Последовательные интерфейсы.

⇐ ПредыдущаяСтр 4 из 4

Основное предназначение интерфейса – реализация и управление процессом передачи данных. В Последовательном интерфейсе используется лишь одна сигнальная линия, и биты группы передаются друг за другом по очереди; на каждый из них отводится свой квант времени (битовый интервал).У последовательного интерфейса приемопередающие узлы функционально сложнее, зато кабели и разъемы гораздо проще и дешевле. Понятно, что на большие расстояния тянуть многопроводные кабели параллельных интерфейсов неразумно (и невозможно), здесь гораздо уместнее последовательные интерфейсы. Последовательная передача данных может осуществляться в асинхронном или синхронном режимах. При асинхронной передаче каждому байту предшествует старт-бит, сигнализирующий приемнику о начале посылки, за которым следуют биты данных и, возможно, бит паритета (четности). Завершает посылку стоп-бит, гарантирующий паузу межу посылками. Старт-бит следующего байта посылается в любой момент после стоп-бита, то есть между передачами возможны паузы произвольной длительности. Старт-бит, имеющий всегда строго определенное значение (логический 0), обеспечивает простой механизм синхронизации приемника по сигналу от передатчика. Подразумевается, что приемник и передатчик работают на одной скорости обмена. Внутренний генератор синхронизации приемника использует счетчик-делитель опорной частоты, обнуляемый в момент приема начала старт-бита. Этот счетчик генерирует внутренние стробы, по которым приемник фиксирует последующие принимаемые биты. В идеале стробы располагаются в середине битовых интервалов, что позволяет принимать данные и при незначительном рассогласовании скоростей приемника и пере датчика.

Программный ввод-вывод. Контроллер.

Простейший вид ввода-вывода состоит в том, что всю работу выполняет центральный процессор. Этот метод называется программным вводом-выводом. Сначала данные копируются в ядро. Затем операционная система входит в цикл, в котором на каждой итерации цикла печатает на принтере один символ. Существенный аспект программного ввода- вывода, ясно проиллюстрированный данным примером, состоит в том, что после печати каждого символа процессор в цикле опрашивает готовность устройства. Такое поведение процессора называется опросом или ожиданием готовности, а также активным ожиданием. Программный ввод-вывод очень легко реализуется, но его существенный недостаток состоит в том, что центральный процессор занимается на все время операции ввода-вывода. Даже если один символ «печатается» очень быстро, поскольку все, что нужно сделать принтеру — это поместить этот символ в свой внутренний буфер, принтер обычно не рассчитан на приём символов с той скоростью, с которой их может выдать быстрый процессор. Поэтому большую часть времени центральный процессор проведёт в ожидании готовности принтера, что является неэффективным использованием процессорного времени. Контроллер – это специальный процессор в компьютере, который управляет внешними устройствами (монитором, принтером и т.д.).

Ввод-вывод по прерываниям и в режиме прямого доступа к памяти.

Практически все системы ввода/вывода в компьютере работают с использованием прерываний. В частности, когда вы нажимаете клавиши или щелкаете мышью, аппаратура вырабатывает прерывания. В ответ на них система, соответственно, считывает код нажатой клавиши или запоминает координаты курсора мыши. Прерывания вырабатываются контроллером диска, адаптером локальной сети, портами последовательной передачи данных, звуковым адаптером и другими устройствами. Кажется очевидным, что возможны самые разнообразные прерывания по самым различным причинам. Поэтому с прерыванием связывают число - так называемый номер прерывания. Этот номер однозначно соответствует тому или иному событию. Система умеет распознавать прерывания и при их возникновении запускает процедуру, соответствующую номеру прерывания. Ввод вывод в режим прямого доступа к памяти используют канал прямого доступа к памяти по которому массивы данных передаются непосредственно между периферийным устройством и АЗУ, минуя микропроцессор. Это позволяет достичь наибольшей скорости передачи, но требует специального контроллера прямого доступа к памяти. Периферийное устройство посылает в контроллер прямого доступа к памяти запрос, который транслируется контроллером в микропроцессор, на что микропроцессор отвечает сигналом подтверждения. При этом микропроцессор прекращает работу по выполнению текущей программы, переводит свои буферные регистры, подключенные к шине адреса и шине данных, в высоко эмпедансное состояние и прекращает выработку управляющих сигналов. В контроллер прямого доступа к памяти в его счетчики заносится адрес ячейки АЗУ с которой начинается массив данных и число слов в нем, а также взводится триггер прямого доступа к памяти. Адрес ячейки выдается затем на шину адреса и начинается обмен. При передаче каждого слова содержимое счетчиков в контроллере изменяется на единицу и обмен данными производиться автоматически пока триггер прямого доступа к памяти не сбросится сигналом переполнения или обнуления счетчика. Запрос снимается и микропроцессор возобновляет приостановленную программу.

Понятие алгоритма, его особенности. Характеристики программ.

Алгоритм- это строгая последовательность шагов вычислительного процесса, выполнение которых приводит от исходных данных, к искомому результату. Свойства алгоритмов: Поочередное выполнение команд алгоритма за конечное число шагов приводит к решению задачи, к достижению цели. Разделение выполнения решения задачи на отдельные операции (выполняемые исполнителем по определенным командам) – важное свойство алгоритмов, называемое дискретностью. Каждый алгоритм строится в расчете на некоторого исполнителя. Для того чтобы исполнитель мог решить задачу по заданному алгоритму, необходимо, чтобы он был в состоянии понять и выполнить каждое действие, предписываемое командами алгоритма. Такое свойство алгоритмов называется определенностью (или точностью) алгоритма. Еще одно важное требование, предъявляемое к алгоритмам, - результативность (или конечность) алгоритма. Оно означает, что исполнение алгоритма должно закончиться за конечное число шагов. Универсальность. Алгоритм должен быть составлен так, чтобы им мог воспользоваться любой исполнитель для решения аналогичной задачи. Программа — набор инструкций для выполнения на вычислительной технике (компьютерах). Как правило, программы могут быть представлены в виде исходного кода и объектного (бинарного) кода.

Языки программирования.

Как правило, создание программного обеспечения предполагает написание исходных текстов программы на определенном «языке программирования», последующую «компиляцию» программы, «отладку», «тестирование» и распространение программного обеспечения. Язык программирования — формальная знаковая система, при помощи которой записываются компьютерные программы. По разным оценкам, в настоящее время существует от двух с половиной до десяти тысяч различных языков программирования. На заре вычислительной техники (30–50-е годы ХХ в.) исходные тексты записывались в виде «машинного кода» (т.е. указания номеров инструкций и аргументов для них), позднее появился первый известный язык программирования «ASSEMBLER», который значительно упростил процесс создания программы, так как позволил указывать не числовой номер инструкции, а ее символьное обеспечение, что упростило чтение и отладку исходного теста программы. Последующее появление языков более «высокого уровня», чем «ASSEMBLER», позволило перевести создание программного обеспечения из удела технических специалистов, обеспечивающих функционирование конкретных аппаратных комплексов, в удел специалистов по созданию программного обеспечения, именуемых далее «программистами» или «разработчиками программного обеспечения».Появление и широкое распространение «персональных компьютеров» превратило «программирование» (процесс создание программ) в целую индустрию разработки программного обеспечения, в которой задействовано множество специалистов различного класса. Современные учебные заведения обеспечивают подготовку специалистов для индустрии программного обеспечения. Когда-то наиболее популярными языками программирования в школах мира были Бейсик и Паскаль. Бейсик всегда считался самым простым языком программирования, а Паскаль — самым подходящим языком для обучения программированию. Но теперь это не так. Да, Бейсик прост. Но он создавался во времена, когда человечество не имело никакого опыта создания компьютерных систем, и основан на устаревших и не оправдавших себя принципах. Собственно, никакой фундаментальной целостной идеи в основе Бейсика не лежит. Сегодня есть простые и при этом более наглядные и идейно замкнутые языки программирования, нежели Бейсик. Паскаль удобен в учебных целях; ведь именно для них он и создавался. Студенты быстро учатся решать с его помощью алгоритмические задачки. Но так получается, что изучать Паскаль полезно только для того, чтобы писать программы на Паскалe. Ныне есть целый зоопарк (экосистема) языков программирования, которые постоянно эволюционируют, расщепляются и сливаются. Это языки Форт, Ruby и Python.

⇐ Предыдущая 1 2 34