Микропроцессорлық жүйеде деректермен алмасу

МПЖ-де мәлімет жіберу үшін байланыстың электрлік сызықтары қолданылады. МПЖ-дағы барлық мәліметтер екілік жүйеде келтірілгендіктен ол байланыс сызықтары арқылы екілік жүйеде де жіберіледі. Яғни, "0" (логикалық 0) немесе "1" (логикалық 1) жіберіледі. 0 немесе 1 жіберілуі байланыс сызықтарына орнатылған қысым деңгейлеріне сәйкес келеді. 1-суретте "0" және "1" мәндері қысым деңгейлерімен кодталуы келтірілген.

Сурет 1.

Мәлімет жіберудің 2 тәсілі бар: параллельді және тізбекті.

Паралельді әдісте екілік сан параллель жүргізілген байланыс сызықтары арқылы бір уақытта жіберіледі.

Тізбекті әдісте екілік санды құрайтын биттер бір байланыс сызығы бойынша тізбектеліп жіберіледі.

Параллельді алмасу мысалында алмасумен басқару.

Алмасумен басқару келесі есептерді шешуді қамтиды:

1. Алмасуды басқаратын құрылғыны анықтау;

2. Алмасуға қатысатын құрылғыны анықтау;

3. Алмасу бағытын анықтау;

4. Алмасудың басталу және аяқталу сәтін анықтау;

5. Мәлімет жіберудің дұрыс болуын бақылау.

МПЖ-да алмасу 2 құрылғы арасында орындалады: белсенді және пассивті.

Алмасуды белсенді құрылғы басқарады. МПЖ-да белсенді құрылғы – микропроцессор. Алмасуға қатысатын бір құрылғы МП болса, екнішісі есте сақтау құрылғысы (ЕСҚ) болып табылады.

Алмасу МП және ЕСҚ-ң бір ұяшығы арасында орындалады.

Кіріс-шығыс құрылғысы ақпараттар сақталған регистрлер ретінде көрсетілуі мүмкін. Мұндай әрбір регистр порт деп аталады және ол сыртқы құрылғымен байланысуы мүмкін.

Сурет 2.

Мәлімет жіберу (жазу немесе оқу) бағытын көрсету үшін арнайы басқару сигналы қолданылады: "оқуға рұқсат беру" (RD) және "жазуға рұқсат беру" (WR).

Сурет 3.

Алмасудың басталу және аяқталу сәті 2 тәсілмен анықталады.

1тәсіл. RD және WR сигналдары қолданылады. Сигналдың алдыңғы фронты алмасудың басталу сәті, артқысы – аяқталу сәті болып табылады.

2тәсіл. Арнайы басқару сигналы қолданылады.

Деректермен алмасу әдістері. Ішкі байланыстар сызығын ұйымдастыру. Тізбекті деректермен алмасу жағдайында алмасуды басқару. Деректерді беру дұрыстығын басқару.

Басқарушы және бағынушы құрылғылар арасында бірнеше алмасу әдістері бар. Синхронды алмасу, Асинхронды алмасу, бөліну арқылы алмасу.

Ішкі байланыстар сызығын ұйымдастыру мәліметтермен параллельді әдіспен алмасуды қолданады. Оған кіретін байланыс сызықтары 3топқа бөлінеді: мәліметтер шинасы, шина адресі, басқару шинасы.

Тізбекті деректермен алмасу жағдайында алмасуды басқару мәліметтерді жіберу байланыс сызығымен тізбектей алмасады.

Тізбекті деректермен алмасу жағдайында алмасуды басқарудың 3түрі бар: Симплексты алмасу, Полудуплексты алмасу. Дуплексты алмасу

Деректерді беру дұрыстығын басқару 3 әдіспен атқарылады:

1. Қателерді табу.

2. Қателерді бақылау

3. Қателерді жөндеу

Негізге ақпаратпен бірге қосымша бақылау ақпараттары да жіберіледі. Асинхронды тізбектей жіберуде қателерді табудың ең қарапайым тәсілі жұптық бақылау болып табылады.

Ол келесідей болады:

Жіберу әрекеті

1. Бит "0" ге теңестіріледі

2. Бірліктер саны барлық ақпараттық биттерде тексеріледі.

3. Сумма мен паритет биті жұп болуы тиіс.

Қабылдау әрекеті

1. Бірліктер саны барлық ақпараттық биттерде есептеледі.

2. Сумма мен паритет биті жұп болса қабылданады, кері жағдайда қате деп есептеледі.

Деректерді беру дұрыстығын басқару Тізбекті деректермен алмасуда да қолдануға болады. Ол кезде паритет битін жіберу үшін қосымща байланыс сызығы пайдаланылады.
19. Тізбекті арна бойынша деректерді берудің пакеттік әдісі. Жартылайдуплексті байланыс кезінде тізбекті арнамен басқару. Ағынмен басқару. Деректерді тізбекті беру кезінде биттерді кодтау әдістері.

Кез келген желілер өз абоненттерін жалғаудың бір әдісін қолдайды. Бұл кезде тек толық байланысты топологияда абоненттердің кез келген жұбында өзінің коммутацияланбаған ЖЖ бар. Сондықтан әрбір желіде абоненттерді жалғаудың білгілі бір тәсілі қолданылады. Абоненттер коммутаторлармен жеке байланыс тізбектерімен жалғасады.

Желілердегі абоненттер коммутациясының екі әртүрлі сызбалары бар:

- КК – каналдар коммутациясы (телефонды желілерден);

- ДК – дестелер коммутациясы (60-шы жылдардың соңынан, ауқымды желілерден).

Пакеттер коммутациясы бар желілерді (және каналдарды) басқа белгісі бойынша бөлуге болады:

- динамикалық коммутациясы бар. Мысалы, телефон желілері, жергілікті желілер, TCP/IP желілері;

- тұрақты коммутациясы бар – бөлінген каналдар (жалғау физикалық түрде ұзақ мерзімге орнатылады).

КК телефон желілерінде, ISDN желілерінде қолданылады. Жеке учаскелерді кезекті жалғаудан деректерді тікелей жіберуге арналған үздіксіз құрамалы физикалық канал түзіледі. Жеке учаскелер арнайы аппаратура –коммутаторлармен жалғасады. Деректерді жіберу алдында әрқашан жалғауды орнату процедурасы орындалады, оның барысында құрамалы канал жасалады. Жалғау табысты орнатылғаннан кейін қолданушы деректері жіберіледі. Олардың табысты жеткізуі түбіртекпен расталады. Жіберуді аяқтағаннан кейін ажыратуға сұраныс жіберіледі және растауды алған жағдайда канал болуын тоқтатады.

КК бар желілердің артықшылықтары: жеке пакет емес, ұзақ мерзімді синхронды деректер ағыны жіберілген кезде тұрақты жылдамдықты деректер ағынын жіберген кезде жақсы жұмыс жасайды. Кемшіліктері жалғаудан бас тарту мүмкіндігі және әртүрлі жылдамдықта жұмыс істейтін аппаратураны қолдану мүмкінсіздігі (себебі деректердің буферизациясы жоқ) болып табылады.

ДК – бұл компьютерлік пульсті трафикті тиімді жіберуге арналған абоненттер коммутациясының техникасы. Жеке қолданушы трафигінің пульсация коэффициенті 1:100 құрауы мүмкін. ДК кезінде қолданушы хабарламасы бастапқы түйінде пакеттерге бөлінеді. Әрбір пакет мекенжайы және десте нөмірінен тұратын тақырыпқа ие. Дестелер тәуелсіз блоктар ретінде жіберіледі және тағайындау түйінінде жиналады.

Дестелер желінің коммутаторларында дестелерді уақытша сақтауға арналған ішкі буфер жадысы бар. Бұл магистралды байланыстарда трафик пульсациясын тегістеуге мүмкіндік береді. Абоненттер жұптары үшін байланыстың коммутацияланған каналының болуы тиімді – деректерді жіберген кезде кідіріс жоқ, бірақ канал көп уақыт тоқтап тұрады. ДК кезінде уақыт бірлігінде жіберілетін жіберелітен деректердің жалпы көлемі көп. Себебі жеке абоненттердің пульсациясы уақытта бөлінеді.

Ағын түсінігі процессордың программаны орындау барысындағы
əрекеттерінің тізбектілігімен байланысты. Программа инструкцияларының мұндай тізбектілігі программа ішінде ағындарды басқару деп аталады.
Программа көпағынды деп аталады, егер бұл программада бір уақытта бірнеше программа орындала алатын болса. Бұл жағдайда ағындар параллельді (қатарлас) деп аталады. Егер программада бір уақытта бір ғана ағын орынадалатын болса, мұндай программа бір ағындық деп аталады.

Мәліметтер ағынын басқару (flow control) — желідегі екі нүкте арасында мәліметтерді жеткізуді басқару процедурасы, мысалы модем мен компьютер аралығындағы мәліметтер ағынын басқару. Мәліметтердің жеткізу жылдамдығын қабылдау жылдамдығына сәйкес келтіріп, белгілі бір мәнге шектеп отырады. Қабылдау құрылғысының буфері толып болған жағдайда мәліметтердің жоғалып кетуінен сақтайды.Windows-та ағын деп қосымшаларды орындау үшін процессорлық уақыттар берілетін ядроның объектісі. Əрбір ағынға келесі ресурстар жатады:

- атқарылатын функцияның кодасы;

- процессор регистрлерінің жиынтығы;

- қосымша жұмысына арналған стек;

- операциялық жүйенің жұмысына арналған стек;

- құрамында қауіпсіздік жүйесіне арналған ақпарат бар қатынас құру маркері.

Аталған ресурстар біріге отырып Windows-ғы ағын контекстін құрайды.

Windows-тағы əрбір ағынның құрамында дескриптормен қоса идентификатор болады. Ол жүйеде орындалып жатқан ағындар үшін ерекше болып табылады.

Ағындардың идентификаторын пайдаланушыларға ағындардың жұмысын бақылауға мүмкіндік беретін қызметтік программалар қолданады.

Windows операциялық жүйесінде ағындардың екі типі болады:

- жүйелік ағындар; - пайдаланушылық ағындар.

Жүйелік ағындар операциялық жүйенің түрлі қызметтерін атқарады жəне олар операциялық жүйенің ядросымен іске қосылады.

Пайдаланушылық ағындар пайдаланушылар мəселелерін шеші үшін қызмет атқарады жəне қосымшалар арқылы іске қосылады.

Бит – бағдарлы хаттама байттарға бөлінбейтін биттердің ағыны түріндегі ақпараттарды жіберуді қарастырады. Сондықтан кадрларды бөлу үшін арнайы реттілік – жалаушалар қолданылады. Орталық процессор, оперативті жады және сыртқы құрылғылардың өзара әрекеттерінің шиналық құрылымы микропроцессорлық технологияға сәйкес келеді. Барлық сыртқы құрылғылардың бірыңғай байланыс әдісі ОП (орталық процессор) немесе СҚ-ға (сыртқы құрылғы) қатысты барлық жұмысты орындайтын СҚ регистрі немесе жад ұяшықтарының жалпы жұмыстарын жүзеге асырады, қамтамасыз етеді. Осылайша арнайы енгізу-шығару командасы қажет етілмейді. ОЖ ұяшықтары және СҚ регистрі өзара аппараттық- бағдарламалық құралдар арқылы байланыста болады. Мұндай әдіс басқаруды бөлшектеуге негізделген. Ал бұл басқару қызметінің бір бөлігі СҚ аппараттық құралдарына берілгендігін білдіреді. Бұл тікелей қол жеткізу және жадының арнасын құрудың алғы шарты болып табылады.