Студопедия

КАТЕГОРИИ:



Мы поможем в написании ваших работ!

Архитектура-(3434)Астрономия-(809)Биология-(7483)Биотехнологии-(1457)Военное дело-(14632)Высокие технологии-(1363)География-(913)Геология-(1438)Государство-(451)Демография-(1065)Дом-(47672)Журналистика и СМИ-(912)Изобретательство-(14524)Иностранные языки-(4268)Информатика-(17799)Искусство-(1338)История-(13644)Компьютеры-(11121)Косметика-(55)Кулинария-(373)Культура-(8427)Лингвистика-(374)Литература-(1642)Маркетинг-(23702)Математика-(16968)Машиностроение-(1700)Медицина-(12668)Менеджмент-(24684)Механика-(15423)Науковедение-(506)Образование-(11852)Охрана труда-(3308)Педагогика-(5571)Полиграфия-(1312)Политика-(7869)Право-(5454)Приборостроение-(1369)Программирование-(2801)Производство-(97182)Промышленность-(8706)Психология-(18388)Религия-(3217)Связь-(10668)Сельское хозяйство-(299)Социология-(6455)Спорт-(42831)Строительство-(4793)Торговля-(5050)Транспорт-(2929)Туризм-(1568)Физика-(3942)Философия-(17015)Финансы-(26596)Химия-(22929)Экология-(12095)Экономика-(9961)Электроника-(8441)Электротехника-(4623)Энергетика-(12629)Юриспруденция-(1492)Ядерная техника-(1748)

Мы поможем в написании ваших работ!

Буферы данных в системах ввода-вывода


Из предыдущего материала следует, что в организации систем ввода-вывода важное место занимают буферы данных (буферные ЗУ или регистры), располагаемые между периферийными устройствами и ядром ЭВМ (основной памятью, каналами ввода-вывода), а иногда между каналами и ОП. Так, например, в представленных на рис. 8.8 и 8.9 структурах каналов буферами данных являются регистры РгСИ. РгД. РгПУСК. Поэтому целесообразно более подробно рассмотреть общие вопросы использования буферов в системах ввода-вывода.

Буферы данных выполняют следующие функции:

согласование форматов данных, с которыми работают передающее и принимающее информацию устройства;

согласование скоростей работы передающего и принимающего устройств;

виртуальное (кажущееся) изменение количественных и качественных характеристик периферийного устройства (относительно устройств ядра ЭВМ).

К характеристикам ПУ, существенным для процесса обмена информацией, отнесем:
формат ФПУ единиц информации (байт, слово и т. д.), которые передает или принимает ПУ;
интервал времени ТПУ между последовательно передаваемыми единицами информации, и интервал QПУ между запросами ПУ на обслуживание (прием или выдачу единицы информация) со стороны ОП или другого устройства ядра ЭВМ (для ПУ с постоянной скоростью передачи данных).

Рис. 8.10. Буфер данных в системе ввода-вывода.

 

Рис. 8.11. Структура буфера данных (kф=4).

 

максимально допустимое время ожидания Тду периферийным устройством обслуживания со стороны ядра ЭВМ (приема информации в ОП и т. п.). Можно считать QПУ ~ ТПУ и tПУ ~ ТПУ.

На рис. 8.10 представлен буфер данных БД, связывающий ПУ (точнее, его УПУ) с ОП (ядром ЭВМ), Независимо от направления передачи данных будем сторону буфера, обращенную ядру ЭВМ, называть внутренней, а обращенную к ПУ - внешней.

Буфер выполняет преобразование форматов данных с коэффициентом преобразования, который с учетом обозначений на рисунке определяется по формуле

 

kф= (внутренний формат)/(внешний формат) =ФяПУ.



 

Для буфера на рис 8.10 kф=4. В общем случае kф может принимать значения, большее, меньшее или равное 1.

На рис. 8.11 представлена структура буфера с kф=4, принимающего поток байт, поступающий из ПУ, например с дискового или ленточного ЗУ, и передающего 4-байтные слова в ОП. Рисунок позволяет более подробно представить функционирование буферного регистра РеСИ в каналах ввода-вывода.

Каждый поступающий с шины интерфейса в буфер байт сопровождается сигналом, подаваемым на вход счетчика (по модулю 4) числа байт СчБ, который, переходя из одного состояния в другое, последовательно открывает группы вентилей пропускающих байты в соответствующие позиции РгСИ. При поступлении четвертого байта в РгСИ завершается формирование 4-байтного слова, СчБ переходит в нулевое состояние и одновременно формируется сигнал запроса на передачу слова в ОПР.

Благодаря наличию буфера в kф раз увеличивается интервал времени между запросами, или, другими словами, в kф раз уменьшается частота запросов на прием информации в ОП. Однако при этом не меняется максимально допустимое время tПУ ~ ТПУ ожидания приема информации в ОП, так как уже через ТПУ после формирования запроса к ОП в РгСИ поступит байт 0 следующего слова и, если к этому моменту предыдущее слово не будет принято в ОП, произойдет искажение информации.

Можно говорить, что буфер виртуально изменяет количественные характеристики ПУ по отношению к устройствам ядра ЭВМ. В рассматриваемом на рис. 8.11 случае приведенные к ядру ЭВМ характеристика ПУ принимают следующие значения:

Ф'ПУ=4ФПУ; Т'ПУ=4ТПУ; Q'ПУ~4ТПУ; t'ПУПУ

Если увеличить емкость буфера путем добавления дополнительного регистра РгД размером в 4-байтное слово (показан штриховой линией на рис.7.11), как это сделано в структурной схеме селекторного канала (см., рис. 8.9), и после приема в РгСИ четвертого байта производить передачу слова в РгД, одновременно формируя запрос к ОП, то максимальное время ожидания снятия информации из РгД возрастет до 4ТПУ. Таким образом, в результате увеличения емкости буфера (добавление РгД) приведенные к ядру ЭВМ характеристики ПУ принимают следующие значения:

Ф'ПУ=4ФПУ; Т'ПУ=4ТПУ; Q'ПУ=4ТПУ; t'ПУ=4ТПУ

Увеличение t'ПУ существенно для селекторных (блок-мультиплексных) каналов с интенсивным обменом информацией с ОП, особенно при реализации цепочек операций и данных.

Наличие буфера может приводить и к виртуальному качественному изменению характеристики ПУ. Например, в ЗУ магнитной лентой передача при записи и считывании информации производится с постоянной скоростью; другими словами, ЗУ с магнитной лентой является устройством с синхронной передачей, навязывающей ОП свой темп приема (выдачи) Информации. Однако если есть буфер, емкость которого достаточна для промежуточного хранения блока (зоны) данных, считываемых (или записываемых) с ленты, то по отношению к ядру ЭВМ ЗУ с лентой становится устройством с асинхронной поблочной передачей информации, работающем в произвольном темпе с остановкой ленты после передачи каждого блока.

 

<== предыдущая лекция | следующая лекция ==>
Монопольный режим | Вектором нормали

Дата добавления: 2014-01-07; Просмотров: 692; Нарушение авторских прав?; Мы поможем в написании вашей работы!


Нам важно ваше мнение! Был ли полезен опубликованный материал? Да | Нет



ПОИСК ПО САЙТУ:


Рекомендуемые страницы:

Читайте также:
studopedia.su - Студопедия (2013 - 2021) год. Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав! Последнее добавление
Генерация страницы за: 0.003 сек.