Интерфейс устройств

Устройства работают гораздо медленнее процессора. Так было всегда, и со временем это становиться все более очевидным, поскольку производительность процессоров возрастает быстрее, чем производительность устройств. Предположим, что пользователь вводит в текстовом редакторе текст со скоростью 10 символов в секунду, а процессор, на котором выполняется этот редактор, обрабатывает одну команду за 1 миллисекунду. Если заменить миллисекунды секундами, то получиться, что пользователь вводит по одному символу в день, тогда как процессор выполняет одну команду за секунду. Современные процессоры при том же масштабировании выполняют уже тысячу команд за секунду.

На Рис.3.1 показан простой интерфейс устройства, который помещает в буфер символ при вводе или считывает из буфера символ при выводе.

Рис.3.1.                    Простой интерфейс устройства.

Интерфейс устройств – это совокупность средств и правил, обеспечивающих взаимодействие устройств и программ.

В случае с пользовательским терминалом введенный пользователем символ передается во входной буфер и в регистре состояния устанавливается бит, указывающий процессору, что в буфере имеется готовый символ (т.е. в регистре состояния БитВвода =0).

Для вывода процессору нужно знать, что выходной буфер свободен и готов к получению символа, для чего используется еще один бит состояния (т.е. в регистре состояния. БитВывода=1). Процессор может проверять эти биты состояния и, таким образом, выводить или вводить данные с доступной устройству скоростью.

Программное управление устройствами может осуществляться на основе проверки битов состояния интерфейса. В этом случае интерфейс пассивен, его биты просто указывают состояние устройства, процессор сам их проверяет, и узнает когда передавать входные (или выходные) данные. Такая проверка называется опросом устройств.

Это простой и надежный метод управления устройствами, особенно подходящий для небольших систем. Но для систем, важным параметром которых является быстродействие, метод опроса не подходит, так как событие может произойти сразу же после опроса устройства и кроме того, на циклический опрос устройств расходуется много процессорного времени.

В качестве альтернативы управление устройствами может осуществляться на основе прерываний. Интерфейс немедленно сигнализирует процессору о поступлении данных во входной буфер или о готовности выходного буфера к приему новых данных. Таким образом обеспечивается максимально быстрый отклик системы.

Друзья! Приглашаем вас к обсуждению. Если у вас есть своё мнение, напишите нам в комментарии.