Принцип ввода-вывода информации в пэвм. Роль и структура контроллера ввода информации

Операции ввода-вывода унифицированы за счет использования типовых подпрограмм. При этом система БИОС обеспечивает основные функции при вводе-выводе. Ёе также рассматривают как часть ОС, хотя структурно она отделена. БИОС хранится в отдельной памяти, и лишь адресное пространство объединяет её с ОС.

Основным отличием памяти от устройств ввода-вывода считают то, что запись в память-окончание операции запись. В то же время при выводе через порт команда записи в порт после своего выполнения инициирует подпрограмму, которая переписывает из порта во ВУ. Эта подпрограмма выполняется уже не основной ЭВМ, а контроллером ввода-вывода.

Контроллеры устройств ввода-вывода различны и по структуре и по возможностям. Но их объединяет один подход-4 регистра (Рг): Рг состояния, Рг управления, Рг входных данных и Рг выходных данных.

Рг состояния:

Можно назвать Рг признаков, где определяются разряды. Биты отвечают за те или иные состояния процесса:н-р, если текущая операция завершена, бит занятости становится неактивным, при наличии данных в Рг бит готовности данных активен; возник сбой при передаче- выявилась схема контроля-активным становится бит ошибки и т.д.

Рг управления:

Принимает код команды, режим работы устройства. Здесь же может быть бит готовности команды. Если он активен, можно начать выполнение.

Рг входных и выходных данных:

Это обычно Рг, которые принимают-передают данные, 2 отдельных Рг. Разрядность этих Рг чаще всего соответствует разрядности передаваемого слова. Но можно передавать слово и по частям.

Последовательность реализации процедуры:

Для вывода информации данные помещаем в Рг входных данных. Последовательность:

Процессор читает Рг состояний и проверяет значение бита занятости. В процессе ввода-вывода не избежать циклически повторяющихся действий по проверке состояний различных разрядов в Рг. Процедура ввода-вывода асинхронная, она всякий раз требует проветки готовности к следующему шагу. Если устройство готово-процессор фиксирует (записывает) код команды в Рг управления, т.е принимает код управления. Если признак занятости в Рг управления пассивный, т.е. не занят, записываем данные в Рг входных данных. Процессор устанавливает бит готовности команды. Процессор в этом цикле не задействован, он либо простаивает, либо выполняет следующую операцию по алгоритму. Наступает очередь контроллра. Контроллер читает Рг управления и в нем выдает бит готовности команд. Если активен, он устанавливает бит занятости и читает код операции, после чего подключает Рг данных к своему входу и фиксирует во внутреннем Рг данные.

Следующий шаг: контроллер сбрасывает бит готовности команды. Если схема контроля не обнаружила ошибку, контроллер обнуляет бит ошибки в Рг состояния. Если ошибка-оставляет его активным. Контроллер сбрасывает бит занятости. Чтобы вывести следующее слово нужно повторить все описанные шаги.

Циклический опрос конечно занимает определенное время, поэтому скорость обмена не будет высокой. Чтобы увеличить скорость используют обмен не на уровне слова, а файловый. И пока файл не прочтется, следующий не вызовется. Но начало и окончание приема также через указанные индикаторы (признаки).

Некоторым техническим механизмом, упрощающим начало процедуры ввода-вывода, считается режим прерываний: как внешних, так и системных (int21).