Организация ввода-вывода данных в КС

Эффективность использования КС определяется не только возможностями ее процессора но и основной памяти. Она определяется составом ее переферийных устройств и способом организации ее совместной работы с ядром (ядро процессор основная память). При разработки ввода-вывода данных в кс решает следующие проблемы:

1 должна быть обеспечена возможность реализации систем с переменной конфигурации

2 реализована параллельная во времени работа процессора над программой и выполнения переферийными устройствами процедуру ввода-вывода

3 стандартизировано программирование операции ввода-вывода

4 должна быть обеспечена автоматическое распознование различных ситуаций возникающих в переферийных устройствах, а также реакиция КС на эти ситуации

Основные пути решения указанных про лем современных КС

1 модульность - КС проэктируется на основе модульного принцыпа. Модули - отдельные устройства могут объединяться образуя КС.

2 унифицированные форматы данных (форматы не зависящие от периферийных устройств) Преобразования в индивидуальные форматы данных осуществляют контроллеры

3 универсальный интерфейс (УИ) - унифицируемые схемы подключения, сигналы и алгоритмы управления обмена информации между периферийными устройствами и КС

4 унифицированные форматы команд процессора для операции ввода-вывода, которые не зависят от типов периферийных устройств

В настоящее время сопряжение КС внешними устройствами как правило осуществляются с использованием канальной либо шинной подсистем ввода-вывода, атакже интерфейса ввода-вывода.

Канальная подсистема ввода-вывода данных в кс

Для разделения функции управления центральным процессором и переферийными устройствами в состав кс включают дополнительные устройства. Канал ввода-вывода (квв)

Задача квв - обеспечения взаимодействия центрального процессора(цп) и переыерийных устройств (ПУ). Структура кс с квв представлена на рисунке:

Характерной особенностью квв является то, что он работает поп программе хранимой в оп,так же как и цп. Следовательно квв по существу специализированный профессор ввода-вывода. Квв взаимодействует с переыерицными устройствами с помощью стандартных устройств сопряжения -контроллеров. Контроллер - интерфейс и устройство сопряжения пу. Контроллер осуществляет управление обменом информации одного типа, например для накопителей на магнитных дисках. Кроме того контроллер выполняет следующие функции

1. Преобразует сигналы интерфейса ввода-вывода в сигналы обеспечивающие работу конкретного по

2. Синхронизирует работу пу с другими устройствами, в частности с цп

3. Обеспечивает буферищацию иныормации, тесть запоминает в своей внутренней памяти данные обмена на время необходимое для реализации обмена.

Линнея подсистема ввода-вывода данных в кс

особенностью данной подсистемы является использование общей информационной магистрали для передачи данных между цп, оп и контроллерами пу поделюченными к шине, смотри рисунок:

Целью снижения стоимости некоторые кс имеют единственную шину для памяти устройств ввода-вывода, такая шина называется системной. Примерами являются шины стандарта isa eisa mca. Передача данных осуществляется в виде не делимой последовательности операций называемой транзакции. Шинная транзакция включает в себя 2 этапа, посылку адреса и приём данных. Подключенное к шине устройство, которое может инициировать транзакции называется - главным устройством шины (например цп) Если имеется несколько таких устройств, то требуется схема арбитража она решает кто следующий захватит шину. По способу коммутации разлечают 2 типа шин:

1 шины с коммутацией цепей (не расчипляют транзакции)

2 шина с комутацией пакета

Шина с коммутацией пакетов обеспечивает большую пропускную способность ща счёт расчипления транзакций. По типу синхронизации шины делятся на синхронные и асинхронные. Синхронная - более быстродействующая, обеспечивает синхронную передачу данных между источником и приемником. Шинная организация ввода-вывода имеет 2 основных приимущества: низкую стоимость и универсальность (к шине легко могут подсоединяется новые устройства ввода-вывода)

Недостатки шинной организации ввода-вывода

1 низкая пропускная способность

2 плохая масштабируемость

Поиск по сайту: