Сопряжение с периферийными устройствами

Рассмотрим и сравним между собой процессоры и контроллеры ввода-вывода, а также периферийные и внешние процессоры. Процессоры ввода-вывода и контроллеры ввода-вывода представляют собой такие устройства которые непосредственно присоединены ко входу памяти и управляют обменом данных между периферийным устройством и модулем памяти. Оба устройства являются основными компонентами структуры канал – основная память. Они позволяют осуществлять операции ввода-вывода не зависимо от центрального процессора. Большинство процессоров и контроллеров ввода-вывода могут обеспечивать работу до 25 или более индивидуальных каналов ввода-вывода. Эти устройства обеспечивают независимую передачу информации включая служебную информацию, информацию о состоянии устройств и основную передаваемую информацию. Процессоры и контроллеры ввода-вывода дополнительно могут обрабатывать данные и выполнять заданную последовательность команд. Процессоры и контроллеры ввода-вывода являются эффективными устройствами но одновременно и дорогостоящими. При этом увеличение стоимости связано не только с их собственной стоимостью но также и с тем что они занимают один или несколько входов памяти которые необходимы им для работы. Процессоры и контроллеры ввода-вывода не являются процессорами в полном смысле этого слова. Они не дают прямого вклада в повышение вычислительной мощности системы, а лишь освобождают центральный процессор от выполнения функций ввода-вывода. В результате этого освобождающееся время центрального процессора используется для выполнения вычислений. При использовании процессоров ввода-вывода и контроллеров ввода-вывода необходимо обеспечивать и защиту от перегрузок по передаваемому потоку информации. Не смотря на то что они обладают мультиплексными возможностями, их скорость работы ограничена и необходима предварительная оценка количества возможных одновременных запросов на обслуживание. В отличии от процессоров и контроллеров ввода-вывода периферийные и внешние процессоры дают непосредственный вклад в увеличение вычислительной мощности систем. Они как и первые выполняют функцию ввода-вывода, но при этом еще выполняют программы различие между периферийными и внешними процессорами состоит в их взаимосвязи с вычислительной системой. Основным назначением периферийных процессоров является осуществление функций ввода-вывода в целом для систем и подсистем периферийных устройств. Внешние процессоры обычно предназначаются для специфических функций, таких как внешние функции связи в то время как периферийные процессоры представляют собой часть единой вычислительной системы, внешние процессоры являются обычно ее дополнительными устройствами. Периферийные и внешние процессоры могут взять на себя большую часть вспомогательной вычислительной работы. Центральный процессор в этом случае привлекается только к выполнению программ пользователей то есть своих основных программ. В таких областях как взаимодействие через систему связи внешние процессоры могут выполнять большинство заявок самостоятельно, оставляя центральному процессору лишь незначительную часть но наиболее трудоемких заявок оба типа устройств имеет высокую стоимость. Они требуют разработки специального программного обеспечения, в котором необходимо учитывать изменения возникающие в вычислительной системе. Особенно высока как правило стоимость периферийных процессоров. В связи с тем что периферийные процессоры являются частью оборудования вычислительной системы. Возможности по их установке и наращиванию ограничиваются этим оборудованием. Попытка заменить данный процессор периферийным процессором другого вида приводит к серьезному изменению системы. В отличии от периферийных, внешние процессоры допускают больше свободы при их замене. Внешние процессоры могут учитывать особенности тех или иных вычислительных систем или же могут быть независимыми в этом смысле от конкретных вычислительных систем, если рассматривать их отдельно то они представляют собой вычислительные системы среднего класса но с большой избыточностью и высокой стоимостью в следствии специфики их функций лучшими процессорами с точки зрения отношения производительности к стоимости являются системы миниэвм. Они могут быть представлены в большом числе вариантов и могут удовлетворять требованиям любого уровня предъявляемых к внешним процессорам. Те структуры связи которые мы с вами рассмотрели не являются практически исчерпывающими, приведем в заключение данного раздела два типа структур первая из которых представляет собой распространенный вариант многошинной структуры, а вторая вариант структуры с полным набором связей.

Вариант системы с многомашинными связями

ПрМ – центральный процессор;

МПм – модуль основной памяти;

УВВ – устройство ввода-вывода.

Многошинные связи используются в режиме разделения времени, модули памяти являются многовходовыми, устройство ввода-вывода подключены к тем же шинам что и процессорные модули и модули основной памяти. Количество задействованных входов модулей памяти равно количеству шин. Вариант схемы с полным набором связи мы с вами сейчас нарисуем:

Вариант схемы с полным набором связей центральных процессоров

Каждый вход модуля памяти и каждый вход устройства ввода-вывода подключены к одному из процессоров. Данная конфигурация очевидно ограничена числом входов модулей.