Эвм и периферийные устройства

(МВВ). Модуль ввода/вывода выполняет сопряжение ВУ с ядром ВМ и

различные коммуникационные операции между ними. Две основные функции МВВ:

обеспечение интерфейса с ЦП и памятью («большой» интерфейс);
обеспечение интерфейса с одним или несколькими периферийными устрой­ствами («малый» интерфейс).

шинами памяти и ввода/вывода; б – с совместно используемыми линиями

данных и адреса; в – подключение на общих правах с процессором и памятью

или быть выделенным.
При совмещении адресного пространства для адресации модулей ввода/вывода

отводится определенная область адресов

Адресное пространство ввода/вывода

устройствам, что позволяет сократить длину программы и повысить быстродействие;
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.

адресов в СВВ;
трудности распознавания операций передачи информации при вводе/выводе среди

других операций. Сложности в чтении и отладке программы, в которой простые команды вызывают выполнение сложных операций ввода/вывода;
трудности при построении СВВ на простых модулях ввода/вывода: сигналы управления не смогут координировать сложную процедуру ввода/вывода. Поэтому МВВ часто должны генерировать дополнительные сигналы под управлением программы.

применяются специальные команды и отдельная система адресов. Это позволяет разделить

шины для работы с памятью и шины ввода/вывода, что дает возможность совмещать во времени обмен с памятью и ввод/вывод. Кроме того, адресное пространство памяти может быть использовано по прямому назначению в полном объеме. В вычислительных машинах фирмы IBM и микроЭВМ на базе процессоров фирмы Intel система ввода/вывода, как правило, организуется в соответствии с концепцией выделенного адресного пространства.

быть коротким. В большинстве СВВ количество внешних устройств намного меньше

количества ячеек памяти. Короткий адрес ВУ подразумевает такие же короткие ко­манды ввода/вывода и простые дешифраторы;
программы становятся более наглядными, так как операции ввода/вывода выполняются с помощью специальных команд;
разработка СВВ может проводиться отдельно от разработки памяти.

процессора. Для передачи информации от ВУ в РОН, если аккумулятор

занят, требует­ся выполнение четырех команд (сохранение содержимого аккумулятора, ввод из ВУ, пересылка из аккумулятора в РОН, восстановление содержимого аккумулятора);
перед обработкой содержимого ВУ это содержимое нужно переслать в ЦП.

Все множество ПУ можно свести к трем категориям:
для общения с

пользователем;
для общения с ВМ;
для связи с удаленными устройствами.

Внешние устройства

в составе вычислительной машины отвечает за управление одним или несколькими

ВУ и за обмен данными между этими устройствами с одной стороны, и основной памятью или регистрами ЦП – с другой. Основные функции МВВ можно сформулировать следующим образом:

ВУ, а также адресации данных на нем.
Функция управления и синхронизации

заключается в том, что МВВ должен координировать перемещение данных между внутренними ресурсами ВМ и внешними устройствами. При разработке системы управления и синхронизации модуля ввода/вывода необходимо учитывать целый ряд факторов.

интерфейса – это обмен с ЦП, а со стороны «малого»

интерфейса – обмен с ВУ. В таком плане требования к МВВ непосредственно проистекают из типовой последовательности операций, выполняемых процессором при вводе/выводе.

Выбор требуемого внешнего устройства.
Определение состояния МВВ и ВУ.
Выдача указания модулю ввода/вывода на подключение нужного ВУ к процессору.
Получение от МВВ подтверждения о подключении затребованного ВУ к процессору.
Распознавание сигнала готовности устройства к передаче очередной порции информации.
Прием (передача) порции информации.
Циклическое повторение двух предшествующих пунктов до завершения передачи информации в полном объеме.
Логическое отсоединение ВУ от процессора.

в первом приближении можно свести к следующим группам:
воздействие внешней среды;
старение

элементной базы;
системное программное обеспечение;
пользовательское программное обеспечение.
Из наиболее «активных» факторов окружения ВМ
следует выделить:
загрязнение и влагу;
повышенную или пониженную температуру окружающей среды;
электромагнитное облучение;
скачки напряжения питания.

такого усложнения – максимальное высвобождение ЦП от управления процессами ввода/вывода.

Некоторые пути решения этой задачи уже были рассмотрены. Следующими шагами в преодолении проблемы могут быть:

Расширение возможностей МВВ и предоставление ему прав процессора со специализированным набором команд, ориентированных на операции ввода/ вывода. ЦП дает указание такому процессору В/ВЫВ выполнить хранящуюся в памяти ВМ программу ввода/вывода. Процессор В/ВЫВ извлекает и исполняет команды этой программы без участия центрального процессора и прерывает ЦП только после завершения всей программы ввода/вывода.

Каналы и процессоры ввода/вывода

при этом возможно управление множеством устройств В/ ВЫВ с минимальным

привлечением ЦП.
В первом случае МВВ называют каналом ввода/вывода
(КВВ), а во втором – процессором ввода/вывода. В
принципе различие между каналом и процессором
ввода/вывода достаточно условно.