Проблемы организации систем ввода-вывода

ОРГАНИЗАЦИЯ ВВОДА-ВЫВОДА

Вычислительная машина содержит помимо процессора (процессоров) и основной памяти, образующих ее ядро, многочисленные и разнообразные по выполняемым функциям и принципам действия периферийные устройства (ПУ), предназначенные для хранения больших объемов информации (внешние запоминающие устройства) и для ввода в ЭВМ и вывода из нее информации, в том числе для ее регистрации и отображения (устройства ввода-вывода).
Передача информации с периферийного устройства в ядро ЭВМ (память и процессор) называется операцией ввода, а передача из ядра ЭВМ в периферийное устройство - операцией вывода.

Производительность и эффективность использования ЭВМ определяются не только возможностями ее процессора и характеристиками основной памяти, но в очень большой степени составом ее ПУ, их техническими данными и способом организации их совместной работы с ядром (процессором и основной памятью) ЭВМ.

Связь устройств ЭВМ друг с другом осуществляется с помощью сопряжений, которые в вычислительной технике называются интерфейсами.

Интерфейс представляет собой совокупность линий и шин, сигналов, электронных схем и алгоритмов (протоколов), предназначенную для осуществления обмена информацией между устройствами. От характеристик интерфейсов во многом зависят производительность и надежность вычислительной машины.

При разработке систем ввода-вывода должны быть решены следующие проблемы:

- должна быть обеспечена возможность реализации машин с переменным составом оборудования (машин с переменной конфигурацией), в первую очередь, с различным набором периферийных устройств, с тем, чтобы пользователь мог выбирать состав оборудования (конфигурацию) машины в соответствии с ее назначением, легко дополнять машину новыми устройствами;

- для эффективного и высокопроизводительного использования оборудования ЭВМ должны реализовываться параллельная во времени работа процессора над программой и выполнение периферийными устройствами процедур ввода-вывода;

- необходимо упростить для пользователя и стандартизовать программирование операций ввода-вывода, обеспечить независимость программирования ввода-вывода от особенностей того или иного периферийного устройства;

- необходимо обеспечить автоматическое распознавание и реакцию ядра ЭВМ на многообразие ситуаций, возникающих в ПУ (готовность устройства, отсутствие носителя, различные нарушения нормальной работы и др.).

Особенно актуально решение этих проблем для машин средней и большой производительности, содержащих большое число разнообразных периферийных устройств.

Отметим основные пути решения указанных проблем.

Дата добавления: 2014-01-07