25 Устройство ввода-вывода

Устройства ввод-вывод м разделить на 2 категории: блочные устройства и символьные.

Блочным устройством называется устройство, хранящее данные фиксированного размера, при чем у каждого блока имеется адрес. Обычно размеры блоков независимо от типов устройства колеблются от величины (512 ÷ 32765) байт. Важное свойство состоит в том, что каждый его блок может быть прочитан независимо от остальных блоков. Наиболее распространенными блочными устройствами являются диски.

Символьное устройство – принимает или предоставляет поток символов из какой-либо блочной структуры. Однако не является адресуемой и не выполняет операции поиска.

Примерами являются: принтеры, интерфейсные адаптеры, мыши и т.п. Устройства ввод-вывод покрывают огромный диапазон скоростей, что создает определенные трудности для программного обеспечения, поскольку приходится обеспечивать работоспособность и производительность на скоростях передачи данных, различающихся на несколько порядков.

Устройство	Скорости данных
Клавиатура	10 байт/сек
Мышь	100 байт/сек
Модем 65л аналоговый	7 кб/сек
2-я	16 кб/сек
Лазерный принтер	100 кб/сек
Сканер	400 кб/сек
10-ти Мб Ethernet	1,5 мб/сек
USB	1,5 мб/сек
CD-ROM 40 скоростей	6 мб/сек
100 Мб Ethernet	12 мб/сек
IDE (ATA-2)	16,5 мб/сек
WiFi 1394	50 мб/сек
ScSi-disk ultra-2	80 мб/сек
Гигабитная сеть Ethernet	125 мб/сек
Шина PCI	528 мб/сек

Контроллеры внешних устройств

Контроллер – электронный компонент устройства ввод-вывод. Интерфейс между устройством и контроллером часто является интерфейсом очень низкого уровня. Работа контроллера заключается в преобразовании последовательного потока битов в блок байтов и в выполнении коррекции ошибок, если это необходимо. Битовый поток обычно собирается бит за битом в буфере контроллера, затем проверяется контрольная сумма блока и, если она совпадает с объявленной (например в случае винчестера в заголовке сектора), блок объявляется считанным без ошибок, после чего он копируется, например, в буфер расположенный в ОЗУ. Контроллер монитора работает какбит последовательного устройства на таком же низком уровне. Он считывает из памяти байты, которые следует отобразить и формирует сигналы для вывода изображения на экран.

26 <СПОСОБЫ ОРГАНИЗАЦИИ ВВОДА-ВЫВОДА>

У ЦП есть 2 команды: <IN RE6 R0 RT> и <OUT R0 R6 RT>. С помощью команды <IN> ЦП может записать из регистра устройства ввод-вывод порт в свой регистр. Команда <OUT> делает противоположное – записывает из своего регистра в регистр внешнего устройства.

Команды <IN> и <OUT> есть в Ассемблере, но не могут использоваться в языках высокого уровня.

С другой стороны на языках высокого уровня можно применять команды <write> и <read>, с помощью которых можно писать и считывать из памяти. Например, команда <In R0 3> и <MOV R0 3)> выполняет принципиально разные действия. Первая команда считает содержимое порт № 3 в регистр R0 процессора, а втора команда считает в этот же регистр содержимое слова памяти по адресу 3. Таким образом, 3 в этих командах означают различные адреса из непересекающихся адресных пространств. Это происходит за счет того, что в случае, например, записи в регистр R0 процесса из порта №3, возбуждается линия управления, т.е. аппаратно эти адресные пространства разносятся.