На этапе завершения обмена опрашивается состояние ПУ и выключается механизм ПУ, приводящий в движение носитель информации

3. На этапе завершения обмена опрашивается состояние ПУ и выключается механизм ПУ, приводящий в движение носитель информации.

Рассмотренный способ обмена обладает существенным недостатком - непроизводительные затраты процессорного времени на ожидание готовности ПУ.

В/в по прерываниям процессора с точки зрения производительности ЭВМ более эффективен, так как время ожидания готовности ПУ процессор может использовать для выполнения другой программы. При этом способе в момент готовности контроллер ПУ вырабатывает сигнал прерывания, по которому процессор прерывает выполнение текущей программы и приступает к обслуживанию данного ПУ. Обслуживание осуществляется путем передачи управления специальной подпрограмме обмена, написанной для данного ПУ, которая обеспечивает обмен с РД ПУ. После ее завершения управление возвращается прерванной программе. Сигналов прерывания вырабатывается столько, сколько байтов информации вводится (выводится). Недостаток обмена по прерываниям процессора - это ощутимые накладные расходы времени на передачу одного байта данных, поэтому обмен по прерываниям процессора применяется для обслуживания медленнодействующих ПУ (клавиатура, принтер и т. п.).

2. Контроллер прямого доступа в память (КПДП).

Обменом управляет специальный контроллер или сопроцессор ввода/вывода , который инициализируется ЦП и передает данные от заданного ПУ в заданную область ОП, или наоборот.

DRQ – запрос на обмен, который говорит, что устройство готово участвовать в обмене

DASK – разрешение запроса

БР – буферный регистр

БУС – блок управления синхронизации

КПДП состоит из 4 одинаковых каналов. Каждый канал содержит 3 регистра: управляющие процедурой обмена с данным устройством:

RA – регистр адреса области памяти, участвующей в обмене (16-разрядный),

RCD – счетчик данных (количество байт, участвующих в операции (макс. 64 Кбайт))

RM – регистр режима, который задает направление обмена между ОП и ПУ.

Канал может работать в 4 режимах:

1) побайтный обмен: передав 1 байт, КПДП отключается и дает возможность работать ЦП или другим устройствам;

2) блочный обмен: начавшаяся операция будет поддерживаться, пока не передадутся все данные.

в) блочный обмен с ожиданием: контроллер будет выполнять операцию, не пуская другие устройства к работе

г) режим каскадного подключения.

3 фазы работы КПДП.

1. Инициирование.

2. Обмен.

3. Завершение.

В канал загружается адрес, количество слов, режим работы канала. Соответствующий канал размаскировывается, ЦП переключается на другую работу. ПУ, когда готово участвовать в обмене, передает сигнал DRQ, который анализируется контроллером. Контроллер посылает в ЦП сигнал HOLD (уступить шину). ЦП отключается от системной шины и передает контроллеру сигнал HLDA (освободил). Контроллер устанавливает сигнал AEN, вследствие чего все устройства отключаются от системной шины, кроме пославшего сигнал.

После этого контроллер выдает ПУ сигнал DACK. Этот сигнал после завершения обмена убирается, счетчик данных уменьшается на 1, контроллер убирает HOLD и AEN, ЦП захватывает шину и убирает HLDA. Контроллер готов реагировать на следующий сигнал DRQ.

Производительность – это количество операций в единицу времени. Быстродействие – время выполнения операций. Пусть существует функция F, которую можно разделить на F1, F2, F3. При выполнении задачи F методом, описанным на рисунке, время выполнения F вычисляется как сумма времени выполнения операций F1, F2, F3.

При выполнении задачи F методом, описанным на рисунке, время выполнения F вычисляется как максимальное из значений времени выполнения операций F1, F2,F3.

Для ускорения выполнения операций используется конвейеризация (локальное совмещение команд – одновременное выполнение различных фаз соседних команд).

Выполнение команд последовательно осуществляется по следующей схеме:

При конвейеризации используется другой принцип:

При этом время выполнения операций не изменилось, но производительность увеличилась в 2 раза.

Для обработки операндов и команд используется буферная память.

БК – буфер команд

БД – буфер данных

Принцип конвейеризации по-разному реализуется в современных микропроцессорах. Структура микропроцессора типа CISC предполагает, что команды имеют разную длину и время выполнения, поэтому они сложны аппаратурно. Процессоры типа RISC предполагают, что все команды имеют одинаковый формат, Цикл выполнения команд тоже одинаков. В них количество команд сведено до минимума (содержат набор простых, чаше всего встречающихся команд). Уменьшено количество различных вариантов обращения к памяти. ЦП ориентирован на работу с регистрами, а не с памятью. Но удлинение кода приводит к увеличению затрат ОП.

Команды имеют следующий формат:

КОП – код операции

M – признак команды

R1 – номер регистра

R2 – номер ячейки

R3 (L) - смещение

Конфликты, возникающие при использовании принципа конвейеризации.

1.   Структурный – возникает при одновременном обращении в различных фазах к одному тому же ресурсу.

Например, фазы ВО и ВК, ВК и ИК, выполняемые в одно время, требуют обращения к памяти. Решение – введение отдельных КЭШей (для команд и для данных).

Похожие работы

Программы ввода текстовой и графической информации

Скачать

85159

10

11

... редкие шрифты. При просмотре таких документов в другом компьютере, строки разъезжаются, форматирование "плывет". Для распространения технических описаний, справочной документации и другой текстово – таблично - графической информации в сети Internet, на дискетах и компакт-дисках наиболее широко используется формат PDF (Portable Document Format - формат переносных документов), разработанный фирмой ...

Устройства ввода и отображения текстовой и графической информации (мониторы, сканеры, графопостроители)

Скачать

42533

2

2

... для чтения записанной на микрофильм информации необходимы специальные устройства. Устройства вывода на микрофильм сравнительно дороги. Вывод графической информации осуществляется с помощью графопостроителей.   Рассмотрим устройства ввода информации Самым известным устройством ввода информации является: 1.  Клавиатура является основным устройством ввода информации в ПК. Это первое из внешних ...

Графическая информация и средства ее обработки

Скачать

53232

0

0

... , в свою очередь, образован четырьмя связанными линиями. Возможно представить куб и как двенадцать связанных линий, образующих ребра. Средства создания и обработки векторной графики К программным средствам создания и обработки векторной графики относятся графические редакторы (например Adobe Illustrator, Macromedia Freehand, CorelDraw) и векторизаторы (трассировщики) — специализированные пакеты ...

Разработка сайта "Интернет-магазин средств связи" средствами веб-программирования PHP, HTML 4.01, CSS, JavaScript

Скачать

22501

0

17

... -коммуникационных средств. 1. Техническое задание В начале работы выбрать тип сайта, который будете создать. Тип сайта: Интернет-магазин. Далее определиться с тематикой сайта: Тематика сайтов: Интернет-магазин средств связи. Кнопки управления (навигация сайта): определяются веб-дизайнером самостоятельно, с каждой страницы сайта должен быть обеспечен переход (установлена гиперссылка) на ...