Преимущества и недостатки изолированной памяти ввода-вывода

Устройства ввода и вывода (I/O) — это части компьютерной системы, такие как клавиатура или модем, которые отправляют или получают информацию от процессоров компьютера и от них. В системах ввода-вывода с отображением памяти устройства ввода-вывода используют часть памяти компьютера в качестве адреса для передачи сообщений. В компьютерах с системами с изолированной памятью ввод-вывод и память имеют разные адреса.

ввод-вывод

Компьютерные системы могут сопоставлять ввод-вывод с адресом в банках памяти, потому что процесс обмена сообщениями с устройствами ввода-вывода аналогичен обмену данными с памятью компьютера. Одна и та же шина — электронный путь для передачи информации к процессорам и от них — служит для доступа как к памяти, так и к устройствам ввода и вывода. Одним из недостатков изолированной памяти является то, что системы карт памяти проще для шины, поскольку она использует один и тот же набор адресов для операций ввода-вывода и памяти.

Карта памяти

В системе с отображением памяти компьютеру становится трудно отличить операции ввода-вывода от других опций программного обеспечения, обращающихся к памяти; системы с изолированной памятью не имеют этой проблемы. Операции ввода-вывода в компьютерах с отображением памяти используют только часть полного адреса памяти, чтобы сделать их расположение более различимым. Системы с изолированной памятью более сложны, потому что, в отличие от компьютеров с отображением памяти, они не могут использовать одни и те же системы декодирования и управления для памяти и устройств ввода-вывода. В компьютерах с отображением памяти любая инструкция, которая выводит данные из памяти, также работает с устройствами ввода и вывода.

Программирование

В компьютере с изолированной памятью программирование более чистое:ввод-вывод имеет свой собственный отдельный адрес, поэтому компьютер может использовать адреса, чтобы определить, с какой памятью или вводом-выводом должна работать программа. Однако при отображении памяти любая инструкция, ссылающаяся на память, также может использоваться как инструкция для системы ввода-вывода. При использовании изолированной памяти программам необходимо добавлять инструкции "In" и "Out" для извлечения или отправки данных в память или по адресам ввода-вывода.

Объем памяти

Когда компьютер использует систему ввода-вывода с отображением памяти, часть пространства, используемого компьютером для памяти, выделяется для входных и выходных адресов, оставляя меньше для фактического хранения памяти. При отображении памяти адреса ввода-вывода должны быть записаны так, чтобы они отличались от банков памяти вокруг них; назначение адресов ввода-вывода проще в системах с изолированной памятью. Поскольку устройства ввода-вывода занимают меньше места, чем память по заданному адресу, возможно, что часть пространства памяти по этому адресу ввода-вывода будет неиспользована и потрачена впустую.