Вычислительные машины и системы. Ремонтов А.П - 72 стр.

UptoLike

ВУЗ: 

ПГУ | Пенза

Составители: 

Рубрика: 

72
5 ОРГАНИЗАЦИЯ ВВОДА-ВЫВОДА
5.1 Назначение и состав системы ввода-вывода.
Система ввода-вывода (СВВ) предназначена для выполнения трех из пяти основных
функций ВМ: собственно ввода, вывода и долговременного хранения информации (две
другие функции - это обработка информации и управление этой обработкой).
В состав системы ввода-вывода входят:
1. Периферийные устройства, которые можно подразделить на:
- устройства ввода информации;
- устройства вывода (отображения) информации;
- устройства вывода информации на исполнительные устройства (управле-
ние техническими и производственными объектами и т.д.);
- устройства долговременного хранения информации.
2. Контроллеры (адаптеры) периферийных устройств, отвечающие за управле-
ние периферийными устройствами и обмен между ними и ядром ЭВМ.
3. Внешние параллельные и последовательные каналы обмена и соответст-
вующие контроллеры этих каналов.
4. Системные шины и их контроллеры.
5. Контроллеры прерываний и прямого доступа к памяти (ПДП).
6. Подсистемы процессора, отвечающие за ввод/вывод, организацию ПДП и реакцию
на прерывания и др.
Традиционно выделяют три основных варианта обмена процессора с внешними уст-
ройствами:
- программный обмен (program polling);
- обмен по прерываниям (interrupts);
- обмен в режиме прямого доступа к памяти - ПДП (direct memory access - DMA).
Наиболее наглядно и полно можно проследить и прочувствовать проблемы и тенден-
ции развития систем ввода-вывода при рассмотрении ретроспективы эволюции интерфей-
сов и структур систем ввода-вывода на примере персональных компьютеров типа IBM PC
В начале эры персональных компьютеров частота работы процессора составляла 10
МГц,
при этом на выполнение даже самых простейших операций процессор затрачивал
несколько тактов. В таких условиях для обеспечения бесперебойной работы процессора
было достаточно всего 4 миллионов обращений к памяти в секунду, что соответствовало
циклу работы в 250 нс. Этим условиям удовлетворяла одношинная структура систем вво-
да-вывода, когда все устройства компьютера, включая ОЗУ, общались
с процессором че-
рез общую шину (рис.5.1a), которую называли системной. Все интерфейсы ПУ подключа-
   5 ОРГАНИЗАЦИЯ ВВОДА-ВЫВОДА
   5.1 Назначение и состав системы ввода-вывода.

   Система ввода-вывода (СВВ) предназначена для выполнения трех из пяти основных
функций ВМ: собственно ввода, вывода и долговременного хранения информации (две
другие функции - это обработка информации и управление этой обработкой).
   В состав системы ввода-вывода входят:
   1. Периферийные устройства, которые можно подразделить на:
   -   устройства ввода информации;
   -   устройства вывода (отображения) информации;
   -   устройства     вывода   информации   на   исполнительные   устройства (управле-
ние техническими и производственными объектами и т.д.);
   -   устройства долговременного хранения информации.
   2. Контроллеры (адаптеры) периферийных устройств, отвечающие за управле-
ние периферийными устройствами      и обмен между ними и ядром ЭВМ.
   3. Внешние         параллельные и последовательные каналы обмена и соответст-
вующие контроллеры этих каналов.
   4. Системные шины и их контроллеры.
   5. Контроллеры прерываний и прямого доступа к памяти (ПДП).
   6. Подсистемы процессора, отвечающие за ввод/вывод, организацию ПДП и реакцию
на прерывания и др.
   Традиционно выделяют три основных варианта обмена процессора с внешними уст-
ройствами:
   - программный обмен (program polling);
   - обмен по прерываниям (interrupts);
   - обмен в режиме прямого доступа к памяти - ПДП (direct memory access - DMA).
   Наиболее наглядно и полно можно проследить и прочувствовать проблемы и тенден-
ции развития систем ввода-вывода при рассмотрении ретроспективы эволюции интерфей-
сов и структур систем ввода-вывода на примере персональных компьютеров типа IBM PC
   В начале эры персональных компьютеров частота работы процессора составляла 10
МГц, при этом на выполнение даже самых простейших операций процессор затрачивал
несколько тактов. В таких условиях для обеспечения бесперебойной работы процессора
было достаточно всего 4 миллионов обращений к памяти в секунду, что соответствовало
циклу работы в 250 нс. Этим условиям удовлетворяла одношинная структура систем вво-
да-вывода, когда все устройства компьютера, включая ОЗУ, общались с процессором че-
рез общую шину (рис.5.1a), которую называли системной. Все интерфейсы ПУ подключа-

                                    72

Страницы