- •Глава 1.
- •Базовая структура машины Джона фон Неймана:
- •Поколения эвм.
- •Представление информации в эвм.
- •Представление других видов информации.
- •Системы счисления.
- •Перевод целых чисел.
- •Перевод дробных чисел.
- •Прямой, обратный и дополнительный коды.
- •Прямой код.
- •Обратный код.
- •Дополнительный код
- •1.1.12. Модифицированные коды.
- •1.2. Структура эвм и назначение ее элементов.
- •1.2.1. Элементы архитектуры вычислительных систем.
- •1.2.2. Понятие о системе программного обеспечения эвм. Понятие об архитектуре эвм.
- •1.2.3. Общие принципы построения современных эвм.
- •1.3. Центральный процессор эвм.
- •1.3.1. Принципы построения элементарного процессора.
- •1.3.2. Операционные устройства (алу).
- •1.3.3. Управляющие устройства.
- •1.3.4. Уу с жесткой логикой.
- •1.3.5. Структура базового микропроцессора.
- •1.3.6. Структура микропроцессора.
- •1.4. Организация и структура памяти.
- •1.4.1. Структура памяти эвм.
- •1.4.2. Способы организации памяти.
- •1.4.3. Адресная память.
- •1.4.4. Ассоциативная память.
- •1.4.4. Стековая память (магазинная).
- •1.4.5. Постоянный зу (пзу, ппзу).
- •1.4.6. Флеш-память.
- •1.4.7. Размещение информации в основной памяти ibm pc.
- •1.5. Система прерываний.
- •1.5.1. Назначение, принцип работы и организация системы прерываний эвм.
- •1.5.2. Возможные структуры систем прерывания.
- •1.5.3. Характеристики систем прерывания.
- •1.6. Системы ввода-вывода.
- •1.6.1. Принципы организации ввода / вывода информации в эвм.
- •1.6.2. Общие принципы организации вв.
- •1.6.3. Программный вв.
- •1.6.4. Вв по прерываниям.
- •1.6.5. Вв в режиме пдп.
- •Пдп с захватом цикла.
- •Пдп с блокировкой процессора.
- •Системы визуального отображения информации (видеосистемы).
- •Клавиатура.
- •Принтер.
- •Сканер.
- •Устройства ввода-вывода звуковых сигналов.
- •1.8. Компоненты материнской платы.
- •Chipset.
- •Разновидности слотов.
- •Типы обмена по системной магистрали.
- •1.8. Введение в микропроцессорную технику.
- •Классификация мп
- •Структура типового микропроцессора
- •1.9. Архитектура современных эвм.
- •Глава 2.
- •Пользователь 1
- •1. Основные понятия безопасности
- •2. Проблемы обеспечения безопасности ос
- •3. Основные функции подсистемы защиты ос
- •4. Отказоустойчивость операционных систем
- •Глава 3
1.6. Системы ввода-вывода.
1.6.1. Принципы организации ввода / вывода информации в эвм.
Вводом/выводом (ВВ) называют передачу данных между ядром ЭВМ, включающим в себя процессор и ОП, и периферийными устройствами (ПУ).
Система ВВ – это единственное средство общения ЭВМ с внешним миром. Ее возможности в серийных ЭВМ представляют собой один из важнейших параметров, определяющих выбор машины для конкретного применения.
Несмотря на разнообразие ПУ, в настоящее время разработано несколько стандартных способов их подключения к ЭВМ и программирования ВВ. Существует три режима ВВ:
- Программный ВВ (нефорсированный).
- ВВ по прерыванию (форсированный).
- Прямой доступ к памяти (ПДП).
Реализация ВВ в каждом из этих режимов отличается программно-аппаратными затратами и, самое важное, скоростью выполнения операций обмена и непроизводительными затратами времени процессора. Суть каждого из трех режимов состоит в следующем.
Программный ВВ. Инициирование и управление ВВ осуществляет процессор по командам прикладной программы. ПУ играют пассивную роль и только сигнализируют о своем состоянии, в частности о готовности к операциям ВВ.
ВВ по прерыванию. Операции ВВ инициирует ПУ, генерируя сигнал запроса прерывания, при этом процессор переключается на подпрограмму обслуживания данного ПУ, вызвавшего прерывание. В результате выполнения подпрограммы (обработчика) осуществляется обмен данными. Действия, выполняемые обработчиком, определяются пользователем, а непосредственно операциями ВВ управляет процессор.
Таким образом, как при программном ВВ, так и при ВВ по прерываниям операциями обмена управляет процессор, поэтому очень часто эти два варианта обмена не разделяют и рассматривают их как программный ВВ. В англоязычной литературе – Programmed Input/Output (PIO).
Прямой доступ к памяти. Процессор в передаче данных не участвует. Он отключается от системной магистрали, а все операции обмена данными идут под управлением специального управляющего устройства – контроллера ПДП. Этот режим используется для быстродействующих ПУ, когда пропускной способности процессора недостаточно.
1.6.2. Общие принципы организации вв.
В каждой ЭВМ применяются особые способы ВВ, различные конфигурации схем и типы устройств. Однако для большинства ЭВМ можно выделить следующие общие принципы:
- Передача данных осуществляется по общей системной магистрали (что характерно для микроЭВМ) либо по специальной магистрали ВВ (что характерно для мини- и больших ЭВМ). Иногда отдельная быстродействующая магистраль ВВ выделяется только для обмена в режиме ПДП.
- Подключение ПУ к системному интерфейсу осуществляется с помощью промежуточного интерфейса, поддерживаемого со стороны микроЭВМ и ПУ соответствующими адаптерами.
- Операции ВВ инициируются только в случае готовности ПУ к обмену. При наличии нескольких ПУ и обмене в режиме прерывания или ПДП вводится система приоритетов, позволяющая избежать конфликтов. В соответствии с этой системой контроллер прерываний или ПДП среди ПУ, готовых к обмену, в первую очередь обслуживает ПУ с высшим приоритетом.
Передача данных осуществляется двумя способами:
- отдельными битами, и тогда промежуточный интерфейс называется последовательным;
- полными словами (например, целым байтом), и тогда промежуточный интерфейс называется параллельным.
Информация, передаваемая в процессе ВВ, подразделяется:
- на собственно данные (обозначим D);
- управляющие данные (обозначим U).
Управляющие данные от процессора называются также командными словами или приказами. Они инициируют действия, не связанные непосредственно с передачей данных (запуск устройства, запрещение прерываний, установка режимов и т.д.).
Управляющие данные от ПУ называются словами состояния. Они содержат информацию об определенных признаках (о готовности устройства к передаче данных, о наличии ошибок при обмене и т.д.). Состояние обычно представляется в декодированной форме – один бит для каждого признака.
С учетом всего изложенного можно изобразить наиболее общую программную модель адаптера промежуточного интерфейса (ППУ), связывающего системную магистраль микроЭВМ и внутреннюю магистраль ПУ. Каждый из указанных регистров должен иметь адрес, который может идентифицироваться дешифратором адреса.