Внешние устройства ЭВМ последовательного и параллельного действия. ЧТО ЭТО, ЧТО К НИМ ОТНОСИТСЯ?

Они, как правило, состоят из одного центрального процессора (ЦП), который последовательно в соответствии с адресами выбирает команды из ОЗУ, декодирует каждую из них, считывает данные в свои регистры, выполняет над ними микрооперации (в соответствии с предписанием в команде) и запоминает результаты в указанных ячейках памяти.

Связь ЦП с отдельными функциональными узлами и устрой- ствами ЭВМ осуществляется по общей шине (ее называют еще си- стемной магистралью), доступ к которой происходит в разные мо- менты времени. Системная магистраль представляет собой сгруп- пированные в шины линии связи: обмена данными и командами, передачи адресов, сигналов управления и контроля.

Шина данных — это основная шина, число разрядов (линий свя- зи) которой определяет скорость и эффективность информацион- ного обмена между всеми устройствами ЭВМ. Обычно шина дан- ных имеет 32 или 64 разряда. Разрядность шины данных определяет и разрядность магистрали. Например, когда в техническом описа- нии упоминается о 64-разрядной системной магистрали, подразу- мевается, что она имеет 64-разрядную шину данных.

Шина данных всегда двунаправленная, так как предполагает пе- редачу команд и данных в обоих направлениях, поэтому выход ее каждой линии может иметь три состояния: уровни логического нуля, логической единицы и «разрыв» (высокое сопротивление) линии.

Шина адреса служит для передачи и определения адреса (номе- ра) устройства, с которым в данный момент необходимо обменять- ся информацией. Шина адреса обусловливает максимально воз- можный объем доступной оперативной памяти и, следовательно, размер программы и данных. Разрядность шины обычно кратна че- тырем, а число адресов, обеспечиваемых шиной адреса, равно 2ЛГ, где N — число ее разрядов.

Шина адреса может быть однонаправленной (когда магистралью управляет только процессор) или двунаправленной (когда процес- сор может временно передавать управление магистралью другому активному устройству).

В шинах данных и адреса может использоваться положитель- ная логика или отрицательная логика представления кода инфор- мации. При положительной логике высокий уровень напряжения сигнала на линии связи соответствует логической единице, низ- кий уровень — логическому нулю; при отрицательной логике — наоборот.

Для снижения в магистрали числа линий связи часто применя- ется так называемое мультиплексирование шин адреса и данных, когда одни и те же линии используются в разные моменты време- ни для передачи адреса и данных. Для повышения производитель- ности в некоторых мультиплексированных магистралях после одного адреса могут передаваться несколько кодов данных (мас- сив данных).

Шина управления является вспомогательной; она предназначена для синхронизации (тактирования) работы процессора и прочих активных устройств при взаимодействии с памятью и устройства- ми ввода-вывода. Она состоит из отдельных управляющих сигна- лов, каждый из которых в соответствии с диаграммой обмена ин- формацией выполняет определенную функцию. Ее сигналы опре- деляют тип (запись/считывание) текущего обмена информацией; отмечают моменты времени, соответствующие установке досто- верных кодов на шинах адреса и данных; обеспечивают прямой до- ступ в ОЗУ и т. д.

В ПЭВМ применяются три основных режима обмена по систем- ной магистрали:

■ программный обмен информацией;

■ обмен по прерываниям;

■ прямой доступ к памяти (ПДП).

Программный обмен информацией является основным. В этом режиме операции обмена инициируются только процессором, и все они выполняются строго в порядке, предписанном исполняе- мой программой.

Обмен по прерываниям используется тогда, когда необходимо переключить работу процессора с текущей программы на обработ- ку внешних событий, связанных с необходимостью ввода или вы- вода данных.