Методы ввода/вывода и их классификация
Подсистема ввода/вывода (ПВВ) обеспечивает связь МП с внешними устройствами, к которым будем относить:
- устройства ввода/вывода (УВВ): клавиатура, дисплей, принтер, датчики и исполнительные механизмы, АЦП, ЦАП, таймеры и т.п.
- внешние запоминающие устройства (ВЗУ): накопители на магнитных дисках, "электронные диски" и др.
В рамках рассмотрения ПВВ будем полагать термины "УВВ" и "ВУ" синонимами, т.к. обращение к ним со стороны процессора осуществляется по одним законам.
ПВВ в общем случае должна обеспечивать выполнение следующих функций:
- согласование форматов данных, т.к. процессор всегда выдает/принимает данные в параллельной форме, а некоторые ВУ (например, НМД) - в последовательной. С этой точки зрения различают устройства параллельного и последовательного обмена. В рамках параллельного обмена не производится преобразование форматов передаваемых слов, в то время как при последовательном обмене осуществляется преобразования параллельного кода в последовательный и наоборот. Все варианты, когда длина слова ВУ (больше 1 бита) не совпадает с длиной слова МП, сводятся к разновидностям параллельного обмена;
- организация режима обмена - формирование и прием управляющих сигналов, идентифицирующих наличие информации на различных шинах, ее тип, состояние ВУ (Готово, Занято, Авария), регламентирующих временные параметры обмена. По способу связи процессора и ВУ (активного и пассивного) различают синхронный и асинхронный обмен. При синхронном обмене временные характеристики обмена полностью определяются МП, который не анализирует готовность ВУ к обмену и фактическое время завершения обмена. Синхронный обмен возможен только с устройствами, всегда готовыми к нему (например, двоичная индикация). При асинхронном обмене МП анализирует состояние ВУ и/или момент завершения обмена. Временные характеристики обмена в этом случае могут определяться ВУ;
- адресную селекцию внешнего устройства.
Классификация методов ввода/вывода
- По опросу
- По прерыванию
- Под управлением внешних устройств (прямого доступа к памяти).
Метод по опросу подразумевает регулярную проверку процессором готовности к ответу.
Рис.4.1. Метод ввода-вывода по опросу достоинства
Недостатки:
- быстродействие очень низкое;
- процессор занимается постоянным опросом.
Достоинства:
- не требует дополнительной аппаратуры;
- можно использовать несколько источников.
Необходимо чтобы процессор и устройства были согласованны по скорости. Эффективность низка, если информация поступает редко (процессор опрашивает, а информации нет).
Рис.4.2. Метод ввода-вывода по прерыванию |
