Вектор состояния формируется в соответствующем регистре (регистрах) процессора, претерпевая изменения после выполнения каждой команды.

Наборы информационных элементов, образующих векторы состояния, отличаются у ЭВМ разных типов. Например, вектор состояния микропроцессора К580 включает в себя содержимое 16-разрядного счетчика команд (адрес очередной команды), содержимое 8-разрядного регистра признаков, называемое в документации на этот микропроцессор словом состояния процессора, и содержимое 8-разрядного регистра аккумулятора АЛУ.

Использование слова (вектора) состояния - распространенный прием построения управления устройствами вычислительной техники. Во многих устройствах ЭВМ для организации их функционирования формируются свои, специфические слова состояния (или байты состояния), фиксирующие в виде некоторого кода состояние устройства, например, готовность его к выполнению задаваемой операции, успешное или неуспешное завершение операции и т.д.

 

Система ввода-вывода ЭВМ. Канальная и шинная организация.

Обмен сообщениями между центральной частью маши­ны и объектами внешнего мира осуществляется системой ввода- вывода(СВВ). Она система включает в себя ПУ, служащие для преоб­разования и кодирования информации, а также разнообразные средства управления обменом и передачи сообщений в компь­ютер и из него.

Основные функции СВВ. Задача СВВ состоит в организации и управлении процессом передачи информации между ПУ и ОП ком­пьютера. Для СВВ любое ПУ представляет собой своеобразный ге­нератор (устройства ввода) или потребитель (устройства вывода) данных D _i, работающий под управлением сигналов С _i и сообщаю­щий о своем состоянии СВВ сигналами S_i (рис.1).

На СВВ возлагаются следующие функции:

· формирование текущего адреса А_i ОП и передачи данных по этому адресу

· выработка управляющих сигналов С_i

· получение и обработка сигналов состояния S_i и формирование сообщений о состоянии СВВ

· получение приказов от ЦП на выполнение операций ввода- вывода.

Си­стема ввода-вывода образует маршрут передачи данных между ПУ и ОП и осуществляет управление обменом. Поскольку передача данных происходит по специальным каналам и в соответствии с определенными правилами, то в СВВ обязательно входят аппа­ратные средства.

Все функции СВВ можно разбить на три группы:

1) Установление связи между ПУ и ОП. При этом образуется канал передачи дан­ных между одним из ПУ и ОП, по которому и будут передаваться данные. Для этого выявляют наиболее приоритетный запрос и исключают возможность передачи от любого другого ПУ, прове­ряют работоспособность и готовность к работе всех соответству­ющих компонентов СВВ и передают им нужную управляющую ин­формацию.

Во всех действий обязательно уча­ствует процессор.

2) Определение текущего адреса ячейки памяти для записи или чтения очередного слова данных, преобразование форматов пе­редаваемых данных, контроль передачи и выявление особых усло­вий - может выполняться как средствами процессора (програм­мный ввод-вывод), так и автономными аппаратными средствами (прямой доступ в память). Это наиболее длительная часть опера­ции ввода-вывода

3) Разрушение установленной связи и возвращение всех ком­понентов системы в исходное состояние - третья группа функций связана с завершением текущей опе­рации ввода-вывода и «разрушением» канала. Здесь определяются момент и причины (нормальное завершение или завершение вслед­ствие выявления ошибки) завершения обмена, а также выполня­ется передача управляющей информации компонентам СВВ для перевода их в исходное состояние.

Системные и локальные шины

Одним из простейших механизмов, позволяющих организовать взаимодействие различных подсистем, является единственная центральная шина, к которой подсоединяются все подсистемы. Доступ к такой шине разделяется между всеми подсистемами. Подобная организация имеет два основных преимущества: низкая стоимость и универсальность.

Главным недостатком организации с единственной шиной является то, что шина создает узкое горло, ограничивая, возможно, максимальную пропускную способность ввода/вывода. Традиционно шины делятся на шины, обеспечивающие организацию связи процессора с памятью, и шины ввода/вывода. Шины ввода/вывода могут иметь большую протяженность, поддерживать подсоединение многих типов устройств, и обычно следуют одному из шинных стандартов. Шины процессор-память, с другой стороны, сравнительно короткие, обычно высокоскоростные.

По мере роста быстродействия микропроцессоров привела к двухуровневой организации шин в персональных компьютерах на основе локальной шины. Локальной шиной называется шина, электрически выходящая непосредственно на контакты микропроцессора. Она обычно объединяет процессор, память, схемы буферизации для системной шины и ее контроллер, а также некоторые вспомогательные схемы.

Рассмотрим типичную транзакцию на шине. Шинная транзакция включает в себя две части: посылку адреса и прием (или посылку) данных. Шинные транзакции обычно определяются характером взаимодействия с памятью: транзакция типа "Чтение" передает данные из памяти (либо в ЦП, либо в устройство ввода/вывода), транзакция типа "Запись" записывает данные в память. В транзакции типа "Чтение" по шине сначала посылается в память адрес вместе с соответствующими сигналами управления, индицирующими чтение. Память отвечает, возвращая на шину данные с соответствующими сигналами управления. Транзакция типа "Запись" требует, чтобы ЦП или устройство в/в послало в память адрес и данные и не ожидает возврата данных. Обычно ЦП вынужден простаивать во время интервала между посылкой адреса и получением данных при выполнении чтения, но часто он не ожидает завершения операции при записи данных в память.

Стандарты шин

Ширина шины
(кол-во сигналов = 128);Мультиплексированиеадреса/данных; Разрядностьданных;

Размер пересылки (слов) Одиночнаяилигрупповая; Количество главных устройствшины;

Максимальная длина и количество пропускаемой информации (мб\с)