Лекция "Система ввода-вывода: структура с одним общим интерфейсом"

Система ввода­вывода: структура с одним общим интерфейсом Можно выделить два характерных принципа построения систем ввода­вывода: ЭВМ с одним общим интерфейсом и ЭВМ с множеством интерфейсов и процессорами (каналами) ввода­вывода. Структура  с одним общим интерфейсом  предполагает наличие общей шины, к которой подсоединяются все модули, в совокупности образующие ЭВМ: процессор, оперативная и постоянная память и периферийные устройства. В каждый данный момент через общую шину может происходить обмен данными только между одной парой присоединенных к ней модулей.   Таким   образом,   модули   ЭВМ   разделяют   во   времени   один   общий   интерфейс, причем процессор выступает как один из модулей системы (рис. 8).БУ – блок управления Периферийные   устройства   подсоединяются   к   общей   шине   с   помощью блоковуправления   периферийными   устройствами   (контроллеров),   осуществляющих согласование   форматов   данных   периферийных   устройств   с   форматом,   принятым   для передачи по общей шине. Если в периферийном устройстве операции ввода­вывода производятся для отдельных байтов   или   слов,   то   используется   программно­управляемая   передача   данных   через процессор и под его управлением. Конструкция контроллера при этом сильно упрощается. Для периферийных устройств с поблочной передачей данных (ЗУ на дисках, лентах и др.) применяется прямой доступ к памяти (ПДП) и контроллеры ПДП. При общем интерфейсе аппаратура управления вводом­выводом рассредоточена по  отдельным модулям ЭВМ. Процессор при этом не полностью освобождается от  управления операциями ввода­вывода. Более того, на все время операции передачи данных  интерфейс оказывается занятым, а связь процессора с памятью блокированной Общая шина  Процессор  ОП  БУ  БУ  Контроллер ПДП  Контроллер ПДП    ПУ  ПУ  ПУ  ПУ  ПУ  ПУ  Интерфейсы характеризуются следующими параметрами: 1. Пропускная способность интерфейса ­ это количество информации, которое может быть передано через интерфейс в единицу времени (имеет диапазон от десятков байт до сотен мегабайт). 2.   Максимальная   частота   передачи   информационных   сигналов  через   интерфейс лежит в диапазоне от десятков герц до тысяч мегагерц. 3.   Максимально   допустимое   расстояние   между   соединяемыми   устройствами имеет диапазон от десятков сантиметров до нескольких километров при использовании оптоволоконных линий. 4. Динамические параметры интерфейса – время передачи отдельного слова и блока данных с учетом продолжительности процедур подготовки и завершения передачи. Эти параметры особенно важны для систем реального времени. 5. Общее число линий (проводов) в интерфейсе. 6.   Информационная   ширина  интерфейса   ­   число   бит   данных,   передаваемых параллельно через интерфейс. Различные интерфейсы имеют ширину 1, 8, 16, 32, 64, 128 или 256 бит. 7. Связность интерфейса: интерфейс может быть односвязным, когда существует лишь  единственный путь передачи информации между парой устройств машины, имногосвязным, позволяющим устройствам обмениваться информацией по нескольким  независимым путям. Многосвязность интерфейсов требует дополнительной аппаратуры, но повышает надежность и живучесть вычислительной машины, обеспечивает возможность  автоматической реконфигурации вычислительного комплекса при выходе из строя  отдельных устройств.