Терминология: Ввод-вывод данных синхронный и асинхронный

Синхронная диаграмма

В компьютерных системах под синхронным вводом и синхронным выводом понимают процессы ввода-вывода отсчётов данных, при которых  явно сохраняются интервалы времени (периодичность) передачи отсчётов на ввод или на вывод. Синхронность ввода-вывода обеспечивается с помощью той или иной аппаратной поддержки (таймеры и различные другие периферийные устройства со средствами синхронизации и с применением буферизации данных для выравнивания потока ввода-вывода данных). При этом, термин синхронный ввод-вывод не означает обязательного наличия сигнала синхронизации у интерфейса ввода-вывода, и синхронность может обеспечиваться как внутренней, так и внешней синхронизацией.

Обычно в процессорных и измерительных системах направление потока данных (на ввод или на вывод) считают относительно компьютера (процессора), стоящего в центре рассматриваемой архитектуры. В частности, отсчёты АЦП и цифровых (дискретных) входов считают данными на ввод, а отсчёты ЦАП и цифровых (управляющих) выходов данными на вывод.  

При асинхронным вводе и выводе не сохраняются интервалы времени (периодичность) передачи отсчётов на ввод или на вывод. При этом, данные поступают на ввод или вывод в темпе самого интерфейса передачи данных, с непредсказуемыми задержками буферизации, без сохранения каких-либо временны̀х интервалов. В частности, это означает для программиста, что при использовании асинхронных функций ввода-вывода бессмысленно сопоставлять моменты вызова функции асинхронного ввода-вывода с физическими моментами выполнения данной операции “по ту сторону интерфейса” (подобное сопоставление имеет смысл только лишь при статистическом методе обработки данных). Факт выполнения асинхронной операции на вывод может быть проверен с помощью подтверждения (если данная операция на вывод имеет подтверждение, или подтверждение можно получить последующей операцией ввода данных). При асинхронном вводе-выводе упомянутая выше буферизация данных может сыграть противоположную роль и увеличить неопределённость времени доставки данных при отсутствии механизма синхронизации и управления трафиком передачи данных.

При синхронном сборе в системах сбора данных нередко программная среда на приёмной стороне получает данные асинхронно, но, если известно, что полученные данные были собраны без потерь и синхронно (например, АЦП в синхронном режиме), то программно эти данные рассматриваются как синхронные, например, при использовании спектральных алгоритмах ЦОС. Аналогично, при реализациях синхронного вывода через буфер передающая сторона асинхронно заполняет буфер (с контролем его заполнения), а  приёмная сторона (например, ЦАП) интерпретирует полученные данные как синхронные. 

Когда несинхронность ввода-вывода может составлять типично малую часть от заданного периода сбора данных, то употребляют термин квазисинхронный режим ввода-вывода.  В таком режиме соблюдается установленный средний период сбора данных на фоне возможной фазовой нестабильности периодического процесса ввода-вывода.  Квазисинхронный режим, как правило, вполне приемлем для систем управления, но на ввод квазисинхронный режим сбора (например, АЦП) может быть применён там, где не применяется спектральная обработка сигнала. Квазисинхрнный режим не позволяет восстановить исходную форму сигнала, поскольку отсчёты данных не жёстко привязаны ко времени, за исключением случая, когда случайная величина фазовой нестабильности количественно известна и этот фактор учитывается при восстановлении формы сигнала. 

По мере исторического развития уровней программных и аппаратных средств всё больше появляется промежуточных программно-аппаратных уровней, как следствие, всё больше появляется асинхронных интерфейсов и усложняются реализации синхронных интерфейсов ввода-вывода.

 

Перейти к другим терминам       Cтатья создана:14.10.2015
О разделе "Терминология"      Последняя редакция:12.11.2016

Контакты

Телефон: +7 (495) 785-95-25
Факс: +7 (495) 785-95-14

Отдел продаж: sale@lcard.ru
Техническая поддержка: support@lcard.ru

117105, Москва, Варшавское шоссе, д. 5, корп. 4, стр. 2

Схема проезда

Отправить запрос

Контакты

О нас

Более 3000 клиентов в России уже используют электронное оборудование L-CARD для решения широкого спектра научно-исследовательских и производственных задач. Мы рады помочь Вам на любом этапе создания электронного изделия: от разработки и производства до послегарантийной поддержки.

Проекты

Back to Top