1625914892-87304ba273974eff372da046ba2bc5da (843828), страница 6

Просмтор этого файла доступен только зарегистрированным пользователям. Но у нас супер быстрая регистрация: достаточно только электронной почты!

Текст из файла (страница 6)

Для распределения устройств по номерам прерываний необходимо, чтобы от каждого устройства к контроллеру прерываний шласпециальная линия, соответствующая одному номеру прерывания. При наличии множестваустройств такое подключение становится невозможным, и на один проводник (один номер прерывания) подключается несколько устройств. В этом случае процессор при обработкепрерывания все равно вынужден заниматься опросом устройств для определенияустройства, выдавшего прерывание, но в существенно меньшем объеме.

Обычно при установке в систему нового устройства ввода-вывода требуется аппаратно или программно определить, каким будет номерпрерывания, вырабатываемый этим устройством.8) Организация прямого доступа к памяти (DMA).Для освобождения процессора от операций последовательного вывода данных из оперативнойпамяти или последовательного ввода в нее был предложен механизм прямого доступа внешнихустройств к памяти – Direct Memory Access.Прямой доступ к памяти (англ. Direct Memory Access, DMA) — режим обмена данными междуустройствами или же между устройством и основной памятью (RAM), без участия ЦентральногоПроцессора (ЦП). В результате скорость передачи увеличивается, так как данные не пересылаются в ЦП и обратно.Кроме того, данные пересылаются сразу для многих слов, расположенных по подряд идущимадресам, что позволяет использование т.

н. «взрывного» (burst) режима работы шины — 1 цикладреса и следующие за ним многочисленные циклы данных. Аналогичная оптимизация работыЦП с памятью крайне затруднена.В оригинальной архитектуре IBM PC был возможен лишь при наличии аппаратного DMAконтроллера (микросхема с номером 8237).DMA-контроллер может получать доступ к системной шине независимо от центрального процессора. Контроллер содержит несколько регистров, доступных центральному процессору длячтения и записи. Регистры контроллера задают порт (который должен быть использован),направление переноса данных (чтение/запись), единицу переноса (побайтно/пословно), числобайтов, которое следует перенести.ЦП программирует контроллер DMA, устанавливая его регистры. Затем процессор даёт командуустройству (например, диску) прочитать данные во внутренний буфер. DMA-контроллер начинает работу, посылая устройству запрос чтения (при этом устройство даже не знает, пришёл ли запрос от процессора или от контроллера DMA).

Адрес памяти уже находится на адресной шине,так что устройство знает, куда следует переслать следующее слово из своего внутреннего буфера. Когда запись закончена, устройство посылает сигнал подтверждения контроллеру DMA. Затем контроллер увеличивает используемый адрес памяти и уменьшает значение своего счётчикабайтов. После чего запрос чтения повторяется, пока значение счётчика не станет равно нулю. Позавершении цикла копирования устройство инициирует прерывание процессора, означающее завершение переноса данных.

Контроллер может быть многоканальным, способным параллельновыполнять несколько операций.Для того чтобы какое-либо устройство, кроме процессора, могло записать информацию в память или прочитать ее из памяти, необходимо чтобы это устройство могло забрать у процессора управление локальной магистралью для выставления соответствующих сигналов на шиныадреса, данных и управления. Для централизации эти обязанности обычно возлагаются не накаждое устройство в отдельности, а на специальный контроллер – контроллер прямого доступа к памяти. Контроллер прямого доступа к памяти имеет несколько спаренных линий – каналов DMA, которые могут подключаться к различным устройствам.

Перед началом использованияпрямого доступа к памяти этот контроллер необходимо запрограммировать, записав в егопорты информацию о том, какой канал или каналы предполагается задействовать, какие операции они будут совершать, какой адрес памяти является начальным для передачи информации и какое количество информации должно быть передано. Получив по одной из линий – каналов DMA, сигнал запроса на передачу данных от внешнего устройства, контроллер по шинеуправления сообщает процессору о желании взять на себя управление локальной магистралью.

Процессор, возможно, через некоторое время, необходимое для завершения его действий с магистралью, передает управление ею контроллеру DMA, известив его специальнымсигналом. Контроллер DMA выставляет на адресную шину адрес памяти для передачи очередной порции информации и по второй линии канала прямого доступа к памяти сообщаетустройству о готовности магистрали к передаче данных. После этого, используя шину данных и шину управления, контроллер DMA, устройство ввода-вывода и память осуществляютпроцесс обмена информацией.

Затем контроллер прямого доступа к памяти извещает процессор о своем отказе от управления магистралью, и тот берет руководящие функции на себя.При передаче большого количества данных весь процесс повторяется циклически.9) Назначение контроллера прямого доступа к памяти (DMA).При прямом доступе к памяти управление локальной магистралью обычно возлагаются не накаждое устройство в отдельности, а на специальный контроллер – контроллер прямого доступак памяти.Процессор и контроллер DMA по очереди управляют локальной магистралью.10) Характеристики устройств ввода-вывода. (I/O) Скорость обмена информацией может варьироваться в диапазоне от нескольких байтов в секунду до нескольких гигабайтов в секунду. Одни устройства могут использоваться несколькими процессами параллельно (являются разделяемыми), в то время как другие требуют монопольного захвата процессом. Часть устройств передает данные по одному байту последовательно (символьныеустройства), а часть устройств передает блоками байтов (блочные устройства). Устройства только для ввода информации, только для вывода информации, и устройства, которые могут выполнять и ввод, и вывод.11) Логическая структура системы ввода-вывода.12) Назначение драйвера устройства и базовой подсистемы ввода-вывода.Базовая подсистема I/O – компонент операционной системы, который предоставляет механизмвзаимодействия между драйверами и программной частью вычислительной системы в целом.Драйверы устройств I/O – программное обеспечение, обеспечивающее четко определенныйинтерфейс между hardware и базовой подсистемой I/O, и скрывающее от разработчиков операционных систем особенности функционирования конкретных приборов.13) В каких случаях применяется буферизация данных?Под буфером обычно понимается некоторая область памяти для запоминания информации приобмене данных между двумя устройствами, двумя процессами или процессом и устройством.Буферизация в базовой подсистеме I/O используется в случаях, когда:1.

Участники обмена обладают разными скоростями приема и передачи информации.2. Участниками обмена единовременно могут быть приняты или получены разные объемыданных.3. Необходимо копировать информацию из приложений, осуществляющих ввод-вывод, вбуфер ядра операционной системы и обратно.14) Чем буферизация отличается от кэширования?Под словом кэш (cash), обычно понимают область быстрой памяти, содержащую копию данных,расположенных где-либо в более медленной памяти, предназначенную для ускорения работывычислительной системы.Кэширование отличается от нормальной буферизации DOS тем, что при одном запросе можетбыть считано несколько секторов. Поскольку основное время уходит на перемещение головкичтения к нужному цилиндру и сектору, то на чтение следующих секторов не требуется многовремени.Мы с вами сталкивались с этим понятием при рассмотрении иерархии памяти.

В базовой подсистеме ввода-вывода не следует смешивать два понятия, буферизацию и кэширование, хотязачастую для выполнения этих функций отводится одна и та же область памяти. Буфер частосодержит единственный набор данных, существующий в системе, в то время как кэш по определению содержит копию данных, существующих где-нибудь еще. Например, буфер, используемый базовой подсистемой для копирования данных из пользовательского пространствапроцесса при выводе на диск, может в свою очередь применяться как кэш для этих данных,если операции модификации и повторного чтения данного блока выполняются достаточно часто.Функции буферизации и кэширования не обязательно должны быть локализованы в базовойподсистеме ввода-вывода.

Они могут быть частично реализованы в драйверах и дажев контроллерах устройств, скрытно по отношению к базовой подсистеме.Лекция №6. Сети1) Понятие и основные признаки локальной вычислительной сети.Локальная вычислительная сеть - группа компьютеров и периферийное оборудование, объединенные одним или несколькими автономными высокоскоростными каналами передачи цифровых данных в пределах одного или нескольких близлежащих зданий.Отличительные признаки ЛВС: Высокая скорость передачи информации, большая пропускная способность сети. Низкий уровень ошибок передачи (или, что тоже самое, высококачественные каналысвязи). Эффективный, быстродействующий механизм управления обменом по сети. Заранее четко ограниченное количество компьютеров, подключаемых к сети.2) Определения: абонент сети, сервер, клиент.Абонент (узел, хост, станция) — это устройство, подключенное к сети и активно участвующее винформационном обмене.Сервером называется абонент (узел) сети, который предоставляет свои ресурсы другим абонентам.Клиентом называется абонент сети, который использует сетевые ресурсы.3)Перечислить основные факторы, влияющие на работоспособность сети.Исправность абонентов сетиИсправность сетевого оборудованияЦелостность кабеля сетиОграничение длины кабеля4) Перечислить базовые топологии сети.Под топологией (компоновкой, конфигурацией, структурой) компьютерной сети обычно понимается физическое расположение компьютеров сети друг относительно друга и способ соединения их линиями связи.Существует три базовые топологии сети: Шина, Звезда, Кольцо.5)Перечислить производные топологии сети.Активное/пассивное деревоЗвездно-шинная топология (star-bus)Звездно-кольцевая топология (star-ring)Сеточная топология (полная/частичная)6) Назначение терминаторов.Терминатор - резистор, подключенный к каждому концу общего звена моноканала для того, чтобы предотвратить нежелательное отражение сигналов.

Фактически терминатор удаляет сигнал измоноканала.7) Назначение повторителей.Предназначен для увеличения расстояния сетевого соединения путём повторения электрическогосигнала «один в один». Бывают однопортовые повторители и многопортовые.8) Назначение концентраторов.Сетевой концентратор или Хаб (жарг. от англ. hub — центр деятельности) — сетевое устройство,предназначенное для объединения нескольких устройств Ethernet в общий сегмент сети.В настоящее время хабы почти не выпускаются — им на смену пришли сетевые коммутаторы (свитчи),выделяющие каждое подключённое устройство в отдельный сегмент.9) Назначение маршрутизаторов.Маршрутиза́тор - сетевое устройство, на основании информации о топологии сети и определённых правил, принимающее решения о пересылке пакетов сетевого уровня (уровень 3 моделиOSI) между различными сегментами сети.Как видно на рис.

Характеристики

Список файлов лекций