М. М. Мусаев компьютер тизимлари ва тармоқлари

Киритиш/чиқариш тизимларининг ташкил этилиши.
Киритиш/чиқариш тизимларининг асосий вазифаси компьютер ядросини, яъни процессорни ва асосий хотирани ишлаш тамойили, маълумотлар формати ва ташқи киритиш қурилмалари билан тезкорлиги, узатиш, ахборотларни қайд этиш ва сақлаш бўйича хилма-хил ташқи қурилмалар билан улаш.
Киритиш/чиқариш процедураси ташқи қурилмаларини (ТҚ) процессор ва хотира билан алоқасини таъминлайдиган ички (катта) интерфейсли боғламаси, бевосита периферия қурилмаларига уланадиган ташқи (кичик) интерфейс (портлар) боғламаларидан ташкил топган модуль ёрдамида ишлатилади (2.16-расм).
Маълумотлар регистрида модулга ва ундан узатиладиган маълумотлар буферлаштирилади, бу ташқи қурилмалар тезкорликларининг фарқларини камайтиради. Маълумотлар регистрининг разряди “катта” интрефейс томонидан (компьютернинг ички боғламалари томонидан) шинанинг кенглигига мос тушади. Бу 2, 4, 8 байтларни ташкил этади. 1÷N гача интерфейс бир байтли, шунинг учун унда байтларни йиғиш ва тарқатиш боғламаси мавжуд. Ташқи қурилмалар сони кўп бўлганда бир неча маълумотлар регистрлари бўлиши мумкин.

Бошқариш регистри модулни ТҚ билан биргаликда ишловчи буйруқларини қайд этади (регистрларни тозалаш, ТҚ ни узиш, ўқишнинг бошланиши, ёзишнинг бошланиши). Ҳолатлар регистри ТҚ ва модулнинг ҳолатлар битларини сақлаш учун хизмат қилади (тайёргарлик, қабул/ишлов бериш иш тартиби). Манзилли оралиқдан ҳар бир модулга (ОХ билан қўшилган ёки ажратилган) манзиллар гуруҳи ажратилади. Манзиллар селектор ёрдамида тўғриликка текширилади ва ҲД ҳолат дешифратори ёрдамида ишлаш учун ТҚ танланади. Бошқариш боғламаси барча боғламалар мослаштириш бўйича вазифани бажаради. Процессор билан модулнинг боғланиши бошқариш линияси бўйича амалга оширилади.

Киритиш/чиқариш модули тармоқли алмаштиришни ташкил этишда муҳим вазифани бажаради, яъни мос портларнинг контроллерлари орқали ахборотларни интенсив алмаштириш имкониятини беради, бунда бошқа компьютерлар тармоқнинг бу компьютерига нисбатан ташқи қурилма сифатида кўрилади.
Маълумотларни киритиш/чиқаришни амалга оширадиган портларни кўриб чиқамиз. Ташқи қурилмаларни улаш учун киритиш/чиқариш контроллерларнинг кетма-кет ва параллел портлари ишлатилади, уларнинг разъёмлари одатда компьютернинг орқа панелида жойлаштирилган. Портлар маълумотларни бир йўналишда узатишни (симплекс режим), йўналишларни қайта улашни (ярим дуплекс режим) ва ҳар иккала йўналишларда (дуплекс режим) маълумотларни узатиш режимларида ишлаши мумкин. Абонентларнинг уланиш топологияси икки нуқтали (RS-232С интерфейс учун) ёки тармоқли берилган (VSB ёки Fire Wire) бўлиши мумкин.
Портлар параллел ва кетма-кет турларга бўлинади. Параллел порт принтер, сканер ёки ташқи тўплагични улаш учун ишлатилади. Параллел портга ташқи қурилмани улаш махсус кабель орқали амалга оширилади, у бир неча битларнинг бир вақтда узатилишини таъминлайди, бинобарин, ҳар бир битни узатиш ўзининг линияси бўйича амалга оширилади. LPT – порт (Line Prin Ter) стандарт параллел порт ҳисобланади. Порт билан уланиш одатда Centronics стандартидаги 25 чиқишли разъём орқали амалга оширилади, разъём контактларининг тақсимланиши, сигналларнинг вазифалари, интерфейсни бошқаришнинг дастурий воситалари ҳар хил турдаги принтерларни, сканерларни, дисководларни улашга мўлжалланади.
RS-232C кетма-кет порт (Communication port) сичқонча, ташқи модем, принтер каби қурилмаларни компьютерга улаш, шунингдек, компьютерлар орасида боғланиш учун ишлатилади. RS-232C турдаги кетма-кет порт ишлатилишининг Centronics портига нисбатан асосий афзаллиги шахсий компьютердан ташқи қурилмага ахборотларни масофаларга (15 мгача) узатиш имконияти ҳисобланади. Маълумотлар кетма-кет ҳолда байтли пакетлар тарзда бит оралиғида бит билан узатилади. Ҳар бир байт бошланғич ва тўхташ битлари билан узатилади, маълумотлар дуплекс иш тартибида узатилади, узатиш тезлиги 115 Кбит/с ни ташкил этади.
USB (Universal Serial Bus) бу универсал кетма-кет порт. У эскирган RS-232 (COM-порт) ва IEEE 1284 (LPT-порт) параллел интерфейсларни алмаштиришга, яъни кетма-кет ва параллел клавиатура ва “сичқонча” портларини алмаштиришга ишлаб чиқилган, барча қурилмалар Plug and Play технологиясининг осонлиги билан кўп сонли қурилмаларнинг ўрнатилишига рухсат берадиган бир разъёмга уланади. Plug and Play – “ёқ ва ишла” технологияси “қайноқ” алмаштиришни, яъни компьютерни ўчириш ва қайта юклаш зарураратисиз қурилмаларни алмаштиришни амалга оширишга имкон беради. Қурилма физик жиҳатдан уланганидан кейин тўғриланилади ва автоматик конфигурацияланади. USB компьютерга нима уланганлигини, қурилмага қандай драйверлар ва ресурслар зарур бўлишини мустақил аниқлайди, ундан кейин буларнинг барчасини фойдаланувчининг аралашувисиз ажратади.
Шинани бир хил ишлаши учун у билан аниқ ишлайдиган операцион тизим зарур. Мазкур ҳолда бундай операцион тизим Windows 95 ва ундаги юқори тизимлар ҳисобланади. USB шинага бир вақтнинг ўзида 127 тагача деярли исталган мониторлар, принтерлар каби қурилмалар уланишини таъминлайди. Биринчи даражада уланган ҳар бир қурилма коммутатор сифатида ишлаши мумкин, яъни унга мос разъёмлар бўлганида яна бир неча қурилмалар уланиши мумкин. Интерфейс бўйича алмаштириш пакетли, алмаштириш тезлиги 12 Мбайт/с ни ташкил этади. 480 Мбайт/с ўтказиш хусусиятини таъминлайдиган интерфейси (бошланғич стандарт USB 1.1 дейилади) яратилди. Секин ишлайдиган қурилмалар (клавиатуралар, сигқончалар, модемлар) учун маълумотлар 1.5 Мбит/с тезликда алмаштириладиган қўшимча кичик канал ҳам қўллаб қувватланади, телеконференцияларни ўтказишда керак бўладиган, ҳам асинхрон маълумотларни узатиш иш тартибларида ишлайди.
Аниқ қурилманинг дастурий таъминоти (мижоз) компьютернинг ўзида бажарилади. USB-шина бажарилишда ва ўзгарилишда (Plug and Play) автоматик конфигурацияланишни қўллаб-қувватлайди.USB дастурий таъминот драйверлари, тўғри мурожаат этиш каналлари, узилишлар векторларни созлаш ва киритиш/чиқариш қурилмаларини манзиллаштириш орасидаги баҳсларни тугатади.
Fire-Wire (IEEE 1394 стандарти). Бу компьютернинг ички компонентларини ва ташқи қурилмаларни улаш учун мўлжалланган янги ва истиқболли интерфейсдир.
Fire-Wire рақамли кетма-кет интерфейс юқори ишончлилик ва маълумотларни узатиш сифати билан характерланади, унинг протоколи вақтнинг реал масштабларида сезиларли бузилишларсиз видео ва аудиосигналларнинг ўтишини таъминлаш билан ахборотларни вақт бўйича кафолатланган узатилишини қўллаб-қувватлайди. Fire-Wire шина ёрдамида Plug and Play технологияси бўйича ва деярли исталган конфигурациялардаги кўп сонли турли қурилмаларни бир-бирларига улаш мумкин, бу билан у аввал айтилган қийин конфигурацияланадиган турдаги шиналардан фойдали фарқланади. Битта контроллерга ягона олтита симли кабель ёрдамида битта портга 63 тагача қурилмалар уланиши мумкин. Интерфейснинг ўтказиш хусусияти 100-400 Мбит/с ни ташкил этади, келажакда ҳатто 1600 Мбит/с кутилмоқда. Бу интерфейс CD-ROM ва DVD-ROM дисководларни, шунингдек, рақамли видеокомералар, видеомагнитофонлар каби юқори тезликли ташқи қурилмаларни улаш учун ишлатилади.