Пример 8.3. Функция переключения контекста в ядре Linux/x86 2 страница

Микроядро транспьютера
Другим примером классического микроядра является транспьютер. Микропрограммно реализованное микроядро транспьютера содержит планировщик с двумя уровнями приоритета и средства для передачи данных по линкам.

Микроядро Unix SVR4
Другие системы микроядерной архитектуры, например Unix System \/ Release 4.x (на этом ядре построены такие ОС, как Sun Solaris, SCO UnixWare, SGI Irix), предоставляют нитям ядра гораздо больше примитивов межпроцессного взаимодействия — в частности, мутексы. Ядро у этих систем в результате получается не таким уж "микро", но нашему определению это никоим образом не противоречит.
Важно подчеркнуть, что приведенное определение не имеет отношения к ряду других критериев, которые иногда (например, в дискуссиях в публичных компьютерных сетях, а нередко и в публикациях в более или менее серьезных журналах) ошибочно принимают за обязательные признаки микроядерной архитектуры. Отчасти эта путаница, возможно, создавалась целенаправленно, потому что в середине 90-х "микроядро" стало популярным маркетинговым слоганом, и поставщикам многих ОС монолитной или эклектичной архитектуры захотелось получить свою долю выгоды от возникшей шумихи.
Способ сборки ядра (динамическое или статическое связывание ядра с дополнительными модулями) и возможность динамической загрузки и выгрузки модулей без перезагрузки системы к микроядерности не имеют никакого отношения. Вполне микроядерная SCO UnixWare по умолчанию предлагает собирать ядро в единый загрузочный файл /stand/unix (хотя, впрочем, и поддерживает динамическую загрузку модулей). Напротив, не то, что монолитная, а кооперативно многозадачная Novell Netware замечательным образом умеет загружав и выгружать на ходу любые модули, в том числе и драйверы устройств (выгружать, разумеется, лишь при условии, что модуль никем не используется).
Один из корней этих заблуждений состоит в том, что в большинстве других контекстов антонимом "монолитной" архитектуре считается архитектура модульная. Таким образом, любой признак, свидетельствующий о том, что ядро ОС имеет модульную структуру, считается признаком микроядерности. В данном случае, однако, дихотомия "монолитность/микроядерность" говорит не о наличии или отсутствии в ядре более или менее автономных модулей или подсистем, а о принципах взаимодействия между этими модулями или подсистемами или, точнее, об одном аспекте этого взаимодействия: о том, что в монолитных ядрах взаимодействие происходит синхронно или преимущественно синхронно, а в микроядре — асинхронно.
Совсем уж наивно было бы отказывать Solaris в праве называться микроядерным на том основании, что файл /kernel/genunix у этой системы имеет размер около 900 килобайт. Ведь, кроме собственно микроядра — планировщика нитей и примитивов взаимодействия между ними — этот файл содержит также диспетчер системных вызовов, систему динамической подгрузки других модулей ядра (см. разд. Загрузка самой ОС) и ряд других обязательных подсистем.

Микроядро концептуально очень привлекательно, но предъявляет к разработчикам модулей ядра известные требования. Например, в документе [docs.sun.com 805-7378-10] основное из этих требований — не забывать о том, что ядро Solaris многопоточное, и любая из нитей ядра может быть в любой момент вытеснена [практически любой] другой нитью — высказывается на второй странице, а выводам, которые из этого следуют, посвящена целая глава.
При разработке системы с нуля это само по себе не представляет проблемы, но если мы хотели бы обеспечить совместимость с драйверами внешних устройств и другими модулями ядра предыдущих версий ОС...
Из материала предыдущей главы легко понять, что код, рассчитанный на работу в однопоточной среде или среде кооперативной многозадачности, при переносе в многопоточную среду нуждается в значительной переработке, а нередко и в перепроектировании. Таким образом, сделать из монолитной (пусть даже модульной) системы микроядерную практически невозможно.
Следует учитывать, что требование поддержки многопроцессорных машин Или приложений реального времени часто предъявляется к разработчикам через много лет после того, как были приняты архитектурные решения. о этой ситуации разработчики часто не переходят на микроядерную архитектуру полностью, а создают архитектуру гибридную (или, если применить более эстетский термин, эклектичную).
Действительно, как говорилось ранее, в чистом микроядре взаимодействия Происходят асинхронно, а в чистом монолитном ядре — синхронно.
Если некоторые из взаимодействий происходят асинхронно (что например, в многопроцессорной машине), то мы можем сказать, что система частично микроядерная. Если же некоторые из взаимодействий обязательно синхронны, мы, наверное, вынуждены будем признать, что цаи система частично монолитная, как бы странно это ни звучало.
В зависимости от того, какого рода взаимодействия преобладают, мы може выстроить целый спектр более или менее монолитных (и, напротив, боле или менее микроядерных) архитектур. На практике, большинство современных ОС общего назначения имеют гибридную архитектуру, которая не является микроядерной, и в то же время не может быть классифицирована как монолитная. Многие из архитектур и, во всяком случае, многие из ключевых принципов взаимодействия между модулями современных операционных систем были разработаны еще до того, как появилось само слово "микроядро". При этом некоторые из этих взаимодействий имеют синхронный, а некоторые — особенно взаимодействие с драйверами внешних устройств — асинхронный характер.
Во многих современных ОС широко применяется взаимодействие драйверов с остальной системой посредством очередей запросов (или событий). Такое взаимодействие отчасти стирает различия между синхронным и полностью асинхронным межмодульным взаимодействием.

Глава 9. Внешние устройства

• Внешние устройства
• Доступ к внешним устройствам
• Простые внешние устройства
• Порты передачи данных
• Шины
• Устройства графического вывода
• Запоминающие устройства прямого доступа
• Производительность жестких дисков
• Дисковые массивы
• Сети доступа к дискам

Внешние устройства

Митрофан. Эта? Прилагательна. Правдин. Почему ж? Митрофан. Потому что она приложена ксвоему месту. Вон у чулана шеста неделя дверь стоит еще не навешана:так та покамест существительна Д. Фонвизин

Все без исключения прилохсения вычислительных систем, так или иначе, связаны с использованием внешних, или периферийных устройств. Даже чисто вычислительные задачи нуждаются в устройствах для ввода исходных данных и вывода результата. Без преувеличения можно сказать, что процессор, не имеющий никаких внешних устройств, абсолютно бесполезен.
У вычислительных систем первых поколений набор периферийных устройств часто исчерпывался упомянутыми устройствами для ввода исходных данных и вывода результата вычислений, поэтому до сих пор модули ОС, работающие с периферией, называют подсистемой ввода-вывода (input/output subsystem). У большинства современных компьютеров набор внешних устройств весьма обширен, и функции многих из них не могут или лишь с определенной натяжкой могут быть описаны как ввод и вывод.
С функциональной точки зрения внешние устройства, подключаемые к современным компьютерам, можно разделить на следующие категории (приведенную классификацию вряд ли можно считать исчерпывающей, а порядок перечисления не является критерием важности данного типа устройств).

• Устройства внешней памяти, которые в свою очередь, можно разделить на два класса.
• Устройства памяти с произвольным доступом, главным образом магнитные диски. К этому же классу относятся дискеты, магнитооптические и оптические диски и практически не применяемые в настоящее время магнитные барабаны. Удачным универсальным обозначением для этого класса устройств является принятое в документации фирмы IBM сокращение DASD (Direct Access Storage Device — запоминающее устройство прямого доступа).
• Устройства памяти с последовательным доступом. В основном, это лентопротяжные устройства (стриммеры и др.).
• Сетевые и телекоммуникационные устройства.
• Устройства алфавитно-цифрового ввода-вывода: печатающие устройства телетайпы, текстовые терминалы.
• О Устройства звукового ввода-вывода.
• Устройства графического ввода-вывода: сканеры или видеодекодеры (ввод), графические дисплеи, плоттеры, графические принтеры или видеокодеры (вывод).
• Позиционные устройства ввода: мыши, планшеты-дигитайзеры, световые перья и т. д.
• Сенсорные и исполнительные устройства управляющих систем.

Например, у бортового компьютера самолета сенсорными устройствами могут являться гироскопы или другие датчики ориентации, трубка Пито (датчик, определяющий скорость самолета относительно воздуха), радар и терминал глобальной системы позиционирования, а исполнительными устройствами — шаговые электромоторы, управляющие рулевыми плоскостями, топливные насосы двигателей и т. д.
Все перечисленные устройства либо передают информацию центральному процессору (и, таким образом, могут быть объявлены устройствами ввода), либо получают информацию от него (устройства вывода), либо могут как передавать, так и принимать информацию (устройства ввода-вывода). Эта классификация может показаться неестественной, потому что в соответствии с ней в одну категорию попадают столь функционально неродственные устройства, как сетевой адаптер и жесткий диск (устройства ввода-вывода), или печатающее устройство и рулевая машинка летательного аппарата (устройства вывода), однако разработчику операционной системы во многих случаях этой классификации оказывается достаточно.
Нередко, впрочем, в эту классификацию вводят еще один уровень: устройства ввода делят на пассивные (выдающие данные только в ответ на явные запросы центрального процессора) и активные, или генераторы событий, которые могут порождать данные тогда, когда их об этом явно не просили. Ко второй категории относятся интерактивные устройства ввода (клавиатура, мышь), сетевые адаптеры, таймеры различного рода, а также многие датчики управляющих систем.

Доступ к внешним устройствам

С точки зрения центрального процессора и исполняющейся на нем программы, внешние устройства представляют собой наборы специализированных ячеек памяти или, если угодно, регистров. У микроконтроллеров эти ячейки памяти представляют собой регистры центрального процессора, у процессоров общего назначения регистры устройств обычно подключаются к шинам адреса и данных ЦПУ. Устройство имеет адресный дешифратор. Если выставленный на шине адрес соответствует адресу одного из регистров устройства, дешифратор подключает соответствующий регистр к шине данных (рис. 9.1). Таким образом, регистры устройства получают адреса в физическом адресном пространстве процессора.

Рис. 9.1. Подключение внешнего устройства к шине

Два основных подхода к адресации этих регистров — это отдельное адресное пространство ввода-вывода и отображенный в память ввод-вывод (memory-mapped I/O), когда память и регистры внешних устройств размещаются в одном адресном пространстве. В первом случае для обращения к регистрам Устройств используются специальные команды IN и OUT. Во втором случае Могут использоваться любые команды, способные работать с операндами в памяти. Как правило, даже в случае раздельных адресных пространств, для обмена данными с памятью и внешними устройствами процессор использу-ет одни и те же шины адреса и данных, но имеет дополнительный сигнал адресной шины, указывающий, какое из адресных пространств используется в данном конкретном цикле.
Любопытный гибридный подход, сочетающий преимущества обоих вышеназванных, предоставляют микропроцессоры с системой команд SPARC v9 У этих процессоров команды имеют поле, служащее селектором адресного пространства. Этот селектор, в частности, может использоваться для выбора адресного пространства памяти или ввода-вывода. Благодаря этому, с одной стороны, можно применять для работы с регистрами портов любые команды работы с памятью, как при отображенном в память вводе-выводе, и в то же время полностью задействовать адресное пространство памяти.
Два основных подхода к выделению адресов внешним устройствам — это фиксированная адресация, когда одно и то же устройство всегда имеет одни и те же адреса регистров, и географическая адресация, когда каждому разъему периферийной (или системной, если внешние устройства подключаются непосредственно к ней) шины соответствует свой диапазон адресов (рис. 9.2). Географически можно распределять не только адреса регистров, но и другие ресурсы — линии запроса прерывания, каналы ПДП.

Рис. 9.2. Фиксированная и географическая адресация

Географическая адресация обладает свойством, которое на первый взгляд кажется противоестественным: перемещение платы устройства в другой разъем приводит к необходимости переконфигурации ОС (а в некоторых случаях, например, если перемещенная плата была контроллером загрузочного диска, а вторичный загрузчик или процедура инициализации ядра недостаточно сообразительны, может даже привести к ошибкам при загрузке). Однако этот способ распределения адресного пространства удобен тем. тго исключает возможность конфликта адресов между устройствами разных производителей или между двумя однотипными устройствами (с этой проблемой должен быть знаком каждый, кто пытался одновременно установить в компьютер сетевую и звуковую карты конструктива ISA). Большинство периферийных шин современных мини- и микрокомпьютеров, такие, как PCI, S-Bus и др., реализуют географическую адресацию.
Многие современные конструктивы требуют, чтобы кроме регистров управления и данных устройства имели также конфигурационные регистры, через обращение к которым ОС может получить информацию об устройстве: фирму-изготовителя, модель, версию, количество регистров и т. д. Наличие таких регистров позволяет ОС без вмешательства (или с минимальным вмешательством) со стороны администратора определить установленное в системе оборудование и автоматически подгрузить соответствующие управляющие модули.

Простые внешние устройства

У кошки четыре ноги - Вход, выход, земля и питание

По-видимому, самым простым из мыслимых (а также и из используемых) внешних устройств является порт вывода. Такие устройства являются стандартным компонентом большинства микропроцессорных систем. У микропроцессоров первых поколений порты реализовались отдельными микросхемами, у современных микроконтроллеров они обычно интегрированы в один кристалл с процессором.
Порт вывода представляет собой регистр и несколько выходных контактов, называемых на жаргоне микроэлектронщиков "ногами". В литературе входные и выходные контакты микросхем обычно называют просто входами и выходами. Количество выходов порта, как правило, соответствует, и никогда не превосходит количества битов в регистре. Если в бит регистра записан ноль, напряжение на выходе порта будет низким, а если единица, то, соответственно, высоким. Большинство современных микропроцессорных комплектов используют так называемые ТТЛ-совместимые напряжения, когда нулю соответствует напряжение 0 В, а единице — 5 В или, при работе от источника питания с более низким напряжением, напряжение этого самого источника (рис. 9.3).

Рис. 9.3. Принципиальная схема ТТЛ-совместимых выходных каскадов порта вывода (здесь и далее Vss — высокое напряжение питания, Vdd — ноль)

Поскольку и внутри процессора для представления нулей и единиц также используется высокое и низкое напряжение, порт полезен прежде всего тем, что имеет регистр — чтобы удержать напряжение на выходе, npouecconv достаточно один раз установить значение регистра.
Кроме того, польза от порта состоит в том, что поддержание напряжени на выходе может потребовать пропускания через этот выход тока. Порты современных микроконтроллеров имеют внутреннее сопротивление около 200 Ом и способны без вреда для себя пропустить через вывод ток до 25 мА. Выводы шин адреса и данных микропроцессоров, как правило, рассчитаны на гораздо меньшие токи. Кроме того, порты часто имеют встроенные механизмы защиты от короткого замыкания, статического электричества и т. д.
Применения порта вывода многообразны. Например, к нему можно присоединить светодиод и получить лампочку, миганием которой можно программно управлять (такие диоды часто используются при отладке программ для микроконтроллеров — вместо диагностической печати).

Присоединив к выводу порта динамик, можно издавать различные звуки — впрочем, чтобы получился именно звук, а не одиночный щелчок, центральный процессор должен периодически записывать в соответствующий бит порта то ноль, то единицу. Применяя широтно-импульсную модуляцию (т. е. манипулируя относительными продолжительностями периодов высокого и низкого напряжений) таким способом можно генерировать не только прямоугольный меандр, но и сигналы более сложной формы и, соответственно, звуки различного тембра. Используя переменный период, можно генерировать сигналы с частотой, не кратной тактовой частоте центрального процессора или таймера, применяемого для синхронизации (пример 6.1). Изменяя период сигнала с помощью достаточно сложных алгоритмов, можно даже получать отношение тактовой частоты и частоты сигнала, равное иррациональному числу.

Впрочем, сигналы, порожденные с помощью вышеперечисленных приемов, будут состоять не только из сигнала заданного тембра и частоты, по и из гармоник тактовой частоты. Если последняя частота достаточно высока, с этим можно смириться в надежде на то, что динамик не сможет се воспроизвести, а слушатель — уловить.
Кроме того, к выводу порта можно присоединить внешнюю цифровую, аналоговую или электромеханическую схему (например, шаговый электродвигатель), которая будет выполнять какую-то полезную работу. Таким образом, порт вывода, как правило, не является внешним устройством сам по себе, а служит интерфейсом между микропроцессором и собственно внешним устройством.
Другое столь же простое устройство — это порт ввода. Порт ввода также состоит из регистра и нескольких входных линий, соответствующих битам реги~ стра (рис. 9.4). Бит регистра имеет значение 0, если на вход подано низко6 напряжение (точнее говоря, если во время последнего цикла тактового генератора порта на вход было подано низкое напряжение) и, наоборот, единицу — если высокое. Понятно, что напряжение практически никогда не соответствует в точности 0 или 5 В, поэтому в спецификациях портов ввода всегда указывают диапазон напряжений, которые считаются нулем (например, от 0 до 0.2 В) и единицей (например, от 4.5 до 5 В), для промежуточных же напряжений значение соответствующего бита не определено (а на практике определяется случайными факторами). Регистр порта ввода часто называют регистром-защелкой (latch register), потому что основная его функция — зафиксировать напряжения на входах в определенный момент времени и передать их центральному процессору в виде однозначно (пусть и негарантированно правильно) определенных значений.

Рис. 9.4. Порт ввода

Разработчики микросхем часто совмещают входы портов ввода и выходы портов вывода, создавая таким образом комбинированное устройство — порт ввода-вывода. Такое устройство должно быть существенно сложнее, чем простая комбинация порта ввода и порта вывода. Если порт вывода пытается установить на определенном выходе высокое напряжение, а другое Устройство пытается установить низкое, в соответствии с законом Ома это приведет к возникновению электрического тока. Внутреннее сопротивление типичного мпкроконтроллерного порта составляет около 200 Ом. При разности напряжений в 5 В это соответствует упоминавшемуся выше предельно Допустимому току в 25 мА: таким образом, устройство с нулевым внутренним сопротивлением все-таки может выставить ноль, но попытка сделать это на нескольких линиях одновременно приведет к перегрузке схем питания контроллера. В любом случае, большие токи приводят к потерям энергии и разогреву схемы, поэтому без крайней необходимости их лучше избегать. Если мы хотим использовать одни и те же "ноги" микросхемы как для ввода, так и для вывода, мы должны иметь возможность контролируемого включения выходных каскадов порта вывода.
Отключаемые выходные каскады называются тристабильными, а третье, отключенное, состояние выхода — высокоимпедансным. Тристабильные выходы используются не только для реализации двунаправленных контактов микросхем, но и для подключения устройств к шине: устройство, перешел шее в третье состояние, освобождает шину и позволяет какому-то другому задатчику выставлять на ней свои данные. Для управления переводом выходов в высокоимпедансное состояние, порт ввода-вывода должен иметь еще один регистр, называемый регистром или маской направления данных (data direction register) (рис. 9.5).

Рис. 9.5. Принципиальная схема порта ввода-вывода

Единица в разряде этого регистра обычно соответствует переводу соответствующего вывода в третье состояние, дающее возможность использовать этот контакт для ввода. Таким образом, даже такое простое устройство, как порт ввода-вывода, имеет целых три регистра: два регистра данных (многие реализации портов размещают эти два регистра по одному адресу: при чтении обращение происходит к защелке порта ввода, а при записи -- к регистру порта вывода) и один управляющий. Более сложные устройства обычно также имеют один или несколько регистров данных и один или несколько управляющих регистров. Устройства, передающие и принимающие большие объемы данных (контроллеры жестких дисков, сетевые интерфейсы, видеоадаптеры) часто вместо одного регистра данных снабжаются буфером памяти, отображенным на адреса памяти процессора.
Вместо управляющих регистров у некоторых сложных устройств есть командный регистр. Центральный процессор передает через этот регистр последовательность команд, а устройство их исполняет и, возможно, передает последовательность ответов.

Порты передачи данных

Порты ввода-вывода преимущественно используются для управления про-тыми внешними устройствами: если бит установлен, мотор крутится (заслонка открыта, нагреватель включен и т. д.), и наоборот. Если же уст-оойство более сложное, и работа с ним предполагает обмен последовательностями команд и ответов, или просто большими объемами данных, простой порт оказывается не очень удобен.
Основная проблема при использовании простого порта в качестве средства обмена данными состоит в том, что принимающему устройству необходимо знать, выставило ли передающее устройство на своих выходах новую порцию данных, или еще нет. Три основных подхода к решению этой проблемы называются синхронной, асинхронной и изохронной передачами данных.
При синхронной передаче мы либо предоставляем дополнительный сигнал, строб (рис. 9.6), либо тем или иным способом передаем синхросигналы по тем же проводам, что и данные. Например, можно установить, что каждая следующая порция данных должна хотя бы одним битом отличаться от предыдущей. При этом необходимо предусмотреть протокол, посредством которого передатчик будет кодировать, а приемник декодировать повторяющиеся последовательности символов. Например, второй символ из пары одинаковых последовательных символов можно заменять на специальный символ повторения, впрочем, в этом случае нам необходимо предусмотреть и способ кодирования символа, совпадающего по значению с символом повторения. Реальные способы совмещения кодирующих и синхронизующих сигналов в одном проводе относительно сложны и их детальное обсуждение было бы более уместно в книге, посвященной сетевым технологиям. Некоторые простые способы кодирования с таким совмещением мы рассмотрим в разд. Запоминающие устройства прямого доступа.

Рис. 9.6. Временная диаграмма стробируемого порта

Передача стробирующего сигнала требует прокладки дополнительных проводов, но с реализационной точки зрения гораздо проще совмещения синхросигнала и данных и поэтому широко применяется в самых разнообразных ситуациях. Большинство стробируемых портов асимметричны: одно из устройств, ведущий (master — хозяин), генерирует стробовый сигнал, а второе ведомый (slave — раб), пользуется этим сигналом для приема или передачи. Нередко вместо одиночного строба используется несколько различных сиг налов — например, один сигнал выставляется передатчиком и сообщает чт следующая порция данных готова, а второй сигнал — приемником и сооб шает, что приемник принял эти данные и готов принять следующие Дополнительные сигналы могут также решать вопрос о том, какое из устройств в данном цикле будет приемником, а какое — передатчиком.
При асинхронном обмене данными передающее устройство посылает специальный стартовый символ, сигнализирующий о том, что сейчас пойдут данные, и с фиксированным интервалом выставляет на своих выходах символы данных. Передаваемый за один прием блок данных обычно невелик по объему — ведь необходимо считаться с опасностью того, что часы приемника и передатчика, посредством которых они отмеряют интервал между последовательными порциями данных, недостаточно точны и могут разойтись. Обычно блок данных состоит из фиксированного количества символов и называется кадром или фреймом (frame). Кадр обычно завершается одним или несколькими стоповыми символами. Не обнаружив этих символов (или обнаружив на месте этих символов неверные значения), приемник может понять, что его часы все-таки разошлись с часами передатчика.
Асинхронная передача позволяет сэкономить на проводах (не требуется стробирующих сигналов) и при этом избежать сложных способов кодирования, характерных для совмещенной синхронной передачи, однако стартовые и стоповые символы составляют значительную часть потока передаваемых данных и создают ощутимые накладные расходы.
Кроме того, при передаче большого объема данных в виде плотно следующих друг за другом кадров велика опасность, что приемник потеряет заголовок очередного кадра и не сможет восстановить структуру потока, поэтому многие асинхронные протоколы требуют паузы между последовательными кадрами.
Асинхронная передача данных удобна в ситуациях, когда объем передаваемых данных невелик, а потребность в их передаче возникает в труднопредсказуемые моменты. Обычно асинхронные порты работают на небольших скоростях, не более нескольких килобит в секунду.
Изохронная передача данных по идее напоминает асинхронную, с тем лишь отличием, что при обмене данными приемник и передатчик пользуются вы-сокостабильными, но независимыми — при использовании одного тактового генератора получится синхронная передача — тактовыми генераторами, и благодаря этому могут обмениваться кадрами большого размера. В идеале, изохронная передача сочетает преимущества синхронной и асинхронной. но на практике сложности обеспечения стабильности и калибровки тактовых операторов достаточно велики и в чистом виде изохронная передача используется очень редко.
Как синхронные, так и асинхронные порты бывают следующих типов (рис. 9.7):

• симплексные (simplex — передавать данные может только одно устройство);
• полудуплексные (half-duplex — оба устройства могут принимать и передавать данные, но не способны делать это одновременно, например, потому, что прием и передача идут по одному проводу);
• полнодуплексные (full-duplex) или просто дуплексные (оба устройства способны одновременно передавать и принимать данные, чаще всего -по различным проводам).

Рис. 9.7. Симплексные, полудуплексные и полнодуплексные порты

Еще одна практически важная классификация портов передачи данных -это деление их на последовательные и параллельные порты (рис. 9.8).
Последовательный порт состоит из одного провода, по которому, как следует из названия, последовательно передаются биты данных, а также, возможно, синхронизационные или стартовые и стоповые биты. Параллельный порт имеет несколько линий передачи данных, обычно 8 (чтобы можно было передать за один прием один байт), а иногда и больше.
правило, последовательные порты — асинхронные или синхронные с совмещенной передачей синхросигнала, но исключения из этого правила — стробируемые последовательные порты — также нередки. Напротив, если уж мы проложили восемь проводов для данных, то экономить на девятом — синхронизующем проводе — было бы совсем уж глупо, поэтому подавляющee большинство практически используемых параллельных портов — синхронные стробируемые.

Рис. 9.8. Последовательные и параллельные порты

Порт RS232
Протокол последовательного асинхронного обмена RS5232/ССIТТ V24 широко применяется для подключения к компьютеру алфавитно-цифровых терминалов, низкоскоростных печатающих устройств, позиционных устройств ввода (мышей, планшетов), низкоскоростного телекоммуникационного оборудования и т.д., а иногда и для соединения компьютеров между собой, например, если более скоростное сетевое оборудование отсутствует или не может быть использовано.
Такие порты используются для передачи данных за пределы корпуса компьютера, поэтому кроме линии передачи данных предусмотрен также провод, передающий опорное нулевое напряжение, Вместо TTL-совместимых напряжений, RS232 использует в качестве 1 напряжения в диапазоне от -25 до -3 В, а в качестве 0 — соответственно, в диапазоне от +3 до +25 В (рис. 9.9).
RS232 предполагает двусторонний обмен данными. Для этой цели предусмотрено две линии данных — для приема и для передачи, обозначаемые ТХ и RX-В соответствии со стандартом, устройства делятся на два типа: "компьютеры и "терминалы". Различие между ними состоит в том, что "компьютер" передает данные по линии ТХ, а получает по линии RX, а "терминал" — наоборот. Для соединения двух "компьютеров" необходим специальный, так называемый нуль-модемный кабель, в котором провода ТХ и RX перекрещены. Любопытно, что стандартные порты IBM PC являются "терминалами", а не "компьютерами".