3 9 0 Глава 8. Системы ввода/вывода
Недостатки совмещенного адресного пространства:
-  сокращение области адресного пространства памяти;
-  усложнение декодирующих схем адресов в СВВ;
-  трудности распознавания операций передачи информации при вводе/выводе
среди других операций. Сложности в чтении и отладке программы, в которой простые команды вызывают выполнение сложных операций ввода/вывода;
-  трудности при построении СВВ на простых модулях ввода/вывода: сигналы
управления не смогут координировать сложную процедуру ввода/вывода. По­этому МВБ часто должны генерировать дополнительные сигналы под управ­лением программы.
Совмещенное адресное пространство используется в вьгаислительных маши­нах MIPS и SPARC.
В случае выделенного адресного пространства для обращения к модулям вво­да/вывода применяются специальные команды и отдельная система адресов. Это позволяет разделить шины для работы с памятью и шины ввода/вывода, что дает возможность совмещать во времени обмен с памятью и ввод/вывод. Кроме того, адресное пространство памяти может бьпь использовано по прямому назначению в полном объеме. В вьгаислительных машинах фирмы IBM и микроЭВМ на базе процессоров фирмы Intel система ввода/вывода, как правило, организуется в со-
Достоинства выделенного адресного пространства:
-  адрес внешнего устройства в команде ввода/вывода может быть коротким.
В большинстве СВВ количество внешних устройств намного меньше количе­ства ячеек памяти. Короткий адрес ВУ подразумевает такие же короткие ко­манды ввода/вывода и простые дешифраторы;
-  программы становятся более наглядными, так как операции ввода/вывода вы-
полняются с помощью специальных команд;
-  разработка СВВ может проводиться отдельно от разработки памяти.
Недостатки выделенного адресного пространства:
-  ввод/вывод производится только через аккумулятор центрального процессо-
Для передачи информации от ВУ в РОН, если аккумулятор занят, требует­ся выполнение четырех команд (сохранение содержимого аккумулятора, ввод из ВУ, пересылка из аккумулятора в РОН, восстановление содержимого акку­мулятора); -перед обработкой содержимого ВУ это содержимое нужно переслать в ЦП.
Внешние устройства
Связь ВМ с внешним миром осуществляется с помощью самых разнообразных внешних устройств. Каждое ВУ подключается к МВБ посредством индивидуаль­ной шины. Интерфейс, по которому организуется такое взаимодействие МВБ и ВУ, часто называют мал ым. Индивидуальная шина обеспечивает обмен данными и уп-
Внешние устройства 3 9 1
равняющими сигналами, а также информацией о состоянии участников обмена. Внешнее устройство, подключенное к МВБ, обычно называют периферийным ус­тройством (ПУ). Все множество ПУ можно свести к трем категориям [200]:
-  для общения с пользователем;
-  для общения с ВМ;
-  для связи с удаленными устройствами.
Примерами первой группы служат видеотерминалы и принтеры. Ко второй группе причисляются внешние запоминающие устройства (магнитные и оптичес­кие диски, магнитные ленты ит, п.), датчики и исполнительные механизмы. От­метим двойственную роль внешних ЗУ, которые, с одной стороны, представляют собой часть памяти ВМ, а с другой — являются внешними устройствами. Нако­нец, устройства третьей категории позволяют ВМ обмениваться информацией с удаленными объектами, которые могут относиться к двум первым группам. В роли удаленных объектов могут выступать также другие ВМ.
Рис. 8.3. Структура внешнего устройства
Обобщенная структура ВУ показана на рис. 8.3. Интерфейсе МВБ реализует­ся в виде сигналов управления, состояния и данных. Данные представлены сово­купностью битов, которые должны бьпь переданы в модуль ввода/вывода или по­лучены из него. Сигналы управления определяют функцию, которая должна быть выполнена внешним устройством. Это может быть стандартная для всех устройств функция — посылка данных в МВБ или получение данных из него, либо специ­фичная для данного типа ВУ функция, такая, например, как позиционирование головки магнитного диска или перемотка магнитной ленты. Сигналы состояния характеризуют текущее состояние устройства, в частности включено ли ВУ и го­тово ли оно к передаче данных.
Логика управления — это схемы, координирующие работу ВУ в соответствии с направлением передачи данных. Задачей преобразователя является трансфор­мация информационных сигналов, имеющих самую различную физическую при­роду, в электрические сигналы, атакже обратное преобразование. Обычно совместно с преобразователем используется буферная память, обеспечивающая временное хранение данных, пересылаемых между МВБ и ВУ.
Hosted by uCoz