Architektura interfejsów
Wstęp do informatyki
Interfejsy, urzÄ…dzenia we/wy
i komunikacja
Dr inż. Ignacy Pardyka
Akademia Świętokrzyska
Kielce, 2001
Slajd 1 Slajd 2
Wstęp do informatyki I. Pardyka  Akademia Świętokrzyska Kielce Wstęp do informatyki I. Pardyka  Akademia Świętokrzyska Kielce
Magistrala
Linie magistrali
Sterowanie
Dane
" Sterowanie:
 Żądania i potwierdzenia
 Określają typ informacji na liniach danych
" Dane przenoszÄ… informacjÄ™ od z
ródła do
przeznaczenia:
 Dane i adresy
 Złożone rozkazy
Slajd 3 Slajd 4
Wstęp do informatyki I. Pardyka  Akademia Świętokrzyska Kielce Wstęp do informatyki I. Pardyka  Akademia Świętokrzyska Kielce
Terminologia Funkcje magistral
MASTER:
1) Wybiera operacjÄ™
2) Adresuje
3) Czeka na wykonanie
operacji przez SLAVE
SLAVE:
1) Monitoruje start
2) Sprawdza adres
3) Jeśli jest adresatem:
" Wykonuje operacjÄ™
" Sygnalizuje zakończenie
BUS:
1) Monitoruje start
2) Sprawdza czas
odpowiedzi
3) Jeśli brak odpowiedzi po
upływie zadanego czasu:
"  time out
Slajd 5 Slajd 6
Wstęp do informatyki I. Pardyka  Akademia Świętokrzyska Kielce Wstęp do informatyki I. Pardyka  Akademia Świętokrzyska Kielce
1
System we/wy
UrzÄ…dzenia we/wy
UrzÄ…dzenie Rodzaj Partner Transmisja (KB/sec)
interrupts
Klawiatura Wejście Człowiek 0.01
Processor
Mysz Wejście Człowiek 0.02
Wejście audio Wejście Człowiek 0.20
Cache
Skaner Wejście Człowiek 200+
Wyjście audio Wyjście Człowiek 0.60
Memory - I/O Bus
Drukarka Wyjście Człowiek 1.0
Drukarka laserowa Wyjście Człowiek 100
Main I/O I/O I/O
Display graficzny Wyjście Człowiek 30,000
Memory Controller Controller Controller
Terminal sieciowy We/wy Maszyna 0.05
Sieć  LAN We/wy Maszyna 200-???
Graphics
Disk Disk Network
Dysk optyczny Pamięć Maszyna 500
Dysk HD Pamięć Maszyna 2,000-8,000
Taśma Pamięć Maszyna 2000
Slajd 7
Wstęp do informatyki I. Pardyka  Akademia Świętokrzyska Kielce
Budowa dysku  elementy
Dyski magnetyczne
" Przeznaczenie:
ścieżka
 Pamięć trwała, nie ulotna
sektor
 Duża objętość, tania, względnie
wolna
" Charakterystyki:
cylinder
 Seek Time (~8 ms)
talerz
" opóz
nienie pozycjonowania
głowica
" opóz
nienie obrotu
" Szybkość transmisji
7200 RPM = 120 RPS => 8 ms obrót
opóz
nienie obrotu = 4 ms
 Sektor na minutÄ™
128 sektorów na ścieżce => 0.25 ms sektor
(5-15 MB/s) 1KBnasektor =>16MB/ s
 Bloki
" Pojemność
Czas odpowiedzi
 Giga bajty
= Kolejka + Kontroler + Seek + Rot + Xfer
 Stale wzrasta
Czas obsługi
Slajd 9 Slajd 10
Wstęp do informatyki I. Pardyka  Akademia Świętokrzyska Kielce Wstęp do informatyki I. Pardyka  Akademia Świętokrzyska Kielce
Budowa dysku
Budowa dysku twardego
Obudowa
Tarcze magnetyczne
Silnik
Silnik liniowy:
GÅ‚owice zapisu / odczytu
szybki i precyzyjny
Slajd 11 Slajd 12
Wstęp do informatyki I. Pardyka  Akademia Świętokrzyska Kielce Wstęp do informatyki I. Pardyka  Akademia Świętokrzyska Kielce
2
Zasada zapisu Podłączenie w PC
Slajd 13 Slajd 14
Wstęp do informatyki I. Pardyka  Akademia Świętokrzyska Kielce Wstęp do informatyki I. Pardyka  Akademia Świętokrzyska Kielce
MODEM MODEM - karta
Slajd 15 Slajd 16
Wstęp do informatyki I. Pardyka  Akademia Świętokrzyska Kielce Wstęp do informatyki I. Pardyka  Akademia Świętokrzyska Kielce
Drukarka igłowa Drukarka laserowa
Slajd 17 Slajd 18
Wstęp do informatyki I. Pardyka  Akademia Świętokrzyska Kielce Wstęp do informatyki I. Pardyka  Akademia Świętokrzyska Kielce
3
Drukarka atramentowa Drukarka - sterownik
Slajd 19 Slajd 20
Wstęp do informatyki I. Pardyka  Akademia Świętokrzyska Kielce Wstęp do informatyki I. Pardyka  Akademia Świętokrzyska Kielce
CD zasada zapisu
Memory Mapped I/O
BUS dla pamięci i we/wy
Brak oddzielnych instrukcji we/wy
CPU
ROM
RAM
Pamięć Interfejs Interfejs
urzÄ…dzenie urzÄ…dzenie
CPU
$ I/O
L2 $
Memory Bus
I/O bus
Pamięć Bus Adaptor
Slajd 21 Slajd 22
Wstęp do informatyki I. Pardyka  Akademia Świętokrzyska Kielce Wstęp do informatyki I. Pardyka  Akademia Świętokrzyska Kielce
Transmisja sterowana przerwaniami
DMA - Direct Memory Access
1000 transferów po 1 ms każdy:
CPU
add
1 DMA ustala sekwencjÄ™ po 50 µs
sub CPU wysyła adres startowy,
(1) Przerwanie
program
1przerwanie2µs
we/wy and kierunek transmisji i rozmiar do
użytkownika 1 obsÅ‚uga przerwania 48 µs
or sterownika DMAC. Inicjuje
nop transmisjÄ™ "start". 0.0001 s czasu CPU
(2) pamiętaj PC
Pamięć sterownik
0
ROM
CPU
(3) adres
urzÄ…dzenie procedury
obsługi
read
procedura
store Memory
obsługi
Program użytkownika wstrzymywany na czas
Mapped I/O
(4) Powrót ... przerwań RAM
transmisji Pamięć DMAC IOC
z obsługi
ISR
rti
przerwania
1000 transmisji po 1 ms każda:
pamięć
1000 przerwaÅ„ po 2 µs na przerwanie
1000 ISR po 98 µs każde = 0.1 sek. CPU. urzÄ…dzenie
Peripherals
-6 Sterownik (DMAC) generuje sygnały
Transmisja do urzÄ…dzeÅ„ = 10 MBajt/s => 0 .1 x 10 s/bajt => 0.1 µs/bajt
potwierdzeń (handshake)
=> 1000 bajtów = 100 µs
przy transmisji z peryferiami i pamięcią.
1000 przesÅ‚aÅ„ x 100 µs = 100 ms = 0.1 CPU seconds
DMAC
n
Slajd 23 Slajd 24
Wstęp do informatyki I. Pardyka  Akademia Świętokrzyska Kielce Wstęp do informatyki I. Pardyka  Akademia Świętokrzyska Kielce
4
Transmisja sygnałów pomiędzy komputerami Port
Równoległy:
(50-100 kb/s)
" drukarka
" skaner
Slajd 25 Slajd 26
Wstęp do informatyki I. Pardyka  Akademia Świętokrzyska Kielce Wstęp do informatyki I. Pardyka  Akademia Świętokrzyska Kielce
Port USB (Universal Serial Bus)
USB  uniwersalny
port szeregowy
(do 6 Mbit/s)
drukarka
skaner
mysz
joystick
kamera cyfrowa
modem
głośniki
Itp.
Konektor typu A Typu B
Slajd 27
Wstęp do informatyki I. Pardyka  Akademia Świętokrzyska Kielce
5