←предыдущая следующая→
1 2 3
ВТОРОЙ СЕМЕСТР
ЛЕКЦИЯ N 5
я2КАНАЛЫ ВВОДА-ВЫВОДА
Для того, чтобы операции ввода-вывода выполнялись параллель-
но с выполнением вычислений, необходимо освободить процессор от
управления операциями обмена информацией между периферийными
устройствами и памятью. Эта задача возлагается на процессоры
ввода-вывода (каналы), управляемые канальными программами.
Процессор должен только выполнить инициирование операции
ввода-вывода, задать номера канала и периферийного устройства,
участвующих в операции, и код выполняемой операции.
Канал должен обеспечивать прямой доступ к памяти, осущест-
влять буферизацию и преобразование форматов передаваемых данных
для согласования работы оперативной памяти и периферийного уст-
ройства. Поэтому в состав канала, кроме специального процессора и
ПЗУ программ, входит контроллер ПДП и буферное ОЗУ (реально все
эти компоненты могут быть раэмещены в одной микросхеме).
Для извещения процессора об окончании каждой операции ввода-
вывода, а также о возникновении ошибок, канал формирует запросы
прерываний.
Кроме того, канал может выполнять ряд дополнительных функций
для минимизации участия процессора в операциях ввода-вывода:
1) Организация цепочки блоков данных: если данные в памяти
состоят из нескольких массивов, произвольно размещенных в памяти,
то канал должен допускать задание цепочки блоков, чтобы не отвле-
кать основной процессор после передачи каждого блока.
2) Организация выборочного чтения информации: иногда необходимо
вводить с носителя информации отдельные части некоторого массива,
пропуская ненужные данные.
3) Организация цепочки операций: иногда выгодно задавать не
отдельные операции ввода-вывода, а сразу группу последовательных
операций.
4) Блокировка контроля неправильной длины считанного массива
бывает полезной при попытках извлечения хотя бы части информации
из искаженного массива данных.
ОСНОВНЫЕ ТИПЫ КАНАЛОВ ВВОДА-ВЫВОДА
Способ организации взаимодействия периферийного устройства
с каналом определяется соотношением быстродействия оперативной
памяти и периферийного устройства. По этому признаку периферийные
устройства можно классифицировать на две группы: быстродействую-
щие (ЗУ на дисках и лентах) - со скоростью обмена информацией
100 Кбайт/с - 100 Мбайт/с, и медленнодействующие (перфоленточные
устройства, принтеры и т.п.) - со скоростью от десятков байт до
десятков килобайт в секунду. Оперативная память может выдавать и
принимать данные со скоростью 1 - 100 Мбайт/с в зависимости от
- 2 -
типа микросхем памяти и архитектуры ОЗУ.
В зависимости от соотношения быстродействия памяти и перифе-
рийных устройств в каналах ввода-вывода может быть реализован
один из двух режимов работы - монопольный или мультиплексный.
Монопольный режим
После установления связи между каналом и периферийным уст-
ройством последнее занимает канал на все время, пока полностью не
завершится инициированная процессором канальная программа работы
с данным устройством и не будут произведены все предусмотренные
этой программой передачи данных между памятью и устройством.
На все время выполнения данной канальной программы канал не-
доступен другим периферийным устройствам.
Канал, работающий в монопольном режиме, называют я2селектор-
я2нымя0. При работе с селекторным каналом периферийное устройство
после запуска операции остается связанным с каналом до ее завер-
шения. Запросы на обслуживание от других устройств и команды за-
пуска новых операций ввода-вывода от процессора в это время игно-
рируются.
Селекторные каналы применяются при работе с быстрыми уст-
ройствами ввода-вывода.
Мультиплексный режим (режим разделения времени)
В таком режиме несколько периферийных устройств разделяют во
времени канал ввода-вывода. При этом каждое из параллельно рабо-
тающих устройств связывается с каналом на короткие промежутки
времени только после того, как оно подготовлено к приему или вы-
даче очередной порции информации.
Промежуток времени, в течение которого происходит передача
информации между каналом и периферийным устройством называется
я2сеансом связия0. Сеансы связи различных ПУ чередуются между собой.
Во время сеанса связи одного из устройств с каналом другие уст-
ройства могут выполнять работу, не требующую использования
средств канала.
Канал, осуществляющий мультиплексирование периферийных уст-
ройств, называют я2мультиплекснымя0.
Мультиплексный канал одновременно обслуживает несколько па-
раллельно работающих устройств, попеременно организуя с ними
сеансы связи для приема или передачи небольших порций информации
(от одного до нескольких сотен байт).
Мультиплексные каналы применяются при работе с медленными
устройствами ввода-вывода: алфавитно-цифровыми дисплеями, принте-
рами, датчиками и рагуляторами телемеханических систем и т.п.
.
- 3 -
я2МЕТОДЫ ПЕРЕДАЧИ ИНФОРМАЦИИ МЕЖДУ УСТРОЙСТВАМИ ЭВМ
Используются два метода передачи дискретных сигналов: синх-
ронный и асинхронный. При синхронном методе передающее устройство
устанавливает одно из двух возможнных состояний сигнала (0 или 1)
и поддерживает его в течение строго определенного интервала вре-
мени, после истечения которого состояние сигнала на передающей
стороне может быть изменено.
я2Время передачия0 сигнала, которое складывается из времени
передачи сигнала по линии и времени распознавания и фиксации
сигнала в регистре приемного устройства, зависит от параметров
линии связи и характеристик приемного и передающего устройств.
Период синхронной передачи информации должен превышать максималь-
ное время передачи сигнала. Он задается специальными тактовыми
импульсами, как правило поступающими от тактового генератора с
кварцевым резонатором.
При асинхронной передаче передающее устройство устанавливает
соответствующее передаваемому коду состояние сигнала на информа-
ционной линии, а принимающее устройство после приема сигнала
информирует об этом передающее устройство изменением состояния
сигнала на линии подтверждения приема. Передающее устройство,
получив сигнал подтверждения, снимает передаваемый сигнал.
Обычно при передаче сигналов на короткие расстояния (десятки
сантиметров) более быстрым оказывается синхронный метод, а при
передаче на большие расстояния - асинхронный.
←предыдущая следующая→
1 2 3