Лекция "Система ввода-вывода: структура с каналами ввода-вывода."

билет 32 тема 1 Система ввода­вывода: структура с каналами ввода­вывода. Вводом/выводом   (ВВ)   называется   передача   данных   между   ядром   ЭВМ,   включающим   в   себя микропроцессор и основную память, и внешними устройствами (ВУ). Это единственное средство взаимодействия ЭВМ с "внешним миром", и архитектура ВВ (режимы работы, форматы команд, особенности прерываний, скорость обмена и др.) непосредственно влияет на эффективность всей системы. Устройства   ввода   и   вывода,   такие   как   клавиатура,   мышь,   монитор,   принтер,   жесткий   диск, накопитель на гибких магнитных дисках, CD­ROM, модем и другие, принадлежат к стандартной комплектации системы, и их использование является само собой разумеющимся. Передача информации с периферийного устройства (ПУ) в ядро ЭВМ называется операцией ввода, а передача из ядра ЭВМ в периферийное устройство ­ операцией вывода. Связь устройств ЭВМ друг с другом осуществляется с помощью средств сопряжения ­ интерфейсов. Интерфейс  представляет   собой   совокупность   физических   средств   сопряжения   (коннекторов, разъемов),   линий   и   шин,   сигналов,   электронных   схем   и   алгоритмов,   предназначенную   для осуществления обмена информацией между устройствами. Для обеспечения параллельной работы процессора и периферийных устройств схемы управления вводом­выводом   отделяют   от   процессора.   Выполнение   общих   функций   возлагают   на   общие   для групп периферийного оборудования унифицированные устройства ­ контроллеры прямого доступа к памяти, процессоры ввода­вывода. BIOS   (Basic  Input  Output  System)  ­   базовая   система   ввода­вывода.   Содержит   набор   основных функций управления стандартными внешними устройствами PC.  Назначение ROM BIOS состоит в выполнении наиболее простых и универсальных услуг, связанных с осуществлением ввода­вывода. Обозначение ROM расшифровывается как Read Only Memory. ROM BIOS выполняет три основные функции: • предоставляет операционной системе аппаратные драйверы; • содержит тест проверки системы, так называемый POST (Power On Self Test), который проверяет при включении PC все важнейшие компоненты; • содержит программу установки параметров BIOS. Передача информации с периферийного устройства в ядро ЭВМ называется операцией ввода, а  передача из ядра ЭВМ в периферийное устройство ­ операцией вывода. Структура системы с процессорами (каналами) ввода­вывода применяется в  высокопроизводительных ЭВМ. В таких ЭВМ система ввода­вывода строится путем централизации аппаратуры управления вводом­выводом на основе применения программно­управляемых  процессоров (каналов) ввода­вывода. Обмен информацией между памятью и периферийным  устройством осуществляется через канал ввода­вывода. Каналы ввода ­ вывода полностью  освобождают процессор от управления операциями ввода­вывода.В вычислительной машине с  каналами ввода­вывода форматы передаваемых данных неоднородны, поэтому неоходимо  использовать в ЭВМ несколько специализированных интерфейсов.Можно выделить 4 типа  интерфейсов: интерфейс основной памяти, интерфейс процессор­каналы, интерфейсы ввода­ вывода, интерфейсы периферийных устройств (малые интерфейсы).Через интерфейс основной  памяти производится обмен информацией между памятью, с одной стороны, и процессором и  каналами ­ с другой. Интерфейс процессор­каналы предназначается для передачи информации  между процессорами и каналами ввода­вывода.Через интерфейс ввода­вывода происходит обмен  информацией между каналами и блоками управления периферийных устройств. Селекторный и мультиплексный каналы служат для обеспечения связи между ЭВМ и  периферийными (внешними) устройствами. По средствам селекторного канала ЭВМ соединяется с  быстродействующими внешними устройствами, такими как накопители на МД, МБ и МЛ. Работа  идет только с одним внешним устройством. Такой режим работы называется монопольным. Так же селекторный канал может быть оснащён адаптером “канал­канал”, который устанавливает  связь между каналами ЭВМ. Через мультиплексный канал идёт обмен информацией между оперативной памятью и  периферийным оборудованием с малым быстродействием, например, устройства ввода­вывода на  перфоленты и перфокарты, алфавитно­цифровое печатающее устройство. Такие устройства могут  работать независимо друг от друга.