Kompyuter va periferik qurilma (PU) o'rtasida ma'lumot almashish uchun kompyuter tashqi interfeysni

Kompyuter va periferik qurilma (PU) o'rtasida ma'lumot almashish uchun kompyuter tashqi interfeysni (10.1-rasm), ya'ni kompyuter va periferik qurilmani bog'laydigan simlar to'plamini, shuningdek, ma'lumot almashish qoidalarini taqdim etadi. bu simlar (ba'zan "interfeys" atamasi o'rniga "protokol" atamasi ishlatiladi). Kompyuterlarda ishlatiladigan interfeyslarga misollar: odatda printerlarni ulash uchun Centronics parallel interfeysi va sichqoncha, modem va boshqa ko'plab qurilmalar ulangan RS-232C seriyali interfeysi. Interfeys kompyuter tomonida apparat va dasturiy ta'minotning kombinatsiyasi orqali amalga oshiriladi: PU kontrolleri va ushbu kontrollerni boshqaradigan maxsus dastur, odatda mos keladigan periferik qurilmaning drayveri deb ataladi.
PU tomonidan interfeys ko'pincha apparat boshqaruv moslamasi tomonidan amalga oshiriladi, garchi dasturiy ta'minot bilan boshqariladigan periferik qurilmalar ham mavjud.
Protsessor tomonidan bajariladigan dastur kompyuterning ichki shinasiga ulangan har qanday modullar, shu jumladan PU kontrollerlari bilan kiritish/chiqarish buyruqlari yordamida ma'lumotlarni almashishi mumkin.
Periferik qurilmalar kompyuterdan qog'ozda chop etilishi kerak bo'lgan ma'lumotlarning baytlari ko'rinishidagi ma'lumotlarni ham, boshqaruv buyruqlarini ham qabul qilishi mumkin, bunga javoban PU maxsus harakatlarni bajarishi mumkin, masalan, disk boshini kerakli trekka o'tkazish. yoki printerdan qog'oz varag'ini chiqarib tashlang. Periferik qurilma kompyuterning tashqi interfeysidan nafaqat axborotni qabul qilish, balki kompyuterga axborot uzatish uchun ham foydalanadi, ya'ni tashqi interfeys orqali ma'lumotlar almashinuvi odatda ikki yo'nalishli bo'ladi. Masalan, tabiatan axborot chiqarish qurilmasi bo'lgan printer ham o'zining holati haqidagi ma'lumotni kompyuterga qaytaradi.
PU kontrollerlari protsessordan buyruqlar va ma'lumotlarni o'zlarining ichki buferiga qabul qiladilar, ko'pincha registr yoki port deb ataladi, so'ngra ushbu ma'lumotlar va buyruqlarni PU tomonidan tushuniladigan formatlarga muvofiq kerakli o'zgartirishlarni amalga oshiradi va ularni tashqi interfeysga chiqaradi.
Nazoratchi va PU drayveri o'rtasidagi mas'uliyatni taqsimlash har xil bo'lishi mumkin, lekin odatda boshqaruvchi PUni boshqarish uchun oddiy buyruqlar to'plamini bajaradi va haydovchi bu buyruqlar yordamida qurilmani qandaydir algoritmga muvofiq murakkabroq harakatlarni amalga oshiradi. Masalan, printer boshqaruvchisi “Simgini chop etish”, “Line tasmasi”, “Karitani qaytarish” kabi elementar buyruqlarni qo‘llab-quvvatlashi mumkin. Printer drayveri ushbu buyruqlardan foydalanib, hujjatni sahifalarga bo‘lish orqali belgilar qatorlarini chop etishni tashkil qiladi. , va boshqa yuqori darajadagi operatsiyalar. Xuddi shu kontroller uchun siz ushbu PUni turli yo'llar bilan boshqaradigan turli xil drayverlarni ishlab chiqishingiz mumkin: ularni ishlab chiqqan dasturchilarning tajribasi va qobiliyatiga qarab, ba'zilari yaxshiroq, boshqalari esa yomonroq.

Guruch. 10.1. Kompyuter va periferik qurilma o'rtasidagi aloqa
Bir bayt ma'lumotni amaliy dasturdan periferik qurilmaga o'tkazish sxemasini ko'rib chiqing. PU bilan ma'lumot almashish uchun zarur bo'lgan dastur ushbu qurilma drayveriga murojaat qiladi va unga parametr sifatida uzatiladigan xotira bayti manzilini aytadi. Drayv ushbu baytning qiymatini PU tekshirgichining buferiga yuklaydi, u bitlarni aloqa liniyasiga ketma-ket o'tkazishni boshlaydi, har bir bitni mos keladigan elektr signali bilan ifodalaydi. PU boshqaruv moslamasiga bayt uzatilayotganligini aniq ko'rsatish uchun ma'lumotning birinchi bitini uzatishdan oldin, PU kontroller ma'lum bir shaklning boshlang'ich signalini va oxirgi ma'lumot bitini uzatgandan so'ng, jadval signalini hosil qiladi. Bu signallar bayt uzatishni sinxronlashtiradi.
Axborot bitlariga qo'shimcha ravishda, boshqaruvchi almashinuvning ishonchliligini oshirish uchun paritet bitni uzatishi mumkin. Boshqarish moslamasi mos keladigan satrda boshlang'ich bitni topib, tayyorgarlik ishlarini bajaradi va axborot bitlarini qabul qila boshlaydi, ulardan o'zining qabul qilish buferida bayt hosil qiladi. Agar uzatish paritet biti bilan birga bo'lsa, u holda uzatishning to'g'riligi tekshiriladi: agar uzatish to'g'ri bajarilgan bo'lsa, boshqaruv moslamasining tegishli registrida axborotni qabul qilish tugallanganligi belgisi o'rnatiladi.
Odatda, eng murakkab protokol funktsiyalari drayverga beriladi (masalan, uzatiladigan baytlar ketma-ketligini nazorat yig'indisini hisoblash, periferik qurilma holatini tahlil qilish, buyruqning to'g'ri bajarilishini tekshirish). Ammo hatto eng oddiy kontroller drayveri ham kamida ikkita operatsiyani qo'llab-quvvatlashi kerak: "Controllerdan operativ xotiraga ma'lumotlarni olish" va "RAMdan ma'lumotlarni kontrollerga o'tkazish".