Вопрос 15.Физические принципы организации ввода –вывода.

Процессор,память ,внешние устройства связаны большим количеством эл.соединений-линий, которые в совокупности называются локальной магистралью.

Выделяют минимум 3 шины:

1)шина данных(переда данных между ЦП,вн. устройствами, памятью)

2)Адресная шина(задает адрес ячейки памяти)

3)Шина управления(определяет поведение локальной магистрали)

Кол-во линий, входящих в шину-разрядность шины. Внешние устройства могут подключаться к локальной магистралив 1 точке или нескольких,получивших название порты ввода-вывода.

Важные моменты в современных выч.системах:

1.Устр. ввода-вывода подключаются у системе через порты

2.Могут существовать 2 адресных пространства: пространство памяти и вв/вывода

3.Порты отображаются в адресном пространстве ввода вывода, иногда в адресной пр. памяти

4.Используемые адреса определяются типом команды,вызванной ЦП,типом ее операторов

5.Физическим управление устр. ввода-вывода, передачей информации.выставлением сигналов на магистрали занимается контроллер устройства.

Структура системы ввода-вывода:

Любой контроллер представлен регистром управления и регистром данных для взаимодействия с вычислительной системой.

1.Регистр состояния (PS) содержит биты, значения которых определяются устройством ввода-вывода и которые допустимы только для чтения ычислительной системой(бит занятости.готовности,ошибки)

2)Регистр управления получает данные,кот получают и записывают вычислительной системой. Часть битов кодирует режим рабочего усройства, часть-код команды,бит готовности- можно начать.

3)Регистр выходных данных служит для помещения в него данных для чтения вычислительной системой,а регистр входных данных для помещения в него инфы,кот должна быть выведена на устройство. Объем/емкость этих регистров не превышает ширину линии данных.

Такой набор приблизителен,но дает представление о процессе передачи информации.

Вопрос 16.Систематизация внешних устройств и интерфейс между базовой подсистемой ввода-вывода и драйверами.

Устройства обычно принято разделять по типу интерфейса:

1.Символьные (клава,модем,терминал..)

2.Блочные (магнитные и оптические диски,ленты)

3.Сетевые (сетевые карты)

4.Другие (таймеры,дисплей,видеокамеры, телек)

Символьные предают данные последовательно, байт за байтом.

Блочные передают блок данных как единое целое.

По свое природе символьные данные умеют совершать 2 общие операции: ввести и вывести символ/байт ( get и put).К ним же можно отнести принтер, звуковую карту и т.п.

Для блочных устройств естественными являются операции чтения и записи блока информации read и write,а также для устройств прямого доступа.операция поиска требуемого блока информации-seek.

Драйверы устройств представляют функции для осуществления сигнальных операций.Помимо общих операций устройства могут выполнять специальные,например у звуковой карты +/- громкость.Для выполнения таких операций в интерфейс между БПВВ и драйвером входная функция для произвольной команды с произвольными параметрами.ioctl(input output control)-в Unix.

Помимо вышеперечисленных в интерфейс включены еще другие функции:

1.Инициализации или повторной инициализации работы драйвера устройства-open

2.временного завершения работы с устройством-close

3.Опроса состояния устройства- poll

4. Остановки драйвера- halt

Эти функции характерны для большинства ОС.