Введение. Цель работы: Ознакомиться с устройствами ввода- вывода

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № 4

Ввод-вывод

Цель работы: Ознакомиться с устройствами ввода- вывода;

1 – peгистром -портом

2 -терминалами

3 - принтерами

4- "записными книжками" ЭВМ, их разновидностями, принципом действия и назначением.

Введение

Схема микроЭВМ состоит из двух частей - вычислительной и внешней. Внешним.устройствам микро-ЭВМ является алфавитно--цифровой дисплей (displny-отображение). Такое устройство называется терминалом (terninal - оконечное ycтройство). Экран дисплея служит для отображения выходной информации и может быть бытовым телевизором или специальным устройством. Клавиатура дисплея используется для ввода входной информации -программ, данных и команд управления машиной.

Для связи ЭВМ с пользователем в качестве устройства вывода применяются принтеры (принтер печатающее устройство). Они позволяют получать на бумажной ленте строки текста, графическое изображение.

Расширение возможностей ЭВМ по накоплению и хранению данных обеспечивает устройства внешней памяти представляющие собой накопители на магнитной ленте и магнитном диске.

Вычислительная часть машины состоит из набора блоков, помещенных в отдельный корпус. Центральным является микропроцессор - устройство, непосредственно осуществляющее преобразования информации, которая поступает дисплея (или oт других внешних устройств) через блоки ввода-вывода. Накопление информации происходит в блоке, памяти.

Некоторые операции, такие, как включение машин. производятся через внешнюю, панель,управления. Энергоснабжение осуществляется через блок питания. Все блоки соединяются между собой с помощью шипы (шина-Bus или Onmibus- "ко всем).

Для понимания того, как машина решает поставленные задачи достаточно проанализировать устройство и работу трех блоков:

-- блока микропроцессора

- памяти

- блока ввода вывода.

Блок микропроцессора состоит непосредственно из самого микропроцессора, генератopa тактовых сигналов, синхронизирующих работу микропроцессора, и вспомогательного постоянного запоминающего устройства (ПЗУ), с которого данные только считываются (ROM). Здесь хранится программа, предназначенная для организации начала работы машины при ее включении.

Блок питания- устройство, состоящее из схем памяти произвольного доступа (RAM); называется ОЗУ. В этом устройстве хранятся данные и программы, которые могут не только читаться, но и снова записываться в эту память.

РЕГИСТР-ПОРТ

Внешние устройства ЭВМ, как правило, размещаются отдельно от блоков процессора и памяти. Для передачи данных от внешнего устройства на внутреннюю шину микропроцессора используется интерфейс средства сопряжения. Он представляет собой программные средства и электронную схему, размещаемую в блок. ввода-вывода данных. В частности, для связи с терминалом, применяется устройство, получившее название приемо - передатчика (УПП), соединенное с внешним устройством кабельной линией связи, где число проводов различно для разных интерфейсов

Каждая клавиша клавиатуры (рис 2) соединена проводом с шифратором

устройством, которое преобразует сигнал, поступающий от нажатой клавиши в соответствующий ей код КОИ-7. Так как этот код 7-битовый необходимо как минимум семь проводов для передачи кода в микропроцеccop. Код символа nocтупает на УППП, которое запоминает его в специальном регистре, получившем название nopт ввода-вывода (port многоразрядный вход или выход) Микропроцессор во время операции ввода считывает содержимое порта на шину и передает eго, например, в аккумулятор для обработки. Порт ввода данных с клавиатуры 8-- разрядный. Семь бит его содержат поступающий код символа; старший бит, как правило, имеет значение 0.

Аналогично opганизован nopт вывода данных на экран В отличие от порта ввода, код символа посту­пает с внутренней шины микропро­цессора и затем передается по линиям связи на внешнее устройство. Количество портов ввода вывода в различных ЭВМ колеблется от едини

цы до нескольких десятков хотя в принципе их количество может быть 2ⁿ, где n - разрядность адресации портов. Как же процессор отличает один порт от другого? Каждому порту присваивается адрес из пространства адресов основной памяти процессора. Поэтому теоретически порт может располагаться в любом месте памяти, и даже всё адресное пространство (2¹⁶) может быть занято портами. Практически под порты ввода-вывода отводится часть адресов, например верхние 4 килобайта - от шестнадцатеричного адреса Е 000 до адреса FFFE. Как и основная память. порты связаны с микропроцессором через внутреннюю шину

На схеме блока ввода-вывода рис.3, состоящего из нескольких портов, в состав блока входит дешифратор адреса порта ввода-вывода, на который заводится шина адреса и линия управления. Дешифратор по поступившему адресу выбирает требуемый порт и в соответствии с сигналами линий управления задает ему необходимую операцию: чтение или запись на шину.

Кроме портов ввода-вывода, каж­дому внешнему устройству соответствуют порты управления и синхронизации. Эти порты, пред­ставляющие также 8-разрядные регистры, используются для прог­раммного управления внешними устройствами От дельные биты этих портов определяют, например, момент освобождения порта ввода-вывода от предыдущего данного или поступления нового данного от внешнего устройства. Т аким образом, для связи с терми­налом (видеотерминалом) необхо­димо четыре порта: 2 ввода-вы­вода и 2 порта управления, испо­льзуя которые, программист мо­жет в определенном месте своей программы opганизовать выдачу символов на экран или прием их с клавиатуры.

Схема блока ввода вывода..

Микропроцессор, память и Блок ввода- вывода объединяются в единую систему с помощью внутренней шины. Она состоит из 8 линий данных, но которым эти данные можно передавать в двух направлениях: к МП и от него. 16-разрядная адресная часть шины соединена с дешифраторами памяти и портами ввода- вывода. Линии управления предназначены для определения тина операций. которую необходимо выполнить памяти или порту ввода -вывода. Кроме этого, по внутренней шине передаются некоторые другие сигналы управления, а также питание и заземление. Однако для организации программирования они не существенны.

Литература:

Нестеренко А.В.

ЭВМ и профессия программиста

М "Просвящение" 1990г. 160.с