Bài giảng Hệ thống máy tính (Computer Systems): Chương 3 - Nguyễn Kim Khánh

Bài giảng "Hệ thống máy tính (Computer Systems): Chương 3 - Hệ thống vào-ra" cung cấp cho học viên những nội dung về: các phương pháp điều khiển vào-ra, nối ghép thiết bị vào-ra, kiến trúc vào ra;... Mời các bạn cùng tham khảo chi tiết nội dung bài giảng!
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Bài giảng Hệ thống máy tính (Computer Systems): Chương 3 - Nguyễn Kim Khánh NKK-HUST Hệ thống máy tính Chương 3 HỆ THỐNG VÀO-RA Nguyễn Kim Khánh Trường Đại học Bách khoa Hà Nội CS-HEDSPI2019 Computer Systems 149 NKK-HUST Nội dung học phần Chương 1. Tổng quan hệ thống máy tính Chương 2. Bộ nhớ máy tính Chương 3. Hệ thống vào-ra Chương 4. Các kiến trúc song song CS-HEDSPI2019 Computer Systems 150 NKK-HUST Nội dung của chương 3 3.1. Tổng quan về hệ thống vào-ra 3.2. Các phương pháp điều khiển vào-ra 3.3. Nối ghép thiết bị vào-ra CS-HEDSPI2019 Computer Systems 151 NKK-HUST 3.1. Tổng quan về hệ thống vào-ra n Chức năng: Trao đổi Bus Thiết bị thông tin giữa máy tính hệ vào-ra với bên ngoài thống Mô-đun vào-ra n Các thao tác cơ bản: Thiết bị vào-ra n Vào dữ liệu (Input) n Ra dữ liệu (Output) n Các thành phần chính: Mô-đun Thiết bị n Các thiết bị vào-ra vào-ra vào-ra n Các mô-đun vào-ra CS-HEDSPI2019 Computer Systems 152 NKK-HUST Đặc điểm của hệ thống vào-ra n Tồn tại đa dạng các thiết bị vào-ra khác nhau về: n Nguyên tắc hoạt động n Tốc độ n Khuôn dạng dữ liệu nTất cả các thiết bị vào-ra đều chậm hơn CPU và RAM à Cần có các mô-đun vào-ra để nối ghép các thiết bị với CPU và bộ nhớ chính CS-HEDSPI2019 Computer Systems 153 NKK-HUST Thiết bị vào-ra n Còn gọi là thiết bị ngoại vi (Peripherals) n Chức năng: chuyển đổi dữ liệu giữa bên trong và bên ngoài máy tính n Phân loại: n Thiết bị vào (Input Devices) n Thiết bị ra (Output Devices) n Thiết bị lưu trữ (Storage Devices) n Thiết bị truyền thông (Communication Devices) n Giao tiếp: n Người - máy n Máy - máy CS-HEDSPI2019 Computer Systems 154 NKK-HUST Cấu trúc chung của thiết bị vào-ra Dữ liệu từ/đến Dữ liệu mô-đun đến/từ Bộ Bộ vào-ra bên ngoài đệm chuyển dữ đổi liệu tín hiệu Tín hiệu điều khiển Khối logic điều khiển Tín hiệu trạng thái CS-HEDSPI2019 Computer Systems 155 NKK-HUST Mô-đun vào-ra n Chức năng: n Điều khiển và định thời n Trao đổi thông tin với CPU hoặc bộ nhớ chính n Trao đổi thông tin với thiết bị vào-ra n Đệm giữa bên trong máy tính với thiết bị vào-ra n Phát hiện lỗi của thiết bị vào-ra CS-HEDSPI2019 Computer Systems 156 NKK-HUST Cấu trúc của mô-đun vào-ra Bus dữ liệu Các đường Cổng Tín hiệu dữ liệu Bộ đệm vào điều khiển dữ liệu ra Tín hiệu trạng thái Các đường dữ liệu địa chỉ Cổng Tín hiệu Khối logic vào điều khiển điều khiển ra Các đường điều Tín hiệu khiển trạng thái CS-HEDSPI2019 Computer Systems 157 NKK-HUST 4. Địa chỉ hóa cổng vào-ra (IO addressing) n Hầu hết các bộ xử lý chỉ có một không gian địa chỉ chung cho cả các ngăn nhớ và các cổng vào-ra n Các bộ xử lý 680x0 của Motorola n Các bộ xử lý theo kiến trúc RISC: MIPS, ARM, ... n Một số bộ xử lý có hai không gian địa chỉ tách biệt: n Không gian địa chỉ bộ nhớ n Không gian địa chỉ vào-ra n Ví dụ: Intel x86 CS-HEDSPI2019 Computer Systems 158 NKK-HUST Không gian địa chỉ tách biệt Không gian địa chỉ Không gian địa bộ nhớ chỉ vào-ra N bit N1 bit 000...000 00...00 ...