Такое поведение процессора называется опросом или ожиданием готовности, а также активным ожиданием

Действия, выполняемые операционной системой, в виде программы

1. Сначала данные копируются в ядро.

2. Затем операционная система входит в цикл, в котором на каждой итерации цикла печатает на принтере один символ.

Существенный аспект программного ввода-вывода, ясно проиллюстрированный данным примером, состоит в том, что после печати каждого символа процессор в цикле опрашивает готовность устройства.

Данные читаются пословно. Для каждого читаемого слова ЦП должен оставаться в цикле проверки, пока не определит, что слово находится в регистре данных модуля ввода-вывода, то есть доступно для считывания.

Процедура начинается с выдачи процессором команды ввода, в которой указан адрес конкретного модуля ввода-вывода и конкретного внешнего устройства.

Существуют четыре типа команд ввода-вывода, которые может получить модуль ввода-вывода:

1. управление,

2. проверка,

3. чтение

4. запись.

Команды управления используются для активизации внешнего устройства и указания требуемой операции. Например, в устройство памяти на магнитной ленте может быть выдана команда перемотки или продвижения на одну запись. Для каждого типа внешнего устройства характерны специфичные для него команды управления.

Команда проверки применяется для проверки различных ситуаций, возникающих в модуле ввода-вывода и внешнем устройстве в процессе ввода/вывода. С помощью таких команд ЦП способен выяснить, включено ли внешнее устройство, готово ли оно к работе, завершена ли последняя операция ввода/вывода и не возникли ли в ходе ее выполнения какие-либо ошибки. Действие команды сводится к установке или сбросу соответствующих разрядов регистра состояния модуля ввода-вывода.

Команда чтения побуждает модуль получить элемент данных из внешнего устройства и занести его в регистр данных. ЦП может получить этот элемент данных, запросив модуль ввода-вывода поместить его на шину данных.

Команда записи заставляет модуль принять элемент данных (байт или слово) с шины данных и переслать его в регистр данных с последующей передачей во внешнее устройство.

Если к модулю ввода-вывода подключено несколько внешних устройств, то в процедуре ввода/вывода нужно производить циклический опрос всех устройств, с которыми в данный момент производятся операции ввода-вывода.

Основной недостаток программно управляемого ввода-вывода Недостаток состоит в том, что центральный процессор занимается на все время операции ввода-вывода. Даже если один символ «печатается» очень быстро, поскольку все, что нужно сделать принтеру — это поместить этот символ в свой внутренний буфер, принтер обычно не рассчитан на прием символов с той скоростью, с которой их может выдать быстрый процессор. Поэтому большую часть времени центральный процессор проведет в ожидании готовности принтера, что является неэффективным использованием процессорного времени. Такой подход вполне допустим в примитивных встроенных системах, в которых у центрального процессора нет других задач; однако в более сложных, многозадачных системах такой подход неприемлем.

Главным аргументом в пользу программно управляемого ввода/вывода является простота модуля ввода-вывода, поскольку основные функции по управлению вводом-выводом беря на себя процессор. При одновременной работе с несколькими внешними устройствами приоритет устройств легко изменить программными средствами (последовательностью опроса). Наконец, подключение к системе ввода-вывода новых внешних устройств или отключение ранее подключенных также реализуется без особых сложностей.

Вопрос № 1.2. «Ввод/вывод по прерываниям»

Основным недостатком программно управляемого ввода-вывода являются простои процессора в ожидании, пока модуль ввода/вывода выполнит очередную операцию.

Альтернативой может быть вариант, когда ЦП выдает команду ввода-вывода, а затем продолжает делать другую полезную работу.

Дата добавления: 2014-01-14