одно машинное слово).
Разумеется, активными устройствами являются абоненты ОП, а сама ОП – пассивное устройство. Абоненты выставляют запрос на обмен, а ОП их обслуживает. Если от абонента поступил запрос, в начале каждого цикла коммутатор памяти анализирует запросы абонентов. Если один запрос не обслужен то в начале следующего цикла он обслужен. Если в начале цикла коммутатор обнаружил, что пришло несколько запросов, то коммутатор анализирует приоритет запросов. Процессоры имеют меньший приоритет, чем у каналов ВВ.
Происходит распараллеливание работы запросов каналов ВВ и процессоров. Такой способ организации ВВ характерен для Мейнфреймов.
2)Каналы ввода/вывода
КВВ – автономная подсистема, работающая по своей программе, хранящейся в основной ОП.
Другое название КВВ – периферийный процессор.
Система ВВ с каналом ВВ
Данные от ВУ связаны с ОП через канал. Параллельно может работать ЦП, данные через коммутатор поступают в ОП.
Данные проходят через канал
Из ЦП в канал поступают специализированные команды ВВ(запустить канал)
Процессор и канал будут работать отдельно.
Связь канал – ЦП, если завершена работа канала он должен сообщить об этом ЦП с помощью прерывания(завершение программы канала)
3)Основные функции квв:
1)Выборка заданного устройства
В данное время канал может работать только с одним устройством(Будем рассматривать на основе базовой системы IBM)
Выборка данного устройства производится при подаче в канал команды ВВ.
Например:
SIO(Start Input\Output)
В структуре такой команды
В команде вв указ. Устройство которое должен выбрать канал.
2)Управление передачей данных
Канал перекачивает данные через себя.
3)Распределение данных в ОП
Канал должен знать к какому месту ОП обращаться.
4)Преобразование форматов
(разборка/сборка)
5)Контроль правильности выполнения операции ВВ
Нарушение правильности может быть как в самом тракте так и в самом устройстве ВВ(при чтении дискеты). Канал вместе с контроллером должны определить что произошел сбой и в каком месте.
6)Оповещение ЦП о ходе выполнения программы канала
Для реализации этих функций имеется специальная система команд канала. Все команды канала имеют фиксированный размер 8 байт. (счет байтов в слове идет в обратном направлении в Мейнфреймах)
0-ВВ;если печатающее устройство то перемещение будет на несколько строк; управление ВУ.
Чтобы знать с каким местом в ОП работать, существует адрес, начиная с которого берутся данные или кладутся туда.
Чтобы знать сколько байт нужно взять или положить существует счетчик байт которым меняются ВУ с ОП под управлением канала.
В каком месте ОП располагается программа канала?
Есть специальная ячейка памяти, где указано начало размещения программы канала.
CAW-channel Address Word
Указывается адрес начала программы в ОП
Команда канала получила название CCW – Channel Command Word