Программная модель периферийного устройства

Программная модель – это то, как программист видит некоторое периферийное устройство.

Любое ПУ представлено для программиста и программы в виде набора регистров с некоторыми адресами. Все регистры имеют четкое функциональное назначение.

Структурно можно выделить три группы регистров:

- Регистры контроля.

Занесение некоторого значения в регистры контроля позволяет задать тот или иной режим работы устройства. Обычно в них можно только записать данные, а считать нельзя.

- Регистры состояния.

Регистры состояния показывают, в каком состоянии находится ПУ в настоящий момент. Обычно эти регистры можно считать, но записать туда данные нельзя

- Регистры ввода/вывода.

Через регистры ввода/вывода осуществляется обмен текущей информацией с ПУ.

Пример.

Возьмем в качестве ПУ – адаптер последовательного интерфейса компьютера. Подключим к нему манипулятор-мышь. Настроим его на режим работы, занеся в регистр контроля значение скорости обмена и режима последовательной передачи.

Будем периодически считывать значение регистра состояния, и проверять, полон ли буфер на прием. Когда пользователь изменит положение манипулятора на столе, в последовательный интерфейс поступит информационная посылка с координатами мыши. Она заполнит буфер приема. Когда мы обнаружим этот факт, из регистра вывода мы считаем эту информационную посылку.

Следует обратить внимание, что в зависимости от функциональных свойств ПУ у него может быть несколько регистров контроля, регистров статуса и регистров ввода/вывода. Также возможно совмещение функции некоторых регистров. Например, совмещенный регистр контроля/статуса. Иногда некоторых регистров может не быть.

Магистрально-модульный принцип построения ВС

Модульный принцип позволяет потребителю самому комплектовать нужную ему конфигурацию компьютера и производить при необходимости ее модернизацию. Модульная организация компьютера опирается на магистральный (шинный) принцип обмена информацией между устройствами.

Магистраль включает в себя три многоразрядные шины: шину данных, шину адреса и шину управления, которые представляют собой многопроводные линии. К магистрали подключаются процессор и оперативная память, а также периферийные устройства ввода, вывода и хранения информации, которые обмениваются информацией на машинном языке.

Шина данных. По этой шине данные передаются между различными устройствами. Разрядность шины данных определяется разрядностью процессора, то есть количеством двоичных разрядов, которые могут обрабатываться или передаваться процессором одновременно.

Шина адреса. Выбор устройства или ячейки памяти, куда пересылаются или откуда считываются данные по шине данных, производит процессор. Каждое устройство или ячейка оперативной памяти имеет свой адрес. Адрес передается по адресной шине, причем сигналы по ней передаются в одном направлении - от процессора к оперативной памяти и устройствам. Разрядность шины адреса определяет объем адресуемой памяти (адресное пространство), то есть количество однобайтовых ячеек оперативной памяти, которые могут иметь уникальные адреса. Количество адресуемых ячеек памяти можно рассчитать по формуле: N = 2^I , где I - разрядность шины адреса.

Шина управления. По шине управления передаются сигналы, определяющие характер обмена информацией по магистрали. Сигналы управления показывают, какую операцию - считывание или запись информации из памяти - нужно производить, синхронизируют обмен информацией между устройствами и так далее.

Стандарты периферийных интерфейсов

В современном компьютере достаточно много различных разъемов для подключения внешних устройств. Порты можно классифицировать по следующим характеристикам:

· последовательный или параллельный,

· однонаправленный или двунаправленный,

· синхронные или асинхронные,

· соединяет только два устройства или работает как шина,

· максимальная пропускная способность.

Последовательный порт RS-232C

Порт RS-232C используется для подключения указывающих устройств (манипуляторы мышь), внешних модемов, а иногда для соединения двух машин нуль-модемным кабелем. Конструктивно RS-232C порт может иметь либо 9-и, либо 25-и штырьковый разъем. Но фактически используются только 9 контактов. Интерфейс позволяет связать только 2 (и не более) устройств.

Последовательный порт, RS-422/485

Стандарты RS-422 и RS-485 являются более скоростным продолжением порта RS-232. Для увеличения скорости передачи данных и допустимой длины соединительного кабеля используются разностная передача сигнала, поэтому задействованы дополнительные контакты 25-и штырькового разъема. Это резко снижает воздействие помех и взаимное влияние сигналов в линиях, и позволяет увеличить допустимую длину кабеля с 15 до 1000 метров.