Общая часть (часть 2) (2015) (by Кибитова) (1161598), страница 25
Текст из файла (страница 25)
указанногоОЗУЦПОЗУпамяти произойдетпрерывание.ЭтопозволяетостановитьвыполнениепрограммыЦПпотока команд, центральный процессор обрабатываети поток данных: доонустройствоустройствоПростейшеймодельюявляетсянепосредственноеуправлениепроцессоромсчитывает информацию, участвующую в обмене, со специальных регистрови переноситвнешнимиустройствамипамять(Рис. 40).ЭточтообратныецентральныйпроцессорТакимфактически51ее в оперативную(либожеозначает,производитманипуляции).образом, и«интегрирован»сосхемамиуправлениявнешнимиустройствами,имеетспециальныепоток управления, и поток данных проходит через центральный процессор, что само покомандыими, а такжепутеминтерпретациипоследовательностикомандсебеуправленияявляетсятрудоемкойзадачей,к томуже эта модельподразумеваетлишьсинхроннуюРис.40.Непосредственноеуправлениевнешнимиустройствамицентральнымпроцессором.Рис.40.Непосредственноеуправлениевнешнимиустройствамицентральнымпроцессором.управленияосуществляетуправлениеобменом.Т.е.процессорподаеткомандыреализацию.
устройству наперемещениеголовокобмена,на включениетой или иной головки,наСледующаяСледующаямодельмодельпредлагаетпредлагаетсинхронноесинхронное управлениеуправление внешними устройствамиустройствами ссожиданиеи синхронизацииприходасодержательнойинформациии модельпр. Помимоиспользованиемконтроллероввнешнихустройств41).появиласьиспользованиемконтроллероввнешнихустройств (Рис.(Рис.41). ДаннаяДаннаяпоявиласьуказанногопотокакоманд,центральныйпроцессоробрабатываетипотокданных: онВнешнеевследвнешнихустройств,длякоторыхимелисьэлектронныесхемывслед заза появлениемпоявлениемвнешнихустройств,длякоторыхимелисьсхемыОЗУЦПсчитываетинформацию,участвующуювобмене,соспециальныхрегистровипереноситустройствоуправленияэтимиустройствами—контроллеры,—взявшиенасебячастьработуправления этими устройствами — контроллеры, — взявшиеработее в оперативнуюпамять(либожепроизводитобратныеманипуляции).Такимобразом,ицентральногоконтроллерцентрального процессорапроцессора попо управлениюуправлению обменами.обменами.
ВВ этомэтом случае контроллерпоток взаимодействуетуправления,и потокданных проходитчерезцентральныйпроцессор,что самоконтроллерс с центральнымпроцессоромблокамиразмеров,этомвзаимодействуетцентральнымпроцессоромблоками большихбольшихприпоэтомВнешнеевнешнегосебе являетсятрудоемкойзадачей,ктомужеэтамодельподразумеваетлишьсинхроннуюконтроллерможетсамостоятельновыполнятьнекоторыеработыпонепосредственномуОЗУ самостоятельноконтроллер можетнекоторые работынепосредственномуЦП выполнятьустройствоустройствареализацию.Рис. 40.ВЗУНепосредственноеустройствамицентральнымпроцессором.управлениюпытатьсялокализоватьии исправитьвозможныеошибки,управлениюВЗУ (например,(например,управлениепытаться внешнимилокализоватьисправитьошибки,которыетип которыемогутмогутслучитьсяслучиться припри чтениичтении илиили записизаписи данных).данных).
НоНо исторически такой типСледующаямодельпредлагаетсинхронноеуправлениевнешнимиустройствамиуправлениякомандысуправленияВЗУВЗУизначальноизначальнобылбылсинхронным:синхронным: процессорпроцессор посылаетпосылает устройству командыиспользованиемконтроллероввнешнихустройств(Рис.41).ДаннаямодельпоявиласьВнешнеенанаобменииожидает,завершится.ничегообменОЗУожидает,когдакогдаэтотэтотобменобмензавершится. ЧтоЧто касаетсякасается потока данных, то ничегоЦПустройствовследзавнешнихустройств,длякоторыхпо-прежнемуимелись электронныесхемыРис.41.Синхронное/асинхронноеуправлениевнешнимиустройствамис использованиемновогов впоявлениемданноймоделинепроцессорсчитываетсоновогоданноймоделине представлено:представлено:процессорпо-прежнемуихсоконтроллероввнешнихустройств.управленияэтимиустройствами—контроллеры,—взявшиенасебячастьработспециальныхспециальныхрегистроврегистроввнешнеговнешнегоустройстваустройстваиипомещаетпомещает ихих вв оперативнуюоперативную память.центрального процессора по управлению обменами.
В этом случае контроллер Вслед за спредыдущимтипомустройствблокамипоявилисьустройства,позволяющиевзаимодействуетцентральнымпроцессоромбольшихразмеров,при этомосуществлятьасинхронноеуправлениесиспользованиемконтроллеровВЗУ(Рис. 41).
ВРис. 40. Непосредственноеуправление внешнимиустройствамиконтроллерможет самостоятельновыполнятьнекоторыецентральнымработы по процессором.непосредственномуэтом случае центральныйпроцессорподаеткоманду на иобмени не дожидается,этууправлениюВЗУ (например,пытатьсялокализоватьисправитьвозможныекогдаошибки,командуотработаютконтроллериустройство,т.е.процессорможетпродолжитьСледующаямодельпредлагаетсинхронноеуправлениевнешнимиустройствамискоторые могут случиться при чтении или записи данных). Но исторически такой типобработку каких-тозадач. внешнихНобылдля осуществленияуказанноймоделимодельнеобходимо,чтобывиспользованиемконтроллеровустройств (Рис.41).
ДаннаяпоявиласьуправленияВЗУ изначальносинхронным:процессорпосылаетустройствукоманды5252системебылреализованаппаратпрерываний.вслед назаобменпоявлениемвнешнихустройств,для которыхсхемыи ожидает,когдаэтотобмензавершится.Чтоимелиськасается электронныепотока данных,то ничего Затемисторическипоявилисьт.н.контроллерыпрямогодоступакпамятиуправленияэтимиустройствами—контроллеры,—взявшиенасебячастьработнового в данной модели не представлено: процессор по-прежнему считываетих со(DMA—DirectMemoryAccess,Рис.42).Контроллерыданноготипаисключилицентральногопроцессорапоуправлениюобменами.Вэтомслучаеконтроллерспециальных регистров внешнего устройства и помещает их в оперативную память.центральныйс процессориз обработкипотокаблокамиданных, взявэту функциюна себя.даннойвзаимодействуетцентральнымпроцессоромбольшихразмеров,при Вэтоммоделипредполагается,что центральныйлишьобработкой потокомконтроллерможетсамостоятельновыполнять процессорнекоторыезанимаетсяработы понепосредственномууправляющейинформации,аданныеперемещаютсямеждуВЗУиОЗУ ужебез егоуправлению ВЗУ (например, пытаться локализовать и исправить возможныеошибки,участия.которые могут случиться при чтении или записи данных).
Но исторически такой типуправления ВЗУ изначально был синхронным:процессор посылает устройству командыDMA-контроллерВнешнеена обмен и ожидает, когда этот обмен завершится.данных, то ничего+ Что52 касается потокаОЗУустройствоконтроллерилинового в данной модели не представлено:процессорпо-прежнему считывает их соЗатем исторически появились т.н. контроллеры прямого доступа к памятиэтом случае центральный процессор подает команду на обмен и не дожидается, когда эту(DMA — Direct Memory Access, Рис. 42). Контроллеры данного типа исключиликоманду отработают контроллер и устройство, т.е.
процессор может продолжитьцентральный процессор из обработки потока данных, взяв эту функцию на себя. В даннойобработку каких-то задач. Но для осуществления указанной модели необходимо, чтобы вмодели предполагается, что центральный процессор занимается лишь обработкой потокомсистеме был реализован аппарат прерываний.управляющейинформации, появилисьа данные т.н.перемещаютсямеждуВЗУ идоступаОЗУ ужебез егоЗатем историческиконтроллерыпрямогок памятиучастия.(DMA — Direct Memory Access, Рис.
42). Контроллеры данного типа исключилицентральный процессор из обработкипотока данных, взяв эту функцию на себя. В даннойDMA-контроллерВнешнеемодели предполагается, что центральный процессорзанимаетсялишь обработкой потоком+ОЗУустройствоуправляющей информации, а данныеперемещаютсямеждуВЗУ и ОЗУ уже без егоконтроллерилипроцессоручастия.ОЗУЦПввода-выводаDMA-контроллер+контроллер илипроцессорввода-выводаВнешнееустройствоРис. 42. ИспользованиеЦП контроллера прямого доступа к памяти (DMA) или процессора(канала) ввода-вывода при обмене. И, наконец, последняя модель основана на использовании процессора или каналаввода-вывода(Рис. 42).
В этом случае предполагается наличие специализированногоРис. 42. Использование контроллера прямого доступа к памяти (DMA) или процессоракомпьютера,который(канала) ввода-вывода приимеетобмене.свой процессорный элемент, свою оперативную память,который функционирует под управлением своей ОС, и этот компьютер располагаетсяИ, наконец,последняя модельоснована напроцессора иликаналалогическимежду центральнымпроцессороми использованиивнешними устройствами.В функцииввода-вывода(Рис.42).Вэтомслучаепредполагаетсяналичиеспециализированногоподобных процессоров или каналов входит высокоуровневое управление внешнихкомпьютера,которыйимеетсвой процессорныйэлемент, своюоперативнуюпамять,вустройств.В этомслучаецентральныйпроцессор оперируетс внешнимиустройствамикоторый высокоуровневыхфункционирует под управлениемОС, и этоткомпьютер располагаетсяформезаказовнасвоейобмен.Соответственно,реализациялогически между центральнымпроцессоромВЗУи внешними устройствами.В функциинепосредственногоуправленияконкретнымв процессореосноверазличных критериев:например,по стоимостиосуществляетсяхранения единицыинформациивводаилиподобныхпроцессоровили можетканаловвходит высокоуровневоеуправлениевнешних(в частности,вданным,немпроисходитьмногоуровневаяфиксацияошибок,онпо выводаскоростидоступакнотакилииначеустройствабудутрасполагатьсяустройств.В этом случаецентральныйпроцессороперируетс внешнимиустройствамивможетосуществлятьаппаратноекэшированиеобменовкконкретномуустройствуипр.).примернопорядке (Рис.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
