|
||
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.
|
||
|
||