Câu 2: Các phương pháp vào ra dữ liệu

2.1 phương pháp vào ra theo định trình

phương pháp vào ra theo định trình là phương pháp trong đó quá trình vào ra được thực hiện tức thời nhờ các lệnh vào ra(lệnh IN hoặc OUT) và cpu ko quan tâm đến trạng thái của thiết bị vào ra(bao gồm thiêt bị giao diện và thiết bị ngoại vi)

Phương pháp vào ra theo định trình thích hợp với những quá trình vào ra có chu kỳ cố định và có thể xác định trước.

2.2 phương pháp vào ra có thăm dò

Trong mỗi thiết bị dao diện thường có ít nhất một thanh ghi trạng thái chứa thông tin phản ánh trạng thái làm việc của thiết bị này và của thiết bị ngoại vi. Khi thực hiện phương pháp vào ra có thăm dò,cpu luôn thực hiện kiểm tra trạng thái sẵn sang làm việc của thiết bị trước khi thực hiện thật sự việc vào ra dữ liệu.

Ưu điểm của phương pháp thăm dò: do cpu luôn kiểm tra trạng thái sẵn sang làm việc của thiết bị trước khi thực hiện vào ra dữ liệu nên quá trình vào ra dữ liệu kiểu này có độ tin cậy cao.

Nhược điểm: do cpu luôn phải kiếm soát lần lượt trạng thái làm việc của các thiết bị cho nên tốc độ vào ra dữ liệu chậm. Hơn nữa ,nêu CPU chỉ làm có một công việc là vào ra dữ liệu(theo phương pháp thăm dò) thì hiệu quả không cao, ngược lại nếu CPU đồng thời phải thực hiện nhiều loại công việc hơn thì thời gian lam việc của CPU sẽ bị chia xẻ , đồng thời độ tin cậy của phương pháp vào/ ra theo thăm dò cũng bị giảm đi rất nhiều.

2.3 phương pháp vào ra theo ngắt cứng

Một số khái niêm về ngắt cứng:

Gắt cứng là sự kiện CPU bị tạm dừng tiến trình đang thực hiện deedre chuyển sang quá trình để thực hiện (

quá trình vào\ ra dữ liệu theo ngắt)

Ngắt cứng là phương pháp vào- ra dữ liệu trong đó thiết bị vào- ra chủ động quá trình vào\ra dữ liệu nhờ hệ thống ngắt cứng.

Thông thường quá trình vào\ra theo ngắt cứng được trợ giúp bởi thiết bị điều khiển ngắt cứng PIC.PIC có chức năng ghi nhận các yêu cầu ngắt IRQ và cung cấp cho CPU số ngắt cứng đại diện cho địa chỉ của chương trình còn phục vụ ngắt và tương ứng với yêu cầu ngắt IRQ.

Quá trình vào ra dữ liệu theo phương phap ngắt cứng

• CPU đang thực hiện chương trình

• Thiết bị vào ra có yêu cầu phục vụ phát ra tín hiệu IRQ cho PIC .

• Thiêt bị PIC phát tín hiệu INT cho CPU ,đòi CPU phục vụ

• CPU hoàn tât nốt lệnh đang thực hiện

• CPU phát tin hiệu INTA trả lời PIC báo sẵn sàng phục vụ quá trình ngắt

• PIC phát ra số ngắt (là số đại diên cho địa chỉ của chương trình con phục vụ ngắt, và tương ứng với tín hiệu IQR) cho CPU

• Dựa trên số ngắt này CPU kích hoạt và thực hiện chương trình con phục vụ ngắt để thực hiện vào\ ra dữ liệu

• KHi chương trình phục vụ ngắt cứng kết thúc thì CPU quay lại tiếp tục thực hiện chương trình vừa bị ngắt .

•

Ưu điểm của phương pháp

• CPU thực hiện vào \ra dữ liệu ngay khi có yêu cầu từ thiết bị ra -vào.Điều này làm cho quá trình vào\ ra dữ liệu có dộ tin cậy rất cao.

• CPU chỉ thực hiện thiết bị vào- ra khi có yêu cầu (khi thiết bị vao/ ra đã săn sang cho việc truyền dữ liệu) do vậy làm tăng hiệu quả làm việc của CPU.

Do vậy những ưu điêm này của phương pháp vào- ra theo ngắt cứng cũng được dung để thực hiên vào/ ra dữ liệu với phần lớn các thiết bị chuẩn của máy tính như:bàn phím, máy in, thiết bi vao/ ra nối tiếp, vào /ra song song...

Tuy nhiên vơi phương pháp này quá trình chuyển dữ liệu giữa bộ nhớ và vào -ra vẫn phải qua CPU và quá trình vào/ ra dữ liệu vẫn do CPU thực hiện,nên đây chưa phải la phương pháp vào\ra nhanh nhất.

2.4 Phương pháp vào - ra dữ liệu kiểu truy nhập trực tiệp bộ nhớ

Có nhiều thiết bị ngoại vi đòi hỏi tốc độ vao\ ra dữ liệu nhanh hơn khả năng của các phương pháp vao\ra dữ liệu bằng chương trình như đã trình bày ở trên,vd quá trinh chuyển dữ liệu từ ổ đĩa vào bộ nhớ và ngược lại. Có một phương pháp vào\ra dữ liệu dddapf ưng được yêu cầu cao về tốc độ vào\ra, đó là phương pháp truy cập trực tiếp bộ nhớ( pp DMA)

Quá trình váo\ ra dữ liệu trực tiếp giữa toàn bộ nhớ và thiết bị ngoại vi không qua CPU được gọi là quá trình DMA

Trong quá trình DMA việc chuyển dữ kiện không dược ddieuf khiển bởi CPU mà bởi một thiết bị phần cứng là bộ điều khiên DMAC

Quá trình thực hiên như sau:

CPU đang hoat dộng bình thường

• DMAC được xác lâp chế độ làm việc,nhận thông tin về địa chỉ đầu khối nhớ chứa dữ liệu và kích thước khối dữ liệu cần truyền.

• Thiết bi vào- ra phát tín hiệu DRQ choDMAC

• DMAC phát tín hiệu cho HOLD =1 cho CPU, đòi CPU đi vào chế độ DMA

• CPU thực hiện chu kỳ máy

• CPU phát tín hiệu HLDA trả lời cho DMAC và tự tách khởi hệ thông BUS.Quyền điều khiển hệ thống BUS thuộc về DMAC

• DMAC làm chủ cho các BUS địa chỉ ,BUS số liệu va BUS điều khiển.

• DMAC tạo ra tin hiệu DACK trả lời thiết bị yêu cầu, phát địa chỉ ổ nhớ lên BUS địa chỉ,phát ra tín hiệu điều khiển ghi/ đọc thiết bị vào /ra và các tìn hiệu điều khiển ghi /đọc bộ nhớ và thực hiện điều khiển toàn bộ quá trình chuyển dữ liệu trực tiếp giữa thiết bị vào-ra và bộ nhớ.

• Khi một khối dữ liệu dược chuyển xong, DMAC kết thúc quá trình DMA bằng việc phát tín hiệu HOLD=0 cho CPU và trả quyền điều khiển hệ thống BUS cho CPU

• CPU tiếp tục làm việc bình thường.

Phương pháp vào/ra dữ liệu kiểu DMA được dùng để thực hiện truyền dữ liệu giữa các thiết bị có khả năng truy xuất thông tin với khối lượng lớn và đòi hỏi tốc độ truy xuất cao như thiết bj đĩa cứng, đĩa mền và bộ nhớ.