Wstęp do informatyki. Interfejsy, urządzenia we/wy i komunikacja. Linie magistrali

Transkrypt

1 Wstęp doinformatyki Architektura interfejsów Interfejsy, urządzenia we/wy i komunikacja Dr inż. Ignacy Pardyka Akademia Świętokrzyska Kielce, 2001 Slajd 1 Slajd 2 Magistrala Linie magistrali Sterowanie Dane Sterowanie: Żądania i potwierdzenia Określają typ informacji na liniach danych Dane przenoszą informację od źródła do przeznaczenia: Dane i adresy Złożone rozkazy Slajd 3 Slajd 4 Terminologia Funkcje magistral MASTER: 1) Wybiera operację 2) Adresuje 3) Czeka na wykonanie operacji przez SLAVE SLAVE: 1) Monitoruje start 2) Sprawdza adres 3) Jeśli jest adresatem: Wykonuje operację Sygnalizuje zakończenie BUS: 1) Monitoruje start 2) Sprawdza czas odpowiedzi 3) Jeśli brak odpowiedzi po upływie zadanego czasu: time out Slajd 5 Slajd 6 1

2 System we/wy Urządzenia we/wy Processor Cache interrupts Memory - Bus Urządzenie Klawiatura Mysz audio Skaner audio Drukarka Rodzaj Partner Transmisja (KB/sec) Main Memory Disk Disk Graphics Network Drukarka laserowa Display graficzny Terminal sieciowy Sieć LAN Dysk optyczny Dysk HD We/wy We/wy , ??? 500 2,000-8,000 Taśma 2000 Slajd 7 Dyski magnetyczne Przeznaczenie: trwała, nie ulotna Duża objętość, tania, względnie wolna Charakterystyki: Seek Time (~8 ms) opóźnienie pozycjonowania opóźnienie obrotu Szybkość transmisji Sektor na minutę (5-15 MB/s) Bloki Pojemność Giga bajty Stale wzrasta ścieżka sektor głowica cylinder talerz 7200 RPM = 120 RPS => 8 ms obrót opóźnienie obrotu = 4 ms 128 sektorów na ścieżce => 0.25 ms sektor 1KBnasektor=>16MB/s Czas odpowiedzi = Kolejka + Kontroler + Seek + Rot + Xfer Czas obsługi Budowa dysku elementy Slajd 9 Slajd 10 Budowa dysku twardego Budowa dysku Silnik Tarcze magnetyczne Obudowa Głowice zapisu / odczytu Silnik liniowy: szybki i precyzyjny Slajd 11 Slajd 12 2

3 Zasada zapisu Podłączenie w PC Slajd 13 Slajd 14 MODEM MODEM - karta Slajd 15 Slajd 16 Drukarka igłowa Drukarka laserowa Slajd 17 Slajd 18 3

4 Drukarka atramentowa Drukarka - sterownik Slajd 19 Slajd 20 CD zasada zapisu Memory Mapped BUS dla pamięci i we/wy Brak oddzielnych instrukcji we/wy ROM Interfejs Interfejs RAM $ L2 $ Memory Bus bus Bus Adaptor Slajd 21 Slajd 22 Transmisja sterowana przerwaniami sterownik Program użytkownika wstrzymywany na czas transmisji 1000 transmisji po 1 ms każda: 1000 przerwań po 2 µs na przerwanie 1000 ISR po 98 µs każde = 0.1 sek.. (1) Przerwanie we/wy (2) pamiętaj PC (3) adres procedury obsługi (4) Powrót z obsługi przerwania add sub and or nop read store... rti pamięć -6 Transmisja do urządzeń = 10 MBajt/s => 0.1 x 10 s/bajt => 0.1 µs/bajt => 1000 bajtów = 100 µs 1000 przesłań x 100 µs = 100 ms = 0.1 seconds program użytkownika procedura obsługi przerwań ISR Slajd 23 DMA - Direct Memory Access wysyła adres startowy, kierunek transmisji i rozmiar do sterownika DMAC. Inicjuje transmisję "start". DMAC IOC Sterownik (DMAC) generuje sygnały potwierdzeń (handshake) przy transmisji z peryferiami i pamięcią transferów po 1 ms każdy: 1 DMA ustala sekwencję po 50 µs 1przerwanie2µs 1 obsługa przerwania 48 µs s czasu Memory Mapped n 0 ROM RAM Peripherals DMAC Slajd 24 4

5 Transmisja sygnałów pomiędzy komputerami Port Równoległy: ( kb/s) drukarka skaner Slajd 25 Slajd 26 Port USB (Universal Serial Bus) USB uniwersalny port szeregowy (do6mbit/s) drukarka skaner mysz joystick kamera cyfrowa modem głośniki Itp. Konektor typu A Typu B Slajd 27 5