Передача информации с периферийного устройства в ядро ЭВМ называется операцией ввода, а передача из ядра ЭВМ в периферийное устройство - операцией вывода.
Связь устройств ЭВМ друг с другом осуществляется с помощью средств сопряжения - интерфейсов.
Интерфейс представляет собой совокупность линий и шин, сигналов, электронных схем и алгоритмов, предназначенную для осуществления обмена информацией между устройствами. От характеристик интерфейсов во многом зависят производительность и надежность вычислительной машины.
При разработке систем ввода-вывода должны быть решены следующие проблемы:
- Должна быть обеспечена возможность реализации машин с переменным составом оборудования.
- Для эффективного использования оборудования ЭВМ должны реализовываться параллельная во времени работа процессора над программой и выполнение периферийными устройствами процедур ввода-вывода.
- Необходимо стандартизировать программирование операций ввода-вывода для обеспечения их независимости от особенностей периферийного устройства.
- Необходимо обеспечить автоматическое распознавание и реакцию ядра ЭВМ на многообразие ситуаций, возникающих в ПУ (готовность устройства, различные неисправности и т.п.).
При конструировании ЭВМ широко применяются различные средства унификации.
Средства вычислительной техники проектируются на основе модульного принципа, который заключается в том, что отдельные устройства выполняются в виде конструктивно законченных модулей, из которых можно собирать ЭВМ в различных конфигурациях.
При обмене между ПУ и ЭВМ используются унифицированные форматы данных. Преобразование унифицированных форматов данных в индивидуальные, приспособленные для отдельных ПУ, производится в самих ПУ.
Унификации также подвергают все компоненты интерфейса, а также формат и набор команд процессора для операций ввода-вывода.
Унификация распространяется на семейство моделей ЭВМ.
Для обеспечения параллельной работы процессора и периферийных устройств схемы управления вводом-выводом отделяют от процессора.
Выполнение общих функций возлагают на общие для групп периферийного оборудования унифицированные устройства - контроллеры прямого доступа к памяти, процессоры ввода-вывода.
-------------------------------------------
Функции системы ввода-вывода:
Базовая подсистема ввода-вывода служит посредником между процессами вычислительной системы и набором драйверов.
Системные вызовы для выполнения операций ввода-вывода трансформируются ею в вызовы функций необходимого драйвера устройства.
Однако обязанности базовой подсистемы не сводятся к выполнению только действий трансляции общего системного вызова в обращение к частной функции драйвера.
Базовая подсистема предоставляет вычислительной системе такие услуги, как поддержка блокирующихся, не блокирующихся и асинхронных системных вызовов, буферизация и кэширование входных и выходных данных,обработку ошибок и прерываний, возникающих при операциях ввода-вывода, планирование последовательности запросов на выполнение этих операций.