Без внешних устройств, выполняющих функции загрузки данных и программ, отображения результатов, документирования и т.п. всякая ЭВМ бессмысленна, поскольку она не сможет обмениваться информацией с внешней средой. Ввиду этого, на внешнее устройство (ВнУ) возлагается функция преобразования форм представления данных.
Внешние устройства выполняют в ЭВМ, вычислительной системе и другие функции:
- внешняя память для хранения больших объемов информации;
- прием и передача данных по линиям связи и др.
Важность этих функций определяет важность системы ввода-вывода.
Современный подход в проектировании компьютеров заключается, в частности, в использовании принципа модульности. Из отдельных унифицированных модулей в зависимости от назначения ЭВМ компонуется, набирается нужный состав и структура. Причем в первую очередь (в основном!) отличия в структуре связаны с требующимся в каждом случае наборе внешнего оборудования.
А почему бы не создать для той или иной ЭВМ универсальный набор периферийных средств и ими пользоваться?
Во-первых, внешнее оборудование дорогое; и чем дальше, тем дороже (ныне – свыше 75% стоимости аппаратных средств).
Во-вторых, экономическая эффективность использования оборудования должна быть на уровне соответствующем затратам.
В третьих, так и делают, когда разрабатываются универсальные вычислительные комплексы, хотя и в этом случае последние имеют разновидности комплектности.
<138>
Итак, современная ЭВМ – набор унифицированных модулей. Соответственно, разумно унифицировать и связи между этими модулями.
Унифицированная система линий связи (шин), правил кодирования и передачи информации, обеспечивающих возможность соединения модулей в единую ЭВМ в различных сочетаниях называется интерфейсом.
Это наиболее правильное определение понятия интерфейса. В литературе существует известная путаница в использовании модного слова «интерфейс». Но основа-то связана именно с приведенным определением. Четыре функции интерфейса:
- буферирование;
- дешифрация адреса и выбор устройства;
- дешифрация команды;
- синхронизация и управление.
Что входит в состав ВнУ?
1) Внешние ЗУ (накопители на МД, МЛ, МБ и пр.)
2) Устройства ввода-вывода с промежуточного носителя программ и данных (от древних перфокарт до магнитных карт, диски, дискеты и др.)
3) Устройства непосредственного ввода (от объекта и субъекта) и непосредственного вывода. Если иметь в виду объекты, то это: преобразователи кодов, ЦАП и АЦП, концентраторы и др. Если иметь в виду субъектов, то это «посредники»: пульты, клавиатуры, мнемопульты, дисплеи, различного вида манипуляторы и др.
На изучение всех этих устройств у нас нет времени.
<139>
В малых ЭВМ управление вводом-выводом чаще всего возлагается на центральное УУ, входящее в состав процессора.
В больших ЭВМ картина иная, т.к. в них одна из основных целей – высокая производительность в решении задач. Это достигается в частности параллельной работой во времени процессора и периферийных устройств, существенно менее производительных.
Для этого из состава процессора выделяются схемы управления периферийными устройствами (ПерУ) и им придается известная автономность. Поскольку многие функции управления ПерУ принципиально не зависят от типа устройства, то они могут быть возложены на специальные унифицированные устройства управления вводом-выводом, называемые каналами ввода-вывода. Каналы обеспечивают производительный обмен информацией с ядром вычислителя и параллельную работу с процессором переменного набора периферийных устройств различных типов. Таких каналов может быть несколько по количеству и типу (мультиплексные и селекторные).
Уважаемый посетитель!
Чтобы распечатать файл, скачайте его (в формате Word).
Ссылка на скачивание - внизу страницы.