Bài giảng Cấu trúc máy tính Chương 4: Các phương pháp vào – ra dữ liệu

CÂU TRUC MAY TINH CHƯƠNG 4: CÁC PHƯƠNG PHÁP VÀO – RA DỮ LIỆU Nôi dung cua chương 4.1 Cấu trúc phần cứng hệ thống vào – dl 4.2 Các phương pháp vào liệu 4.1 Cấu trúc phần cứng hệ thống vào – liệu  Cấu trúc song song:  Các máy tính PC trang bị cổng song song cổng nối tiếp  Khác với ghép nối nối tiếp có nhiều ứng dụng, ghép nối song song thường phục vụ cho máy in Cấu trúc song song (tiếp) Cấu trúc song song (tiếp)  Địa sở ghi cho tất cổng LPT (line printer) từ LPT1 đến LPT4 lưu trữ vùng số liệu BIOS  Thanh ghi số liệu định vị offset 00h, ghi trang thái 01h, ghi điều khiển 02h  Thông thường, địa sở LPT1 378h, LPT2 278h, địa ghi trạng thái 379h 279h địa ghi điều khiển 37Ah 27Ah  Định dạng ghi sau:địa ghi điều khiển 37Ah 27Ah Cấu trúc song song (tiếp)  Thanh ghi liệu: (hai chiều):  Thanh ghi trạng thái máy in (chỉ đọc): Cấu trúc song song (tiếp)  Thanh ghi điều khiển máy in: Cấu trúc song song (tiếp)  Các chân tín hiệu đầu cắm 25 chân cổng song song LPT sau: Cấu trúc song song (tiếp)  Trao đổi liệu hai máy tính qua cổng song song Cổng nối tiếp – Serial port  Truyền nối tiếp đồng bất đồng  Ghép nối tiếp cho phép trao đổi thiết bị bit  Dữ liệu thường gửi theo nhóm bit SDU (serial data unit) mà nhóm tạo thành byte hay word  Các thiết bị ngọai vi như: máy vẽ, modem, chuột nối với PC qua cổng nối tiếp COM  Sự khác truyền nối tiếp đồng bất đồng là: kỹ thuật truyền đồng bộ, đường dây liệu phải đưa thêm vào vài đường tín hiệu đồng biết bit ổn định đường truyền Giao tiếp với bàn phím (tiếp)  Chip xử lý bàn phím liên tục kiểm tra trạng thái ma trận quét (scan matrix) để xác định công tắc tọa độ X,Y đóng hay mở ghi mã tương ứng vào đệm bên bàn phím  Sau mã truyền nối tiếp tới mạch ghép nối bàn phím PC Cấu trúc SDU cho việc truyền số liệu chân cắm đầu nối bàn phím Giao tiếp với bàn phím (tiếp)  STRT: bit start (luôn 0)  DB0 - DB7: bit số liệu từ đến  PAR: bit parity (luôn lẻ)  STOP: bit stop (luôn 1) Giao tiếp với bàn phím (tiếp)  Mã quét bàn phím:  Mỗi phím nhấn gán cho mã quét (scan code) gồm byte  Nếu phím nhấn bàn phím phát mã make code tương ứng với mã quét truyền tới mạch ghép nối bàn phím PC Giao tiếp với bàn phím (tiếp)  Truy xuất bàn phím qua Bios:  BIOS ghi ký tự việc nhấn phím vào đệm tạm thời gọi đệm bàn phím (keyboard buffer), có địa 40:1E, gồm 32 byte kết thúc địa 40:3D  Mỗi ký tự lưu trữ bytes, byte cao mã quét, byte thấp mã ASCII  Như vậy, đệm lưu trữ tạm thời 16 ký tự Truy xuất bàn phím qua Bios (tiếp)  Chương trình xử lý ngắt xác định mã ASCII từ mã quét bảng biến đổi ghi mã vào đệm bàn phím Bộ đệm bàn phím tổ chức đệm vòng (ring buffer) quản lý trỏ  Các giá trị trỏ lưu trữ vùng số liệu BIOS địa 40:1A 40:1C Ngắt INT 16h BIOS cung cấp hàm cho bàn phím Thường hàm BIOS trả giá trị ASCII phím điều khiểnhoặc chức nhấn Giao tiếp với bàn phím (tiếp)  Chương trình với bàn phím qua cổng:  Các ghi port  Mã lệnh  Các lệnh cho bàn phím AGP – Accelerated Graphics Port  Nguyên lý chung:  AGP Bus 32 bit với xung nhịp 66Mhz  Không có thiết bị máy tính sử dụng AGP bus  hoạt động với khả kết nối tối đa  AGP sử dụng Pipelining để tăng tốc, Pipelining tổ chức việc thu hồi liệu theo trình tự Graphic Card nhận đoạn liệu hoàn trả lại yêu cầu đơn lẻ PCI Express  PCIe dạng giao diện bus hệ thống/card mở rộng máy tính  Được thiết kế để thay cho giao diện PCI, PCI-X, AGP cho card mở rộng đồ họa PCI Express (tiếp)  Kết nối nối tiếp tốc độ cao  Ban đầu dùng kết nối nối tiếp để truyền tín hiệu  Kết nối song song  PCIe kết nối nối tiếp mà hoạt động mạng bus PCI Express (tiếp) PCI Express (tiếp)  Vấn đề băng thông:  PCIe gồm nhiều loại 1x, 2x, 4x, 8x, 12x, 16x  Băng thông lớn nhiều so với PCI cũ  4x, 8x, 12x sử dụng thị trường máy chủ  1x, 2x, 16x sử dụng cho người dùng thông thường  Mỗi đường lane PCIe gồm cặp dây, để truyển, để gửi  Gói liệu di chuyển với tốc độ 1bit/chu kì PCI Express (tiếp) PCI Express (tiếp)  Tốc độ nhanh hơn:  Bus PCI có độ rộng 32 bit, tốc độ đồng hồ xung nhịp cao 33Mhz, cho phép dl truyền tới 133MB/s  PCI-X có độ rộng 64 bit truyền dl từ 512MB tới 1GB/s PCI Express (tiếp) PCI Express (tiếp)  Những điều kiện thuận lợi chuyển tốc độ kết nối nối tiếp:  Ưu tiên liệu, ngăn chặn tượng nghẽn mạch  Dữ liệu truyền theo thời gian thực  Sử dụng chân cắm độ rộng dl nhỏ bus thông thường  Dễ dàng kết nối dò tìm lỗi  Đơn giản để ngắt dl thành gói nhỏ đặt gói nhỏ với  Mỗi thiết bị có đường dl riêng kết nối Point – to – Point từ Switch  Tín hiệu từ nhiều nguồn không thời gian làm việc bus [...]... Chuẩn ghép nối RS – 232 (tiếp) 3 Chuẩn ghép nối RS – 232 (tiếp)  Các phương thức nối giữa DTE và DCE:  Đơn công (simplex connection): dữ liệu chỉ được truyền theo 1 hướng  Bán song công ( half-duplex): dữ liệu truyền theo 2 hướng, nhưng mỗi thời điểm chỉ được truyền theo 1 hướng  Song công (full-duplex): số liệu được truyền đồng thời theo 2 hướng 4.2 Các phương pháp vào – ra dữ liệu  1 Truy xuất... qua các cổng:  Các thanh ghi và các port  Mã lệnh  Các lệnh cho bàn phím 4 AGP – Accelerated Graphics Port  Nguyên lý chung:  AGP là một Bus 32 bit với xung nhịp 66Mhz  Không có thiết bị nào trên máy tính sử dụng AGP bus  luôn hoạt động với khả năng kết nối tối đa  AGP sử dụng Pipelining để tăng tốc, Pipelining tổ chức việc thu hồi dữ liệu theo trình tự và Graphic Card nhận được các đoạn dữ liệu. .. start, 7 bits số liệu, 1 bit chẵn lẻ và 1 bit stop mô tả như hình vẽ Lưu ý rằng: bit start luôn bằng 0 (space) và bit stop luôn bằng 1(mark) 2 Cổng nối tiếp – Serial port (tiếp) 2 Cổng nối tiếp – Serial port (tiếp)  Bus interface: ghép nối bus;  Serial data: dữ liệu nối tiếp;  Transmitter holder register: thanh ghi đệm giữ dữ liệu phát;  Transmitter shift register: thanh ghi dịch dữ liệu phát;  Receiver... trên đường truyền ngắn và các lỗi bit đơn nên trong một số ứng dụng đặc biệt người ta phải dùng mã CRC mặc dù phức tạp hơn  Hầu hết đều được thiết kế phần cứng kiểm tra chẵn lẻ 2 Cổng nối tiếp – Serial port (tiếp)  Nhóm dữ liệu nối tiếp SDU và nối tiếp hóa  Trước khi truyền chuỗi số liệu nối tiếp, máy phát và máy thu phải được khởi tạo để họat động với cùng một định dạng dữ liệu, cùng một tốc độ truyền...  Bàn phím – cấu trúc và chức năng: 3 Giao tiếp với bàn phím (tiếp)  Chip xử lý bàn phím liên tục kiểm tra trạng thái của ma trận quét (scan matrix) để xác định công tắc tại các tọa độ X,Y đang được đóng hay mở và ghi một mã tương ứng vào bộ đệm bên trong bàn phím  Sau đó mã này sẽ được truyền nối tiếp tới mạch ghép nối bàn phím trong PC Cấu trúc của SDU cho việc truyền số liệu này và các chân cắm... thanh ghi đệm dữ liệu thu;  Receiver shift register: thanh ghi dịch dữ liệu thu;  SDU logic: mạch logic SDU;  Interface control baud generator: máy phát điều khiển tốc độ truyền dữ liệu  baud;  Clock: xung clock; 3 Chuẩn ghép nối RS - 232  Chuẩn này quy định ghép nối về cơ khí, điện, và logic giữa một thiết bị đầu cuối số liệu DTE (Data Terminal Equipment) và thiết bị thông tin số liệu DCE (Data... nối tiếp – Serial port (tiếp)  Truyền nối tiếp đồng bộ và bất đồng bộ  Ngược lại trong truyền bất đồng bộ, các bit dữ liệu tự nó chứa các thông tin để đồng bộ; phần phát và phầnthu phải họat động với cùng 1 tần số xung clock  Kiểm tra chẵn lẻ và tốc độ truyền  Bit chẵn lẻ (parity bit) được đưa vào khung SDU dùng để phát hiện lỗi trên đường truyền  Việc truyền bit chẵn lẻ chỉ kiểm soát được các lỗi... MODE của DOS có thể đặt các thông số cho cổng nối tiếp RS232  Thí dụ: MODE COM2:2400, E,8 ,1 chọn cổng COM2, tốc độ 2400 baud, parity chẵn, 8 bit dữ liệu và 1 bit stop  Cũng có thể dùng ngắt 21h của DOS để phát hoặc thu dữ liệu qua cổng nối tiếp bằng 4 hàm sau:  Hàm 03h: đọc 1 ký tự  Hàm 04h: phát 1 ký tự  Hàm 3Fh: đọc 1 file  Hàm 40h: ghi 1 file 2 Giao tiếp PC Game  Cấu trúc và chức năng của... chuyển tốc độ kết nối nối tiếp:  Ưu tiên dữ liệu, ngăn chặn hiện tượng nghẽn mạch  Dữ liệu được truyền theo thời gian thực  Sử dụng ít chân cắm hơn do độ rộng dl nhỏ hơn bus thông thường  Dễ dàng kết nối và dò tìm lỗi  Đơn giản hơn để ngắt dl thành những gói nhỏ và đặt những gói nhỏ cùng với nhau  Mỗi thiết bị có những đường dl riêng do kết nối Point – to – Point từ Switch  Tín hiệu từ nhiều nguồn... ghi cả 2 mã vào bộ đệm bàn phím Bộ đệm bàn phím được tổ chức như bộ đệm vòng (ring buffer) và được quản lý bởi 2 con trỏ  Các giá trị con trỏ được lưu trữ trong vùng số liệu của BIOS ở địa chỉ 40:1A và 40:1C Ngắt INT 16h trong BIOS cung cấp 8 hàm cho bàn phím Thường các hàm BIOS trả về một giá trị 0 của ASCII nếu phím điều khiểnhoặc chức năng được nhấn 3 Giao tiếp với bàn phím (tiếp)  Chương trình ...Nôi dung cua chương 4.1 Cấu trúc phần cứng hệ thống vào – dl 4.2 Các phương pháp vào liệu 4.1 Cấu trúc phần cứng hệ thống vào – liệu  Cấu trúc song song:  Các máy tính PC trang bị cổng song... sau: Cấu trúc song song (tiếp)  Trao đổi liệu hai máy tính qua cổng song song Cổng nối tiếp – Serial port  Truyền nối tiếp đồng bất đồng  Ghép nối tiếp cho phép trao đổi thiết bị bit  Dữ liệu. .. song (tiếp)  Thanh ghi liệu: (hai chiều):  Thanh ghi trạng thái máy in (chỉ đọc): Cấu trúc song song (tiếp)  Thanh ghi điều khiển máy in: Cấu trúc song song (tiếp)  Các chân tín hiệu đầu cắm