ors2 Flashcards
- Osnovna uloga U/I modula
U/I uređaju omogućuju ljudima da koriste računare.
U/I modul je interfejs ka CPU i memoriji (preko sistemske magistrale ili centralnog komutatora). Takođe U/I modul je interfejs ka jednom ili više spoljašnjih uređaja.
Osnovne funkcije U/I modula
Osnovne funkcije U/I modula su kontrola i vremensko usklađivanje, komunikacija sa procesorom, komunikacija sa uređajem, privremeno skladištenje podataka i otkrivanje grešaka.
Osnovne faze U/I modula
- CPU proverava status U/I modula
- U/I modul vraća status uređaja
- Ako je uređaj ispravan i spreman za prenos, CPU zahteva prenos podataka
- U/I modul uzima podatke od spoljašnjeg uređaja (8 ili 16 bitova)
- Podaci se prenose od U/I modula do CPU
- Varijacije za izlaz, DMA, itd.
Osnovne tehnike komunikacije U/I modula
Za rad U/I modula moguće je koristiti tri tehnike:
Programirani U/I
U/I upravljan prekidima
DMA – direktan pristup memoriji
Koje tipove komandi CPU izdaje U/I modulu?
Upravljanje – kaže modulu šta da radi, npr da zavrti disk
Testiranje – testira stanje modula, npr napajanje
Čitanje i upisivanje – modul prenosi podatke preko bafera iz uređaja ili ka njemu
Tipovi preslikavanja adresa U/I modula
Memorijski preslikan U/I – uređaji i memorija dele isti adresni prostor, što je nedostatak. CPU koristi iste mašinske instrukcije za pristup memoriji i U/I uređajima; nema spec komandi za U/I
Izolovani U/I – posebni adresni prostori. Potrebne su linije za biranje U/I ili memorije (dodatna linija za ulazno-izlazne komande koja pokazuje da li se određena adresa odnosi na lokaciju u memoriji ili na U/I uređaju); specijalne komande za U/I
Prednosti i mane programiranog U/I
CPU ima direktno upravljanje nad U/I; prenos podataka vrlo sličan pristupanju memoriji sa tačke gledišta CPU
Mane:
Brzina U/I prenosa ograničena je brzinom kojom procesor može da proveri i opsluži neki uređaj. Procesor je zakočen upravljanjem U/I prenosom, za svaki U/I prenos mora da obavi veći broj instrukcija (gubljenje vremena CPU).
Prednosti i mane memorijski preslikanog U/I
Prednost:
Na raspolaganju širok izbor komandi za pristup memoriji
Mana:
Uređaji i memorija dele isti adresni prostor (troši se na U/I).
Prednosti i mane izolovanog U/I modela
Prednost:
Posebni adresni prostori (dodatna linija za ulazno-izlazne komande koja pokazuje da li se određena adresa odnosi na lokaciju u memoriji ili na U/I uređaju).
Mana:
Ograničen skup instrukcija za pristupanje memoriji.
Prednosti i mane U/I upravljanog prekidima
Prednosti:
prevazilazi čekanje U/I, nema ponovljenog proveravanja statusa uređaja od strane CPU, U/I modul prekida kada je spreman.
Mana:
U/I sa prekidima troši dosta procesorskog vremena pošto svaka reč koja ide od memorije do U/I modula (i obrnuto) mora da prođe kroz procesor. Moramo imati prekid i to posebnu vrstu prekida, što dodatno usložnjava softver (treba više para za realizaciju).
Šta su prekidi?
Prekidi se obezbeđuju prvenstveno kao način da se poboljša efikasnost obrade. Prekid je mehanizam kojim drugi moduli (npr U/I modul) mogu da prekinu normalnu sekvencu obrade.
Tipovi prekida u računarskim sistemima
Jednostruki - prekid za proveru stanja U/I modula, prekid kada se javi greška
Višestruki - ugnježdeni i sekvencijalni
Koja dva osnovna principa primenjujemo prilikom višestrukih prekida?
- Onemogućavanje prekida - procesor ignoriše dalje prekide dko obrađuje jedan prekid; prekidi ostaju nerešeni i proveravaju se kada se prvi prekid obradi. Prekidi se opstružuju u redosledu pojavljivanja
- Definišu se prioriteti - prekidi niskog prioriteta mogu da se prekinu prekidima višeg prioriteta; kada se prekid višeg prioriteta obradi procesor se vraća na prethodni prekid
Osnovne operacije koje obavlja U/I upravljan prekidom
- CPU izdaje komandu za čitanje
2. U/I modul uzima podatak od periferijskog uređaja dok CPU
radi nešto drugo
3. U/I modul prekida CPU
4. CPU zahteva podatak
5. U/I modul prenosi podatak
Prednosti i mane DMA
Prednost DMA je što je to kombinacija programiranog U/I modula i U/I modula upravljanog prekidima; komanda READ se U/I modulu daje po posebnom sistemu (dma) tj. procesor se obraća posebnoj strukturi koja je odgovorna za prenos celog bloka podataka (a ne samo jednog podatka!). Nakon READ komande procesor radi nešto drugo dok DMA u potpunosti preuzima komunikaciju sa U/I modulom. Prekid se javlja kada DMA javlja procesoru da je završio.
Mana - DMA može da prenosi podatke samo između U/I modula i memorijske adrese. (Preko registara može i između dve memorijske adrese)
Osnovne DMA operacije
- CPU kaže DMA kontroleru: čitanje/upisivanje, adresu uređaja,
početnu adresu memorijskog bloka podataka, količinu podataka
koja će da se prenese- CPU nastavlja neki drugi posao
- DMA kontoler se bavi prenosom
- DMA kontroler šalje prekid kada završi
Šta je operativni sistem?
OS je program koji upravlja resursima računara, pruža usloge programerima i raspoređuje izvršavanje drugih programa.