Trắc nghiệm, bài giảng pptx các môn chuyên ngành Y dược và các ngành khác hay nhất có tại “tài liệu ngành Y dược hay nhất”; https://123doc.net/users/home/user_home.php?use_id=7046916. Slide bài giảng môn tổ chức và kiến trúc máy tính ppt dành cho sinh viên chuyên ngành công nghệ - kỹ thuật và các ngành khác. Trong bộ sưu tập có trắc nghiệm kèm đáp án chi tiết các môn, giúp sinh viên tự ôn tập và học tập tốt môn tổ chức và kiến trúc máy tính bậc cao đẳng đại học chuyên ngành công nghệ - kỹ thuật và các ngành khác
NLU-FIT Basic Computer Networks Tổ chức kiến trúc máy tính Chương 07 ĐẦU VÀO/ ĐẦU RA điểm NLU-FIT Basic Computer Networks kiến trúc hệ thống I / O máy tính giao diện với giới bên ngồi Có ba kỹ thuật I / O chính: Programmed I / O, I / O diễn kiểm sốt trực tiếp liên tục chương trình u cầu I / O hoạt động Ngắt điều khiển I / O, chương trình hành lệnh I / O sau tiếp tục thực hiện, bị gián đoạn phần cứng I/O để báo hiệu kết thúc hoạt động I/O truy cập nhớ trực tiếp (DMA), I/O xử lý chuyên ngành có quyền kiểm sốt hoạt động I / O để di chuyển khối lượng lớn liệu Why I/O Modules and Function? Ngồi xử lý mơ-đun nhớ, yếu tố quan trọng thứ ba hệ thống máy tính tập hợp module I / O NLU-FIT Basic Computer Networks Có loạt thiết bị ngoại vi với phương pháp khác hoạt động Nó không thực tế để kết hợp logic cần thiết vi xử lý để kiểm soát loạt thiết bị Tốc độ truyền liệu thiết bị ngoại vi thường chậm nhiều so với nhớ xử lý Vì vậy, khơng thực tế để sử dụng bus hệ thống tốc độ cao để giao tiếp trực tiếp với thiết bị ngoại vi Mặt khác, tốc độ truyền liệu số thiết bị ngoại vi nhanh so với nhớ xử lý Một lần nữa, không phù hợp dẫn đến thiếu hiệu không quản lý cách Thiết bị ngoại vi thường sử dụng định dạng liệu khác có độ dài từ lớn máy tính nên chúng nén Why I/O Modules and Function? NLU-FIT Basic Computer Networks Như vậy, module I / O bắt buộc Module có hai chức Giao tiếp với vi xử lý nhớ thông qua bus hệ thống chuyển mạch trung tâm Giao tiếp cho nhiều thiết bị ngoại vi kết nối liệu phù hợp NLU-FIT Basic Computer Networks Why I/O Modules and Function? Hình 7.1 mơ hình Tổng qt Module I / O 7.1 thiết bị ngoại vi NLU-FIT Basic Computer Networks I / O hoạt động thực thông qua nhiều dạng thiết bị bên cung cấp phương tiện để trao đổi liệu môi trường bên ngồi máy tính Một thiết bị bên ngồi gắn vào máy tính liên kết đến module I / O Hình 7.1 Các liên kết sử dụng để trao đổi điều khiển, trạng thái liệu module I/O thiết bị bên Một thiết bị bên kết nối với Module I / O thường gọi thiết bị kết nối ngoại vi, đơn giản thiết bị ngoại vi 7.1 thiết bị ngoại vi Chúng ta phân loại thiết bị ngoại vi thành ba loại: NLU-FIT Basic Computer Networks người đọc: Thích hợp để giao tiếp với người sử dụng máy tính Màn hình, máy in, bàn phím Máy đọc được: Thích hợp cho giao tiếp với thiết bị Giám sát kiểm soát đĩa từ, hệ thống băng cảm biến Truyền thơng: Thích hợp cho giao tiếp với thiết bị từ xa Modem Card giao diện mạng (NIC) 7.1 thiết bị ngoại vi NLU-FIT Basic Computer Networks Trong điều kiện tổng quát, tính chất thiết bị ngoại vi hình 7.2 Giao diện với module I / O hình thức kiểm sốt, liệu, tín hiệu trạng thái Hình 7.2 Sơ đồ khối thiết bị ngoại vi 7.1 thiết bị ngoại vi tín hiệu điều khiển xác định chức mà thiết bị thực hiện, chẳng hạn NLU-FIT Basic Computer Networks Gửi liệu tới I / O module (INPUT hay READ) chấp nhận liệu từ I / O module (OUTPUT WRITE), tình trạng báo cáo thực số chức kiểm soát đặc biệt thiết bị (ví dụ, vị trí đầu đĩa) Số liệu theo hình thức bit gửi đến nhận từ module I /O tín hiệu trạng thái cho biết trạng thái thiết bị Ví dụ ĐÃ SẴN SÀNG / KHƠNG-SẴN SÀNG để hiển thị cho dù thiết bị sẵn sàng để chuyển liệu 7.1 thiết bị ngoại vi NLU-FIT Basic Computer Networks 10 Điều khiển logic kết hợp với thiết bị điều khiển hoạt động thiết bị đáp ứng định hướng từ module I / O Đầu dò chuyển đổi liệu từ điện sang hình thức khác lượng trình xuất từ hình thức khác sang điện q trình nhập Thơng thường, đệm kết hợp với đầu dò để tạm thời giữ liệu chuyển giao module I / O mơi trường bên ngồi kích thước đệm phổ biến 8-16 bit 7.3 Chương trình I / O NLU-FIT Basic Computer Networks 31 Hình 7.4a cho ví dụ việc sử dụng chương trình I / O để đọc khối liệu từ thiết bị ngoại vi (ví dụ, ghi từ băng) vào nhớ Dữ liệu đọc từ thời điểm Đối với từ đọc vào, xử lý phải kiểm tra xác định từ có sẵn ghi liệu module I / O biểu đồ luồng nêu bật bất lợi kỹ thuật này: q trình tốn nhiều thời gian mà giữ xử lý bận không cần thiết NLU-FIT Basic Computer Networks 32 7.4 Interrupt-Driven I/O Vấn đề với chương trình I / O vi xử lý phải chờ đợi thời gian dài cho module I / O sẵn sàng cho việc tiếp nhận truyền tải liệu Các xử lý, chờ đợi, liên tục phải kiểm tra trạng thái module I / O Kết là, mức độ hiệu suất toàn hệ thống giảm nhiều 7.4 Interrupt-Driven I/O NLU-FIT Basic Computer Networks 33 Một thay cho xử lý phát lệnh I / O cho module sau làm số cơng việc hữu ích khác I / O module nhận liệu từ thiết bị ngoại vi Các I / O module sau làm gián đoạn xử lý để yêu cầu dịch vụ sẵn sàng để trao đổi liệu với xử lý Bộ xử lý sau thực việc chuyển giao liệu trước, sau tiếp tục xử lý lệnh 7.4 Interrupt-Driven I/O NLU-FIT Basic Computer Networks 34 Thí dụ Bộ xử lý phát lệnh READ sau làm điều khác (ví dụ, vi xử lý làm việc chương trình khác thời điểm) Vào cuối chu kỳ lệnh, kiểm tra xử lý ngắt Khi gián đoạn từ module I / O diễn ra, vi xử lý lưu bối cảnh (ví dụ, truy cập chương trình đăng ký xử lý) chương trình hành xử lý ngắt Trong trường hợp này, xử lý đọc liệu từ I / O module lưu trữ nhớ Sau khơi phục lại bối cảnh chương trình làm việc (hoặc số chương trình khác) tiếp tục thực NLU-FIT Basic Computer Networks 35 7.4 Interrupt-Driven I/O Hình 7.4b cho thấy việc sử dụng ngắt I/O để đọc khối liệu Interrupt I / O hiệu so với chương trình I / O bỏ qua việc chờ đợi vơ ích Tuy nhiên, làm gián đoạn I / O tiêu tốn nhiều thời gian xử lý liệu mà từ nhớ đến module I/O từ module I / O nhớ phải qua xử lý NLU-FIT Basic Computer Networks 36 7.4 Interrupt-Driven I/O từ trạng thái chương trình (PSW)bộ đếm chương trình (PC) Hình 7,6 xử lý Interrupt đơn giản NLU-FIT Basic Computer Networks 37 7.5 Truy cập nhớ trực tiếp Interrupt -driven I / O, hiệu chương trình I / O, địi hỏi can thiệp tích cực vi xử lý để truyền liệu nhớ module I / O, truyền liệu phải qua đường thơng qua xử lý Như vậy, hai hình thức I / O bị hai nhược điểm cố hữu: Tốc độ truyền I / O giới hạn tốc độ mà xử lý kiểm tra phục vụ thiết bị Các xử lý gắn việc quản lý truyền I / O; số lệnh phải thực chuyển giao cho I / O NLU-FIT Basic Computer Networks 38 7.5 Truy cập nhớ trực tiếp DMA liên quan đến Module bổ sung vào bus hệ thống Các Module DMA Hình 7.10 có khả bắt chước xử lý thực tế, lấy quyền kiểm soát hệ thống từ vi xử lý Nó cần phải làm điều để truyền liệu đến từ nhớ bus hệ thống Vì mục đích này, Các Module DMA phải sử dụng bus khơng cần xử lý , phải buộc xử lý đình hoạt động tạm thời NLU-FIT Basic Computer Networks 39 7.5 Truy cập nhớ trực tiếp Hình 7.11 Sơ đồ khối DMA điển hình 7.5 Truy cập nhớ trực tiếp NLU-FIT Basic Computer Networks 40 Khi xử lý muốn đọc viết khối liệu, truyền lệnh cho Module DMA, cách gửi đến module DMA thông tin sau: Việc đọc viết yêu cầu, sử dụng dòng điều khiển đọc viết Địa thiết bị I / O tham gia Các vị trí bắt đầu nhớ để đọc từ hay ghi, lưu trữ Module DMA tập địa Số lượng từ đọc hay viết, lần thơng qua dịng liệu lưu trữ ghi đếm liệu NLU-FIT Basic Computer Networks 41 7.5 Truy cập nhớ trực tiếp Bộ xử lý sau tiếp tục với cơng việc khác Nó giao I / O hoạt động cho mơ-đun DMA Các Module DMA chuyển tồn khối liệu, từ thời điểm, trực tiếp vào nhớ, mà không qua xử lý Khi việc chuyển đổi hoàn tất, Module DMA gửi tín hiệu ngắt để xử lý Do đó, vi xử lý có liên quan đầu cuối việc chuyển giao (hình 7.4c) 7.5 Truy cập nhớ trực tiếp 42 NLU-FIT Basic Computer Networks Các chế DMA cấu hình theo nhiều cách khác Một số khả thể hình 7.13 Trong ví dụ tất module chia sẻ bus hệ thống Các Module DMA, hoạt động xử lý thay thế, sử dụng chương trình I / O để trao đổi liệu nhớ module I / O thông qua DMA Cấu hình này, không tốn kém, rõ ràng không hiệu Như với chương trình I / O, lần chuyển từ tiêu thụ hai chu kỳ bus xử lý kiểm soát NLU-FIT Basic Computer Networks 43 7.5 Truy cập nhớ trực tiếp Hình 7.13 Cấu hình DMA thay 44 7.5 Truy cập nhớ trực tiếp Trong hai trường hợp (Hình 7.13b, c), Các bus hệ thống module DMA chia sẻ với vi xử lý nhớ sử dụng module DMA để trao đổi liệu với nhớ Việc trao đổi liệu DMA I / O diễn bus hệ thống NLU-FIT Basic Computer Networks NLU-FIT Basic Computer Networks 45 Computer Organization and Architecture 7.6 I/O Channels and Processor (Reference) 7.7 The External Interface (Reference) Reference: Computer Organization and Architecture Designing for Performance (8th Edition), William Stallings, Prentice Hall, Upper Saddle River, NJ 07458 ... phương tiện phổ biến máy tính tương tác / người sử dụng bố trí bàn phím / hình Người dùng cung cấp đầu vào thơng qua bàn phím Đầu vào sau truyền vào máy tính hiển thị hình Ngồi ra, liệu hình hiển... cung cấp phương tiện để trao đổi liệu môi trường bên ngồi máy tính Một thiết bị bên ngồi gắn vào máy tính liên kết đến module I / O Hình 7.1 Các liên kết sử dụng để trao đổi điều khiển, trạng...những điểm NLU-FIT Basic Computer Networks kiến trúc hệ thống I / O máy tính giao diện với giới bên ngồi Có ba kỹ thuật I / O chính: Programmed I / O, I / O diễn kiểm soát trực tiếp liên