Улазно/излазни подсистем

Улазно-излазни подсистем остварује пренос података између рачунара и његовог спољашњег окружења. Окружење се састоји од четири групе уређаја: периферних уређаја за комуникацију са корисником, спољне меморије, уређаја за пренос података преко комуникационих линија и уређаје за везу са управљаним објектом.

Периферни уређаји

Периферним уређајима (периферијама, улазно-излазним уређајима) називају се сви уређаји који се преко улазно-излазног подсистема могу прикључити на рачунарски систем ради улаза или излаза података. Периферни уређаји могу се класификовати на следећи начин:

1) периферни уређаји намењени за комуникацију са корисником даље се деле на:
– улазне уређаје: тастатура, скенер, графичка табла…
– излазне уређаје: екран, сигналне сијалице, штампачи (ласерски, матрични…), цртачи…
– интерактивне уређаје (уређаје за дијалог корисника са рачунаром): миш, трекбол, светлосна оловка, екран са додиром…

2) спољне (масовне) меморије, намењене за памћење података великог обима и њихово архивирање: јединице тврдих дискова, јединице оптичких дискова…

3) уређаји за даљински пренос података преко комуникационих линија (телекомуникациони уређаји): мрежне картице, модеми и други уређаји за даљински пренос. Ови уређаји омогућавају повезивање рачунара са другим рачунарима директно и преко локалних или глобалних рачунарских мрежа као што је Интернет, данас најпопуларнија и највећа светска рачунарска мрежа

4) уређаји за везу са управљаним објектом: аналогно/дигитални конвертори, давачи (мерни претварачи), извршни уређаји…

Улаз и излаз података представља процес преноса података између рачунара и уређаја ван њега који се називају периферни уређаји или периферије. Периферије представљају електронске или електромеханичке уређаје који извршавају функције улаза, излаза или улаза/излаза података. Постоји велики број различитих улазних и излазних уређаја. Они се разликују по томе како се информације у њима смештају, по начину како са њих долазе и у њих шаљу информације и по брзини са којом се то ради. Међутим, рад са улазно/излазним уређајима је тако организован да се он реализује једнообразно, без обзира на то о којој се врсти улазног или излазног уређаја ради. Да би се то омогућило сви уређаји се тако реализују да се састоје од контролера периферије и периферије.

Повезивање компонената рачунарског система заједничком магистралом

Повезивање компонената рачунарског система заједничком магистралом

На слици је приказано повезивање свих компоненти на једну системску магистралу, која се састоји од адресне, управљачке и магистрале података. У пракси се врло често срећу конфигурације са више магистрала: улазно/излазне и меморијске магистрале, али принцип повезивања периферија остаје исти: периферија се преко контролера периферије и одговарајућег интерфејса прикључује на магистралу (системску или улазно/излазну).

Контролери периферија садрже одређен број програмски доступних регистара и управљачку логику. Програмски доступни регистри служе да се комплетна организација улаза/излаза на програмском нивоу сведе на уписивање у ове регистре и читање ових регистара. Управљачка логика служи да се на основу садржаја програмски доступних регистара организује читање података из улазне периферије и упис података у излазну периферију.

Програмски доступни регистри се, према својој функцији, могу сврстати у четири групе и то: управљачки регистар, статусни регистар, регистар података и регистар броја улаза.

Управљачки регистар служи да се програмским путем уписивањем одговарајућих вредности у овај регистар изврши иницијализација, стартовање и заустављање контролера периферије. Управљачка логика на основу садржаја одређених битова управљачког регистра креће са преносом података из улазне периферије у регистар података или из регистра података у излазну периферију. За сваки податак пренет из улазне периферије у регистар података управљачка логика поставља одређени бит у статусном регистру као индикацију да садржај регистра података може да се пренесе у меморијску локацију. Такође и за сваки податак пренет из регистра података у излазну периферију управљачка логика поставља одређени бит у статусном регистру као индикацију да садржај следеће меморијске локације може да се пренесе у регистар податка. Само пребацивање података из регистра података у меморијску локацију или из меморијске локације у регистар података се код неких контролера периферија реализује програмским путем читањем садржаја регистра података или уписивањем у регистар података, док код неких контролера периферија то ради сам контролер.

Код оних контролера периферија код којих се то ради програмским путем, мора се читањем статусног регистра, најпре, утврдити да је следећи податак пренет из улазне периферије у регистар података, па га тек онда преносити из регистра података у меморијску локацију или да је претходни податак пренет из регистра података у излазну периферију, па тек онда преносити следећи податак из меморијске локације у регистар података. Код ових контролера периферија постоји и могућност да за сваки податак пренет из улазне периферије у регистар податка управљачка логика генерише сигнал прекида и да за сваки податак пренет из регистра податка у излазну периферију управљачка логика такође генерише сигнал прекида. На сигнал прекида процесор одговара сигналом потврде. На овај сигнал контролер периферије шаље процесору садржај регистра броја улаза. Процесор на основу броја улаза улази у табелу са адресама прекидних рутина, чита адресу прекидне рутине и њеним уписивањем у програмски бројач скаче на прекидну рутину. Сада се у прекидној рутини податак преноси из регистра података у меморијску локацију или из меморијске локације у регистар података.

Код оних контролера периферија код којих то ради сам контролер, управљачке логика контролера реализује циклус уписа садржаја из регистра податка у меморијску локацију или циклус читања из меморијске локације и прихватање очитаног садржаја у регистру података. У оба случаја управљачка логика контролера периферије реализује одређене контроле рада са периферијом и у случају откривања неких нерегуларности поставља одређене битове статусног регистра. Због тога се програмским путем у одређеним тренуцима чита садржај статусног регистра и на основу провере његовог садржаја утврђује да ли се рад са периферијом одвија регуларно или не.

По завршеном преносу или откривеној нерегуларности у одговарајуће битове управљачког регистра се програмским путем уписује садржај на основу кога управљачка логика контролера зауставља пренос података из улазне периферије у регистар података или из регистра података у излазну периферију.

Периферије са данас тако реализују да се детаљи везани за само читање из улазне периферије или упис у излазну периферију не виде, већ се помоћу дефинисаног интерфејса и протокола управља читањем из и уписом у периферију, примају или шаљу подаци и добијају информације о исправности рада са периферијом.

Подаци се обично уносе са периферије блоковски, тако што се у неки део меморије у низ суседних локације преноси одређен број речи. Исто важи и за слање података из меморије у излазне периферије. За реализацију блоковског уноса података из периферије у меморију и слања података из меморије у периферију треба урадити следеће: преносити податке из периферије у меморију или обратно, водити евиденцију о адресама меморијских локација у које се речи уписују или из којих се речи читају и водити евиденцију о броју пренетих речи. Могуће је да процесор све ово ради, да део послова ради процесор а део посебни уређаји и да све ово раде посебни уређаји. У зависности од тога каква је подела посла између процесора и посебних уређаја, користи се више техника организације улаза/излаза и то: улаз/излаз са контролерима без директног приступа меморији, са контролерима са директним приступом меморији и са улазно/излазним процесорима.

На сличан начин остварује се комуникација процесора са свим групама периферних уређаја.

Advertisements

Оставите одговор

Попуните детаље испод или притисните на иконицу да бисте се пријавили:

WordPress.com лого

Коментаришет користећи свој WordPress.com налог. Одјавите се / Промени )

Слика на Твитеру

Коментаришет користећи свој Twitter налог. Одјавите се / Промени )

Фејсбукова фотографија

Коментаришет користећи свој Facebook налог. Одјавите се / Промени )

Google+ photo

Коментаришет користећи свој Google+ налог. Одјавите се / Промени )

Повезивање са %s