Проектирование центральных и периферийных устройств ЭВС лекция 3

Сентябрь 3, 2022

Главная
Алгебра
Проектирование центральных и периферийных устройств ЭВС лекция 3

Содержание

2. Жесткие диски
3. Оптические диски
4. Флэш-память Флэш-память особый вид энергонезависимой, перезаписываемой полупроводниковой памяти. Одним из преимуществ флэш-памяти является отсутствие движущихся механических
5. Система ввода-вывода
6. Адресное пространство ввода-вывода Достоинства совмещенного адресного пространства: - расширение набора команд для обращения к внешним устройствам;
7. Структура внешнего устройства Функции модуля ввода-вывода: - локализация данных; - управление и синхронизация; - обмен информацией;
8. Структура модуля ввода-вывода
9. Программно-управляемый ввод-вывод
10. Ввод-вывод по прерываниям Прерывание - это прекращение выполнения текущей команды или текущей последовательности команд для обработки
11. Ввод-вывод по прерываниям определение наиболее приоритетного незамаскированного запроса на прерывание; определение типа выбранного запроса; сохранение текущего
12. Ввод-вывод по прерываниям Аппаратные прерывания используются для организации взаимодействия с внешними устройствами. Запросы аппаратных прерываний поступают
13. Контроллер приоритетных прерываний Функции контроллера прерываний: восприятие и фиксация запросов прерываний от внешних устройств; определение незамаскированных
14. Прямой доступ к памяти Функции контроллера ПДП: 1) Управление инициируемой процессором или ПУ передачей данных между
15. Шинная организация
16. Арбитраж шин Статические приоритеты Динамические приоритеты: простая циклическая смена приоритетов; циклическая смена приоритетов с учетом последнего
17. Механизмы арбитража
18. Организация интерфейсов ЭВМ Интерфейс - совокупность унифицированных аппаратных, программных и конструктивных средств, необходимых для реализации взаимодействия
19. Функции и характеристики интерфейсов Функции интерфейсов: селекция (выбор) информационного канала, синхронизация обмена информацией, координация взаимодействия, буферное
20. Классификация интерфейсов
21. Организация связей интерфейсов
23. Скачать презентацию

Слайд 2

Жесткие диски

Слайд 3

Оптические диски

Слайд 4

Флэш-память
Флэш-память особый вид энергонезависимой, перезаписываемой полупроводниковой памяти. Одним из преимуществ флэш-памяти

является отсутствие движущихся механических частей, что значительно повышает ее надежность. Потребление энергии флэш-памяти примерно в 10-20 раз меньше, чем у других носителей информации с движущимися механическими частями.
Недостатки флэш-памяти: работает медленнее чем ОЗУ; имеет ограничение по количеству циклов перезаписи (от 10 000 до 1 000 000 для разных типов).

Слайд 5

Система ввода-вывода

Слайд 6

Адресное пространство ввода-вывода
Достоинства совмещенного адресного пространства:
- расширение набора команд для обращения

к внешним устройствам;
- значительное увеличение количества подключаемых внешних устройств;
- возможность внепроцессорного обмена данными между внешними устройствами, если в системе команд есть команды пересылки между ячейками памяти;
- возможность обмена информацией не только с аккумулятором, но и с любым регистром центрального процессора.
Недостатки совмещенного адресного пространства:
- сокращение области адресного пространства памяти;
- усложнение декодирующих схем адресов в СВВ;
- трудности распознавания операций передачи информации при вводе/выводе среди других операций;
- трудности при построении СВВ на простых модулях ввода/вывода.
Достоинства выделенного адресного пространства:
- адрес внешнего устройства в команде ввода/вывода может быть коротким.
- программы становятся более наглядными, так как операции ввода/вывода выполняются с помощью специальных команд;
- разработка СВВ может проводиться отдельно от разработки памяти.
Недостатки выделенного адресного пространства:
- ввод/вывод производится только через аккумулятор центрального процессора;
- перед обработкой содержимого ВУ это содержимое нужно переслать в ЦП.

Слайд 7

Структура внешнего устройства
Функции модуля ввода-вывода:
- локализация данных;
- управление и синхронизация;
- обмен

информацией;
- буферизация данных;
- обнаружение ошибок.

Слайд 8

Структура модуля ввода-вывода

Слайд 9

Программно-управляемый ввод-вывод

Слайд 10

Ввод-вывод по прерываниям
Прерывание - это прекращение выполнения текущей команды или текущей

последовательности команд для обработки некоторого события специальной программой - обработчиком прерывания, с последующим возвратом к выполнению прерванной программы.
Время реакции - это время между появлением сигнала запроса прерывания и началом выполнения прерывающей программы в том случае, если данное прерывание разрешено к обслуживанию.
Глубина прерывания - максимальное число программ, которые могут прерывать друг друга. Глубина прерывания обычно совпадает с числом уровней приоритетов, распознаваемых системой прерываний.

Слайд 11

Ввод-вывод по прерываниям
определение наиболее приоритетного незамаскированного запроса на прерывание;
определение типа выбранного

запроса;
сохранение текущего состояния счетчика команд и регистра флагов;
определение адреса обработчика прерывания по типу прерывания и передача управления первой команде этого обработчика;
выполнение программы - обработчика прерывания;
восстановление сохраненных значений счетчика команд и регистра флагов прерванной программы;
продолжение выполнения прерванной программы.

Слайд 12

Ввод-вывод по прерываниям
Аппаратные прерывания используются для организации взаимодействия с внешними устройствами.

Запросы аппаратных прерываний поступают на специальные входы микропроцессора. Они бывают:
маскируемые, которые могут быть замаскированы программными средствами компьютера;
немаскируемые, запрос от которых таким образом замаскирован быть не может.
Программные прерывания вызываются следующими ситуациями:
особый случай, возникший при выполнении команды и препятствующий нормальному продолжению программы;
наличие в программе специальной команды прерывания INT n, используемой программистом при обращениях к специальным функциям операционной системы для ввода-вывода информации.

Слайд 13

Контроллер приоритетных прерываний
Функции контроллера прерываний:
восприятие и фиксация запросов прерываний от внешних

устройств;
определение незамаскированных запросов среди поступивших запросов;
проведение арбитража;
сравнение приоритета выделенного запроса с приоритетом запроса, который в данный момент может обрабатываться в микропроцессоре, формирование сигнала запроса на вход INT микропроцессора в случае, если приоритет нового запроса выше;
передача в микропроцессор по шине данных типа прерывания, выбранного в процессе арбитража.

Слайд 14

Прямой доступ к памяти
Функции контроллера ПДП:
1) Управление инициируемой процессором или

ПУ передачей данных между ПУ и ОП;
2) Задание размеров блока данных, который подлежит передаче, и области памяти, используемой при передачи;
3) Формирование адресов ячеек ОП, участвующих при передаче;
4) Подсчет числа единиц переданных данных и определение момента завершения операции ввода-вывода.

Слайд 15

Шинная организация

Слайд 16

Арбитраж шин
Статические приоритеты
Динамические приоритеты:
простая циклическая смена приоритетов;
циклическая смена приоритетов с

учетом последнего запроса;
смена приоритетов по случайному закону;
схема равных приоритетов;
алгоритм наиболее давнего использования.

Слайд 17

Механизмы арбитража

Слайд 18

Организация интерфейсов ЭВМ
Интерфейс - совокупность унифицированных аппаратных, программных и конструктивных средств,

необходимых для реализации взаимодействия различных функциональных элементов в автоматических системах сбора и обработки информации при условиях, предписанных стандартом и направленных на обеспечение информационной, электрической и конструктивной совместимости указанных элементов

Слайд 19

Функции и характеристики интерфейсов
Функции интерфейсов:
селекция (выбор) информационного канала,
синхронизация обмена информацией,
координация взаимодействия,
буферное

хранение информации,
преобразование формы представления информации.
Основные характеристики интерфейсов:
функциональное назначение;
производительность (битовая или байтовая скорость);
топология связей;
принцип обмена информацией;
режим обмена информацией;
максимальное число объединяемых интерфейсом абонентов;
число линий, используемых в интерфейсе;
число адресуемых абонентов;
максимальная протяженность физической среды интерфейса.

Слайд 20

Классификация интерфейсов

Слайд 21

Проектирование центральных и периферийных устройств ЭВС лекция 3

Содержание

Жесткие диски

Оптические диски

Флэш-памятьФлэш-память особый вид энергонезависимой, перезаписываемой полупроводниковой памяти. Одним из преимуществ флэш-памяти

Система ввода-вывода

Адресное пространство ввода-выводаДостоинства совмещенного адресного пространства:- расширение набора команд для обращения

Структура внешнего устройстваФункции модуля ввода-вывода:- локализация данных;- управление и синхронизация;- обмен

Структура модуля ввода-вывода

Программно-управляемый ввод-вывод

Ввод-вывод по прерываниямПрерывание - это прекращение выполнения текущей команды или текущей

Ввод-вывод по прерываниямопределение наиболее приоритетного незамаскированного запроса на прерывание;определение типа выбранного

Ввод-вывод по прерываниямАппаратные прерывания используются для организации взаимодействия с внешними устройствами.

Контроллер приоритетных прерыванийФункции контроллера прерываний:восприятие и фиксация запросов прерываний от внешних

Прямой доступ к памятиФункции контроллера ПДП: 1) Управление инициируемой процессором или