Прежде всего, организация обмена данными осуществляется между периферийными устройствами и памятью. Возможны три способа обмена данными по общим магистралям:

1. Это программный обмен информации.

2. Это обмен по прерыванию

3. Обмен в режиме прямого доступа к памяти

В этом режиме процессор является единоличным хозяином системной магистрали. Все циклы обмена информации инициируются процессором и выполняются в строго определённом порядке. Обмен информации производится в соответствии с командами заданными программой, не на какие внешние события процессор не реагирует.

Прерывание микропроцессорной системы бывает двух основных типов: векторное прерывание (при этом требуется проведение цикла чтения по магистралям) и радиальное прерывание (его тип непосредственно передаётся через сигнал по прерыванию).

Q-bus -это один из примеров использования совмещенных линий данных и адресов. При необходимости вырабатывается сигнал VIRQ, процессор подготавливается к прерыванию, закончив предварительно выполнение текущей команды.

DIN - процессор готовится для ввода данных.

Сигнал IAKO проходит через все устройства , которые могут потребовать прерывание. Этот сигнал говорит устройству , чтобы оно выставила номер своего прерывания на шину данных. Если устройство запросило прерывание, то оно не пропускает через себя этот сигнал. Сработает устройство , которое ближе находится к процессору.

Получив сигнал IAKO, внешнее устройство выставляет сигнал RPLY (сигнал ответа) на одной из линий шины. Сигнал RPLY говорит, что на шине данных появились некоторые данные (номер прерывания). Процессор читает код номера прерывания. Когда чтение заканчивается, сигналы DIN и IAKO снимаются. Снятие сигналов DIN и IAKO говорит внешнему устройству, что информация шины данных получена, и шину можно освободить. При этом, если несколько устройств требуют прерывания, то сигнал VIRQ остаётся. Он снимется, когда будет обработано последнее прерывание.

При радиальном прерывании в магистрали имеются столько линий запроса прерывания (каналов аналогичных VIRQ) сколько всего может быть разных прерываний, т.е. каждое устройство ввода/вывода имеют свою линию запроса. Процессор определяет номер прерывания по номеру линии, по которому пришел сигнал прерывания. При использовании радиальных прерываний в систему включается дополнительная система - контролер прерывания. Векторные прерывания обеспечивают системе большую гибкость, в системе их может быть очень много, однако, они требуют дополнительных аппаратных узлов во всех устройствах для обслуживания цикла безадресного чтения. Радиальных прерываний в системе немного. При этом тип прерывания каждое радиальное прерывание требует введение дополнительных линий в шину управления системой.

При организации операций ввода - вывода по первым двум способам процессор непосредственно участвует в процессе передачи данных и отвлекается от выполнения основной программы решения задачи. Ему приходится для каждой единицы передаваемых данных выполнять довольно большое количество команд, чтобы обеспечить буферизацию данных, преобразование форматов, подсчет количества переданных данных, формирование адресов памяти и т.п. В результате скорость передачи данных непосредственно через процессор недостаточна для работы с высокоскоростными периферийными устройствами. Для быстрого ввода-вывода данных используют прямой доступ к памяти.

Прямой доступ к памяти освобождает процессор от управления операциями ввода - вывода, позволяя осуществлять параллельно во времени выполнение процессором программы с обменом данными между периферийными устройствами(ПУ) и оперативной памятью(ОП), и производить этот обмен со скоростью, ограниченной только пропускной способностью ПУ и ОП. Таким образом увеличивается производительность ЭВМ. Прямым доступом к памяти управляет контроллер ПДП, который выполняет следующие функции:

Подсчет числа едениц переданных данных и определение момента завершения операции ввода-вывода.

С учетом назначения функциональной спецификации ПС и тяжелых последствий неточностей и ошибок в этом документе, функциональная спецификация должна быть математически точной. Это не означает, что она должна быть формализована настолько, что по ней можно было бы автоматически генерировать программы, решающие поставленную задачу. А означает лишь, что она должна базироваться на понятиях, построенных как математические объекты, и утверждениях, однозначно понимаемых разработчиками ПС. Достаточно часто функциональная спецификация формулируется на естественном языке. Тем не менее, использование математических методов и формализованных языков при разработке функциональной спецификации весьма желательно, поэтому этим вопросам будет посвящена отдельная лекция.

Функциональная спецификация состоит из трех частей:

описания внешней информационной среды, к которой должны применяться программы разрабатываемой ПС;

определение функций ПС, определенных на множестве состояний этой информационной среды (такие функции будем называть внешними функциями ПС);

описание нежелательных (исключительных) ситуаций, которые могут возникнуть при выполнении программ ПС, и реакций на эти ситуации, которые должны обеспечить соответствующие программы.

В первой части должны быть определены на концептуальном уровне все используемые каналы ввода и вывода и все информационные объекты, к которым будет применяться разрабатываемое ПС, а также существенные связи между этими информационными объектами. Примером описания информационной среды может быть концептуальная схема базы данных или описание сети датчиков и приборов, которой должна управлять разрабатываемая ПС.

Во второй части вводятся обозначения всех определяемых функций, специфицируются все входные данные и результаты выполнения каждой определяемой функции, включая указание их типов и заданий всех соотношений (или ограничений), которым должны удовлетворять эти данные и результаты. И наконец, определяется семантика каждой из этих функций, что является наиболее трудной задачей функциональной спецификации ПС. Обычно эта семантика описывается неформально на естественном языке - примерно так, как это делается при описании семантики многих языков программирования. Эта задача может быть в ряде случаев существенно облегчена при достаточно четком описании внешней информационной среды, если внешние функции задают какие-либо манипуляции с ее объектами.

В третьей части должны быть перечислены все существенные с точки зрения внешнего наблюдателя (пользователя) случаи, когда ПС не сможет нормально выполнить ту или иную свою функцию (например, при обнаружении ошибки во время взаимодействия с пользователем, или при попытке применить какую-либо функцию к данным, не удовлетворяющим соотношениям, указанным в ее спецификации, или при получении результата, нарушающего заданное ограничение). Для каждого такого случая должна быть определена (описана) реакция ПС.

В широком смысле открытой системой может быть названа любая система (компьютер, вычислительная сеть, ОС, программный пакет, другие аппаратные и программные продукты), построенная в соответствии с открытыми спецификациями.Напомним, что под термином "спецификация" (в вычислительной технике) понимают формализованное описание аппаратных или программных компонентов, способов их функционирования, взаимодействия с другими компонентами, условий эксплуатации, ограничений и особых характеристик. Понятно, что не всякая спецификация является стандартом. Стандарты Internet.Особую роль в выработке международных открытых стандартов играют стандарты Internet. Ввиду постоянно растущей популярности Internet, эти стандарты становятся международными стандартами и многие из них приобретают впоследствии статус официальных международных стандартов за счет утверждения одной из организаций. Существует несколько организационных подразделений, отвечающих за развитие Internet и, в частности, за стандартизацию средств Internet. Основным из них является Internet Society (ISOC) - профессиональное сообщество, которое занимается общими вопросами эволюции и роста Internet как глобальной коммуникационной инфраструктуры. Под управлением ISOC работает Internet Architecture Board (IAB) - организация, в ведении которой находится технический контроль и координация работ для Internet. IAB координирует направление исследований и новых разработок для стека TCP/IP и является конечной инстанцией при определении новых стандартов Internet.

В любой организации, занимающейся стандартизацией, процесс выработки и принятия стандарта состоит из ряда обязательных этапов, которые, собственно, и составляют процедуру стандартизации. Рассмотрим эту процедуру на примере разработки стандартов Internet.

Сначала в IETF представляется так называемый рабочий проект в виде, доступном для комментариев. Он публикуется в Internet, после чего широкий круг заинтересованных лиц включается в обсуждение этого документа, в него вносятся исправления, и, наконец, наступает момент, когда можно зафиксировать содержание документа. На данном этапе проекту присваивается номер или проект отвергается.

После присвоения номера проект приобретает статус предлагаемого стандарта). В течение 6 месяцев этот предлагаемый стандарт проходит проверку практикой, в результате в него вносятся изменения.

Если результаты практических исследований свидетельствуют об эффективности предлагаемого стандарта, то ему, со всеми внесенными изменениями, присваивается статус проекта стандарта Затем в течение как минимум 4-х месяцев проходят его дальнейшие испытания "на прочность", при этом создается по крайней мере две программных реализации.

Если во время пребывания в ранге проекта стандарта в документ не было внесено никаких исправлений, ему может быть присвоен статус официального стандарта Internet (на рисунке standart).