Zurück zum Inhaltsverzeichnis

Eingabe⁄Ausgabesystem

Um mit einem Computer kommunizieren zu können, muss dieser ein System für die Eingabe und Ausgabe besitzen. Die Hardware für die Eingabe und Ausgabe bezeichnet man als Peripheriegeräte. Beispiele für Eingabegeräte sind die Tastatur, die Maus oder das Touchpad. Das wichtigste Ausgabegerät ist der Monitor.

Das E⁄A-System führt den Datentransport zwischen der Peripheriegeräten und dem Arbeitspeicher durch.

Dieser Datentransport kann auf verschiedene Arten gesteuert werden:

  • Passive Peripheriegeräte werden programmgesteuert. Diese Steuerung wird nochmals unterteilt:

    • Befehlsbezogene E⁄A: Den Geräten wird über eine Geräteadresse ein Funktionscode übermittelt.

    • Speicherbezogene E⁄A (memory mapped input⁄output): Bereiche des Arbeitsspeichers werden für die Peripheriegeräte reserviert. So können diese direkt, wie Speicheradressen, angesprochen werden. Beispiel: Graphikadapter. In einem Teil des Arbeitsspeichers steht hierbei die Information über dem am Monitor ausgegebenen Bild.

  • Unterbrechungsgesteuert (siehe unten): Diese Art wird nochmals unterteilt in:

    • Kein direkter Speicherzugriff: Hier wird der Datentransport zwischen den Peripheriegeräten und dem Arbeitsspeicher über den Prozessor gesteuert.

    • Beim direkten Speicherzugriff (DMA). wird der Datentransfer nicht vom Prozessor gesteuert, sondern durch einen speziellen Steuerbaustein, den DMA-Controller (DMAC). So kann der Prozessor in der Zeit des Datentransfers weiterhin Daten verarbeiten.

    • Ein E⁄A-Prozessor besitzt im Gegensatz zum DMAC einen eigenen Befehlssatz, d.h. er kann von außen programmiert werden. Es ist ein Spezialprozessor, der auf Ein- und Ausgabe spezialisiert ist. Als eigenständige Einheit kann dieser den Prozessor noch mehr entlasten als ein DMAC.
Der Datentransport zwischen Prozessor und Arbeitspeicher dagegen ist meist programmgesteuert.

Anschlüsse
Da Daten übertragen werden, muss das E⁄A-System an den Datenbus angeschlossen sein. Die Peripheriegeräte besitzen zwar oft einen eigenen kleinen Mikroprozessor, werden aber trotzdem über den Prozessor des Computers mitgesteuert. Deshalb muss das E⁄A-System auch an den Steuerbus angeschlossen sein. Eine Ankopplung an den Adressbus ist auch nötig, da das E⁄A-System eigene Speicherzellen (Register) besitzt. In diesen werden Steuerbefehle oder Daten zwischengespeichert.

Unterbrechungssteuerung

Mit Hilfe spezieller Signale kann ein laufendes Programm (ein sogegenannter Prozess) unterbrochen werden. Dies wird als Unterbrechung (interupt) bezeichnet.
Ein Peripheriegerät kann so dem Prozessor anzeigen, dass es einen "Bedienungswunsch" hat, wie "bin bereit zum Empfang von Daten". Hierfür gibt es spezielle Eingänge des Prozessors am Steuerbus, die Interrupt-Eingänge. Bei Aufruf eines Interupts wird dem Prozessor auch angezeigt, welche Art der Unterbrechung vorhanden ist. So wird die gewünschte Interupt Routine dann vom Prozessor ausgeführt.

Es sei auch noch erwähnt, dass nicht nur Peripheriegeräte Interupts auslösen können, sondern auch Softwareprogramme, z.B. durch Ausnahmesituationen (wie Division durch Null).



Zurück zum Inhaltsverzeichnis

Home Klick hier!



Copyright (C) 2005 Christian Herta. Alle Rechte vorbehalten! All rights reserved!