Xem hệ thống vào/ra của máy tính gồm các thành phần nào 2024
Tổng quan về hệ thống vào – ra
Bạn đang xem bản rút gọn của tài liệu. Xem và tải ngay bản đầy đủ của tài liệu tại đây (455.48 KB, 17 trang )
Chương 4: TỔ CHỨC VÀO/ RA
4.1. Tổng quan về hệ thống vào/ ra
4.1.1. Giới thiệu chung
Chức năng của hệ thống vào-ra: Trao đổi thông tin giữa máy tính với thế giới bên ngoài
Các thao tác cơ bản
– Vào dữ liệu (Input)
– Ra dữ liệu (Output)
Các thành phần chính
– Các thiết bị ngoại vi
– Các mô-đun vào-ra
Cấu trúc cơ bản của hệ thông vào ra
Đặc điểm của vào-ra
– Tồn tại đa dạng các thiết bị ngoại vi khác nhau về:
+ Nguyên tắc hoạt động
+ Tốc độ
+ Khuôn dạng dữ liệu
– Tất cả các thiết bị ngoại vi đều chậm hơn CPU và RAM Cần có các mô-đun vào-
ra để nối ghép các thiết bị ngoại vi với CPU và bộ nhớ chính
Các thiết bị ngoại vi
Chức năng: chuyển đổi dữ liệu giữa bên trong và bên ngoài máy tính
Phân loại:
– Thiết bị ngoại vi giao tiếp người-máy: Bàn phím, Màn hình, Máy in,…
– Thiết bị ngoại vi giao tiếp máy-máy: gồm các thiết bị theo dõi và kiểm tra
– Thiết bị ngoại vi truyền thông: Modem, Network Interface Card (NIC)
Cấu trúc chung của thiết bị ngoại vi
Các thành phần của thiết bị ngoại vi
– Bộ chuyển đổi tín hiệu: chuyển đổi dữ liệu giữa bên ngoài và bên trong máy tính
– Bộ đệm dữ liệu: đệm dữ liệu khi truyền giữa mô-đun vào-ra và thiết bị ngoại vi
– Khối logic điều khiển: điều khiển hoạt động của thiết bị ngoại vi đáp ứng theo yêu
cầu từ mô-đun vào-ra
Có 4 phương pháp vào ra cơ bản sau
– Vào ra dữ liệu bằng phương pháp thăm dò
– Vào ra dữ liệu bằng phương pháp DMA (Direction Memory Aceess) truy nhập bộ
nhớ trực tiếp.
– Vào ra dữ liệu bằng điều khiển ngắt
– Vào ra dữ liệu bằng điều khiển kênh
4.1.2. Modul vào/ ra
Chức năng của mô-đun vào-ra:
– Điều khiển và định thời
– Trao đổi thông tin với CPU
– Trao đổi thông tin với thiết bị ngoại vi
– Đệm giữa bên trong máy tính với thiết bị ngoại vi
– Phát hiện lỗi của thiết bị ngoại vi
Cấu trúc chung của mô-đun vào-ra
Các thành phần của mô-đun vào-ra
– Thanh ghi đệm dữ liệu: đệm dữ liệu trong quá trình trao đổi
– Các cổng vào-ra (I/O Port): kết nối với thiết bị ngoại vi, mỗi cổng có một địa chỉ
xác định
– Thanh ghi trạng thái/điều khiển: lưu giữ thông tin trạng thái/điều khiển cho các
cổng vào-ra
– Khối logic điều khiển: điều khiển mô-đun vào-ra
4.1.3. Các phương pháp địa chỉ hoá cổng vào/ra
Không gian địa chỉ của bộ xử lý
– Một số bộ xử lý chỉ quản lý duy nhất một không gian địa chỉ: -->>không gian địa
chỉ bộ nhớ: 2
N
địa chỉ
Ví dụ: Các bộ xử lý 680×0 (Motorola)
– Một số bộ xử lý quản lý hai không gian địa chỉ tách biệt:
Không gian địa chỉ bộ nhớ: 2
N
địa chỉ
Không gian địa chỉ vào-ra: 2
N1
địa chỉ
Có tín hiệu điều khiển phân biệt truy nhập không gian địa chỉ
Tập lệnh có các lệnh vào-ra chuyên dụng
– Ví dụ: Pentium (Intel)
không gian địa chỉ bộ nhớ = 2
32
byte = 4GB
không gian địa chỉ vào-ra = 2
16
byte = 64KB
Tín hiệu điều khiển M/IO
Lệnh vào-ra chuyên dụng: IN, OUT
Các phương pháp địa chỉ hoá cổng vào-ra
– Vào-ra riêng biệt (Isolated IO hay IO mapped IO)
– Vào-ra theo bản đồ bộ nhớ (Memory mapped IO)
Vào-ra riêng biệt
Cổng vào-ra được đánh địa chỉ theo không gian địa chỉ vào-ra
CPU trao đổi dữ liệu với cổng vào-ra thông qua các lệnh vào-ra chuyên dụng (IN,
OUT)
Chỉ có thể thực hiện trên các hệ thống có quản lý không gian địa chỉ vào-ra riêng
biệt
Vào-ra theo bản đồ bộ nhớ
Cổng vào-ra được đánh địa chỉ theo không gian địa chỉ bộ nhớ
Vào-ra giống như đọc/ghi bộ nhớ
CPU trao đổi dữ liệu với cổng vào-ra thông qua các lệnh truy nhập dữ liệu bộ nhớ
Có thể thực hiện trên mọi hệ thống
4.2. Các phương pháp điều khiển vào/ra
Vào-ra bằng chương trình (Programmed IO)
Vào-ra điều khiển bằng ngắt (Interrupt Driven IO)
Truy nhập bộ nhớ trực tiếp – DMA (Direct Memory Access)
4.2.1. Vào-ra bằng chương trình
Nguyên tắc chung: CPU điều khiển trực tiếp vào-ra bằng chương trình cần
phải lập trình vào-ra.
Các tín hiệu điều khiển vào-ra
– Tín hiệu điều khiển (Control): kích hoạt thiết bị ngoại vi
– Tín hiệu kiểm tra (Test): kiểm tra trạng thái của mô-đun vào-ra và thiết bị ngoại vi
– Tín hiệu điều khiển đọc (Read): yêu cầu mô-đun vào-ra nhận dữ liệu từ thiết bị
ngoại vi và đưa vào thanh ghi đệm dữ liệu, rồi CPU nhận dữ liệu đó
– Tín hiệu điều khiển ghi (Write): yêu cầu mô-đun vào-ra lấy dữ liệu trên bus dữ liệu
đưa đến thanh ghi đệm dữ liệu rồi chuyển ra thiết bị ngoại vi
Các lệnh vào-ra
– Với vào-ra riêng biệt: sử dụng các lệnh vào-ra chuyên dụng (IN, OUT).
– Với vào-ra theo bản đồ bộ nhớ: sử dụng các lệnh trao đổi dữ liệu với bộ nhớ.
Lưu đồ đoạn chương trình vào-ra
Hoạt động của vào-ra bằng chương trình
– CPU yêu cầu thao tác vào-ra
– Mô-đun vào-ra thực hiện thao tác
– Mô-đun vào-ra thiết lập các bit trạng thái
– CPU kiểm tra các bit trạng thái:
+ Nếu chưa sẵn sàng thì quay lại kiểm tra
+ Nếu sẵn sàng thì chuyển sang trao đổi dữ liệu với mô-đun vào-ra
Đặc điểm
– Vào-ra do ý muốn của người lập trình
– CPU trực tiếp điều khiển vào-ra
– CPU đợi mô-đun vào-ra tiêu tốn thời gian của CPU
Bạn đang tìm hiểu bài viết: hệ thống vào/ra của máy tính gồm các thành phần nào 2024
HỆ THỐNG CỬA HÀNG TRÙM SỈ QUẢNG CHÂU
Điện thoại: 092.484.9483
Zalo: 092.484.9483
Facebook: https://facebook.com/giatlathuhuongcom/
Website: Trumsiquangchau.com
Địa chỉ: Ngõ 346 Nam Dư, Trần Phú, Hoàng Mai, Hà Nội.
