Внешние устройства ввода-вывода

Интерфейсы персональных компьютеров

Лекция 6

Функции базовой подсистемы ввода-вывода

Базовая подсистема ввода-вывода служит посредником между процессами вычислительной системы и набором драйверов. Системные вызовы для выполнения операций ввода-вывода трансформируются ею в вызовы функций необходимого драйвера устройства. Однако обязанности базовой подсистемы не сводятся к выполнению только действий трансляции общего системного вызова в обращение к частной функции драйвера. Базовая подсистема предоставляет вычислительной системе такие услуги, как поддержка блокирующихся, неблокирующихся и асинхронных системных вызовов, буферизация и кэширование входных и выходных данных, осуществление spooling'a и монопольного захвата внешних устройств, обработка ошибок и прерываний, возникающих при операциях ввода-вывода, планирование последовательности запросов на выполнение этих операций.

Классификация интерфейсов

Интерфейсы внешних устройств ввода-вывода

Параллельный порт.

Последовательный порт (COM-порт, RS-232).

PS/2.

Инфракрасный порт.

USB (Universal Serial Bus).

Итерфейсы шин расширения.

ISA (Industry Standard Architecture).

PCI (Peripheral Component Interconnect).

PCI-Express.

Интерфейсы видеокарт

AGP (Accelerated Graphics Port).

PCI-Express.

Интерфейсы внешней памяти.

IDE, ATA, Serial ATA;

SCSI, SCSI II, Wide SCSI II, Ultra SCSI II, Ultra Wide SCSI II, Ultra2 SCSI, Ultra160 SCSI;

IEEE 1394 (FireWire)

Устройства, подключаемые к универсальному внешнему последовательному интерфейсу (RS-232, COM-порт), являются одними из самых медленных в силу ограничения его пропускной способности: 115200 бит/сек. Вследствие своего широкого распространения COM-порты получили поддержку многих ОС. В Windows – это возможность работы с портом средствами Win-32 API, а, например, в Real-time Linux функции управления портом входят даже в состав ядра ОС. Параллельный порт, изначально предназначенный для принтеров, используется для подключения внешних УВВ достаточно редко. Однако, работа в режимах порта EPP и ECP позволяет взаимодействовать с внешними устройствами со скоростью до 2 Мбайт/с, используя при этом ПДП. Последовательный и параллельный порты могут сами представлять собой устройства цифрового ввода-вывода. COM-порт имеет три программно-управляемых выходных линии и четыре программно-читаемых входных линии с уровнем логической единицы в диапазоне от –12 до –3 В и уровнем логического нуля в диапазоне от +3 до +12 В. Параллельный порт содержит гораздо больше выходных и входных цифровых линий (сколько и какие именно – зависит от режима работы порта) с логическими уровнями ТТЛ. Первоначально последовательный и параллельный порты подключались к компьютеру по ISA-шине расширения. Современные компьютеры используют для этих портов и некоторых других интерфейсов специальный, более удобный для этих целей, интерфейс LPC (Low Pin Count, Малое Количество Контактов).

То есть LPC пришел на смену устаревшей ISA. Шина LPC имеет 4 – битный интерфейс, который поддерживает работу внешних портов (COM, LPT, PS/2 и инфракрасного) а также контроллера флоппи дисковода.

Несмотря на то, что количество линий у LPC всего 4 (вместо 8 или 16 у ISA), более высокая частота — 33 МГц (вместо 8 МГц) — обеспечивает большую пропускную способность.

Дата добавления: 2014-01-06