Az előadás letöltése folymat van. Kérjük, várjon

Az előadás letöltése folymat van. Kérjük, várjon

9. Fejezet: Input/Output Hardver és Szoftver rendszerek architektúrája: Egy Információ Technológiai Szemlélet 3. kiadás, Irv Englander John Wiley and Sons.

Hasonló előadás


Az előadások a következő témára: "9. Fejezet: Input/Output Hardver és Szoftver rendszerek architektúrája: Egy Információ Technológiai Szemlélet 3. kiadás, Irv Englander John Wiley and Sons."— Előadás másolata:

1 9. Fejezet: Input/Output Hardver és Szoftver rendszerek architektúrája: Egy Információ Technológiai Szemlélet 3. kiadás, Irv Englander John Wiley and Sons  2003 Wilson Wong, Bentley College Linda Senne, Bentley College

2 9. Fejezet: Input / Output 9-2 Alapmodell  Feldolgozási sebesség vagy program futtatás  Elsőként meghatározott az I/O műveletek által, hogy egyenesben tartsa a processzort Input Feldolgozás Output

3 9. Fejezet: Input / Output 9-3 I/O figyelése Sebesség elosztása  CPU gyorsabban végzi el a műveleteket, mint a leggyorsabb I/O egység  Az egységek különböző sebességen hajtják végre a műveleteket  Adatszakadás  Néhány eszköz igényli az adat átvitel gátlását Koordinálás  Számos eszköz egyidejűleg teljesíti az I/O-t  Váratlan input  Különböző input formátumok  Minden eszköznek szüksége van státusz-információkra

4 9. Fejezet: Input / Output 9-4 I/O Eszközök interfész megjelenése  Különböző formátumok  Párhuzamos interfész  Soros interfész  Adatok bufferolása  Szakadás vs. áramlás  Különböző irányítási elvárások  elektromechanikai

5 9. Fejezet: Input / Output 9-5 Példák I/O egységekre

6 9. Fejezet: Input / Output 9-6 Alap I/O konfiguráció

7 9. Fejezet: Input / Output 9-7 I/O modulok funkciói  Felismeri az egységektől érkező üzeneteket, megcímzi és elfogadja a parancsokat a CPU- tól  Biztosít egy tárat a memóriának, amíg azt át nem helyezik a meghajtóra  Biztosítja a közvetlen memória áthelyezéséhez szükséges fontos regisztereket  Fizikailag irányítja az eszközöket  Kimásolja az adatokat a buffer-ból az eszköz számára, vagy a CPU-ból másolja át a buffer-ba  Megszakításokat közöl

8 9. Fejezet: Input / Output 9-8 Input/Output modulok  Programozott I/O  CPU által irányított I/O  Megszakítás vezérlés I/O  Külső input irányítása  Közvetlen memória-elérés irányító  Módszer az adat átvitelre az eszköz és a főmemória között a CPU átugrásával

9 9. Fejezet: Input / Output 9-9 Programozott I/O  I/O adat és cím regiszterek a CPU-ban  Egy parancs továbbítása  Címinformáció az összes I/O eszköznek  LMC I/O kapacitás 100 eszköznek  Teljes utasítás az átvitel és futtatás ciklusnak  Elsődleges használat:  billentyűzeteknél  kommunikáció I/O modulokkal (lásd DMA)

10 9. Fejezet: Input / Output 9-10 Programozott I/O

11 9. Fejezet: Input / Output 9-11 Programozott I/O példa

12 9. Fejezet: Input / Output 9-12 Programozott I/O példa

13 9. Fejezet: Input / Output 9-13 Megszakítások  Jelzi, hogy a CPU egy utasítás futtatásával módosítja a normál futást  Nem kell a CPU-nak az inputra várni  Irányítja a külső inputokat  Példák  Váratlan input  Abnormális szituációk  Illegális utasítások  Párhuzamos munkavégzés, párhuzamos feldolgozás

14 9. Fejezet: Input / Output 9-14 A CPU – a megszakítás ciklus  Szállítás / futtatási ciklus  Megszakításciklus Várakozás START Következő utasítás továbbítása Utasítás végrehajtása Ellenőrzés/ Feldolgozás megszakítása Interruptok kikapcsolása

15 9. Fejezet: Input / Output 9-15 Megszakítás terminológia  Megszakítás-csatornák (hardware)  Megszakítás-kérelem  Megszakítás-kezelők  Program, ami a megszakításokat szolgáltatja  Megszakításrutinnak is nevezik  Process Control Block (PCB) (Feldolgozást Irányító Blokk)  A memória egy részében helyezkedik el, stack- nek is szokták nevezni  A program minden regisztere itt tárolódik, mielőtt a szabályzás eljutna a megszakítás kezelőkhöz

16 9. Fejezet: Input / Output 9-16 Megszakítás terminológia  Megszakítás szolgáltatás  Feldolgozás alatt felfüggeszti a programot  Menti a helyes információkat, beleértve az utoljára futtatott utasítást, és az adat értékeket a PCB regisztereiben  Megosztás a megszakítás-kezelők számára

17 9. Fejezet: Input / Output 9-17 Egy megszakítás szolgáltatás

18 9. Fejezet: Input / Output 9-18 Megszakítások használata  Észreveszi egy külső esemény bekövetkezését  Valós idejű vagy idő érzékeny  Jel befejezés  Nyomatató kész vagy tele a buffer  Kiosztja a CPU idejét  Időbeosztás  Abnormális eseményeket idéz elő  Illegális műveletek, hardverhiba  Szoftver megszakítás

19 9. Fejezet: Input / Output 9-19 Összetett megszakítás  Azonosítja az egységeket  Szavazás (utánanéz az input torlódásnak)  Vektoriális megszakítások (tartalmazza a megszakított eszközök címét)  Megszakítás prioritás  Adatvesztés vs. Művelet-végrehajtás  Maszkolható (letiltott) megszakítások

20 9. Fejezet: Input / Output 9-20 Vektoriális megszakítások

21 9. Fejezet: Input / Output 9-21 Szavazó megszakítások

22 9. Fejezet: Input / Output 9-22 Összetett megszakítási példák

23 9. Fejezet: Input / Output 9-23 Közvetlen memória hozzáférés  Nagy adatblokkok továbbítása  Közvetlen átvitel a memóriák között  CPU nem vesz aktívan részt az átviteli körforgásban, folyamatban  Kikötéseket igényel a DMA számára  Az I/O interfésznek és memóriának kapcsolódnia kell egymáshoz  Az I/O modulnak képesnek kell lennie a memóriából olvasni és abba írni  Az ütközéseket a CPU és a I/O modulok között el kell kerülni

24 9. Fejezet: Input / Output 9-24 DMA utasítás beállítás  A programalkalmazásnak szüksége van az operációsrendszer I/O szolgáltatásaira  Megkülönböztetett utasítások  A DMA elindításához a programozott I/O- nak a következő utasításokat kell küldeni 1.Adat elhelyezése az I/O egységen 2.A memória elhelyezésének kezdete 3.A blokk nagysága 4.olvasás/írás  Megszakítja a CPU-t a befejezéskor

25 9. Fejezet: Input / Output 9-25 DMA indítás és irányítás

26 9. Fejezet: Input / Output 9-26 Alap CPU-memória-I/O ösvény*

27 9. Fejezet: Input / Output 9-27 Busz beállítás

28 9. Fejezet: Input / Output 9-28 Busz karakterisztikák  Adatszélességet bitekben egyidejűleg szállítja  Eredmény, adatátviteli arány bit/ másodpercben  Pontról pontra vs. Többpontos  Párhuzamos vs. Soros  Használat  Távolság  Protokoll

29 9. Fejezet: Input / Output 9-29 Busz hierarchia  Processzor busz: chipen  Cache busz (hátsó oldali busz)  Memóriabusz (elülső oldali busz)  összekapcsolja a memória alrendszereket és a processzort  Helyi I/O busz  A magas sebességű buszok a sebességorientáltan működő perifériákat köti össze  Példák : PCI, VESA helyi busz  Szabvány I/O busz  A lassabb perifériákat köti össze (ISA) a helyi I/O buszokkal

30 9. Fejezet: Input / Output 9-30 Wintel buszrendszerek  ISA: Industry Standard Architecture  MCA: Micro Channel Architecture  EISA: Extended Industry Standard Architecture  Helyi Busz  PCI: Peripheral Component Interconnect (Apple, Sun, Compaq Alpha Server)  VLB: VESA (Video Electronics Standards Association) helyi busz  AGP: Accelerated Graphics Port  Közvetlen csatorna a grafikusvezérlő és a memória között  Létezik PCI is

31 9. Fejezet: Input / Output 9-31 Compaq 7000 és rendszer architektúra

32 9. Fejezet: Input / Output 9-32 Külső interfész buszok és portok  Párhuzamos portok  Soros port  RS-232C és RS-422 buszok  SCSI  Small Computer System Interface  USB, USB 2.0  Universal Serial Bus  IEEE 1394  Firewire  i.link

33 9. Fejezet: Input / Output 9-33 SCSI Busz  ANSI szabvány, de összetett variációkkal  Inkább I/O busz, mint egy szokásos interfész  Megengedi az összetett egységeket szimpla SCSI portról

34 9. Fejezet: Input / Output 9-34 Root Hub USB  Multipoint („többpontos”) buszok  A hubok lehetővé teszik az összetett kapcsolati-pontokat az I/O egységeknek  127 eszközt, egységet támogat Hub Topológia példa

35 9. Fejezet: Input / Output 9-35 USB és FireWire (IEEE 1394)  Mindegyik soros, multipoint buszos specifikáció  Hozzáadás/törlés egységek w/o lekapcsolása  Csomag protokoll „isochronous” adat átvitelhez  Isochronous: pontos időben történő szállítás  Specifikált eredményeket garantál

36 9. Fejezet: Input / Output 9-36 USB vs. FireWire  USB: lassú a közepes sebességű adat átviteli alkalmazásokhoz, tárolóegységek  12 Mbits/sec  USB 2.0: nagysebességű adatátvitel  480Mbits/sec  FireWire: nagysebességű adatátvitel, videók hanggal  400 Mbits/sec-tól 3.2 Gbits/sec-ig

37 9. Fejezet: Input / Output 9-37 Tipikus FireWire beállítás  Hálózatjellegű karakterisztika  Független egységirányítás

38 9. Fejezet: Input / Output 9-38 Csatorna architektúra  Az IBM alapszámítógépeiben használják  Csatorna alrendszer  leválasztott I/O processzor, ami CPU-ként működik az I/O műveletekhez  Csatornavezérlő parancsok  Program, ami adatokat szállít a memória és az I/O egységek között DMA-t használva  Alcsatornák  Egy vagy két csatornán keresztül kapcsolódik egy irányítórendszer modulhoz  Hasonló a feladat az egységirányítóhoz

39 9. Fejezet: Input / Output 9-39 I/O csatorna architektúra

40 9. Fejezet: Input / Output 9-40 Copyright 2003 John Wiley & Sons All rights reserved. Reproduction or translation of this work beyond that permitted in Section 117 of the 1976 United States Copyright Act without express permission of the copyright owner is unlawful. Request for further information should be addressed to the permissions Department, John Wiley & Songs, Inc. The purchaser may make back-up copies for his/her own use only and not for distribution or resale. The Publisher assumes no responsibility for errors, omissions, or damages caused by the use of these programs or from the use of the information contained herein.”


Letölteni ppt "9. Fejezet: Input/Output Hardver és Szoftver rendszerek architektúrája: Egy Információ Technológiai Szemlélet 3. kiadás, Irv Englander John Wiley and Sons."

Hasonló előadás


Google Hirdetések