计算机组成原理第八章输入输出系统

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计算机组成原理第八章输入输出系统

外围处理机方式
8．3 程序中断方式
一、中断的基本概念
从此过程可以总结：
1. 发生中断了和响应中断区别是什么？
2. 一条指令执行过程会被中断吗？
3. 中断周期是由硬件完成的 4. 当一个中断服务程序执行结束后，会马上响应新的中断吗？
一些问题：P243
(1) CPU只有在当前一条指令执行完毕后（公操作）才受理设备的中断请求。（中断源锁存器） (2) 为了正确地返回到原来主程序被中断的断点(PC内容)而继续执行主程序，必须保存程序计数器PC的内容到堆栈中去，称保存断点。 (3)在进入设备服务之前，当前程序的CPU状态要保存到堆栈中去。这些操作叫做保存现场。 (4) 当CPU响应中断后，正要去执行中断服务程序时，可能有另一个新的中断源向它发出中断请求。（中断屏蔽寄存器、中断优先级） (5) 中断处理过程是由硬件和软件结合来完成的。
四、多级中断
每一个中断源都有一个优先级，优先级高的中断可以打断优先级低的中断的执行，即中断可以嵌套执行。
•第一，中断请求寄存器，中断屏蔽寄存器根据系统的配置不同，多级中断可分为一 •第二，一维和二维，二维在同级内不能再中断维多级中断和二维多级中断 •第三，响应逻辑由硬件实现，二优先权与优先级的区维采用独立请求与链式查询结合别是… 一维多级中断是指每一级中断里只有一个中断源 •第四，用堆栈保存现场信息二维多级中断是指每一级中断里又有多个中断源。
8．2．5 中断控制器
是一个集成电路芯片，它将中断接口与优级判断等功能汇集于一身。
8259为例
程序中断方式总结

中断请求是外围设备向CPU发出的 CPU响应中断就会执行相应的中断程序中断处理过程中断过程是CPU中的中断部件和中断接口配合完成的单级中断就是中断程序不能再被打断中断向量是… 多级中断中断控制器是中断接口与优先级判断等功能集成在一起

计算机组成原理第8章输入输出系统

8.1 输入/输出系统概述
8.1.2 I/O设备的寻址方式
在独立编址方式中，主存地址空间和I/O端口地址空间是相对独立的，分别单独编址。例如，在8086系统中，其主存地址范围是从 00000H～FFFFFH连续的1 MB，其I/O端口的地址范围从0000H～ FFFFH，它们互相独立，互不影响。CPU访问主存时，由主存读写控制线控制；访问外设时，由I/O读写控制线控制，所以在指令系统中必须设置专门的I/O指令。
8.3 程序中断方式
8.3.2 中断的工作过程
一个计算机系统包含多个中断源。由于中断产生的随机性，使得有可能在某一时刻有多个中断源向CPU发出中断请求，但是 CPU在任意时刻只能响应并处理一个中断。
中断优先级判定的方法一般有两种：软件判优和硬件判优。
8.3 程序中断方式
8.3.2 中断的工作过程
读取外设状态字
程
外设准备就绪？
序查
询
方
传送一次数据
式的
工
修改传送数据
作
流
程
传送完否？
结束
8.2 程序查询方式
8.2.2 程序查询方式的接口
数
输入设备
锁
据
存
缓
器
冲
器
三
R
态
DQ
缓冲
器
地址译码
8.2 程序查询方式
8.2.2 程序查询方式的接口
数
据
锁
存
器
地
输
址
出
译
设
码
备

R
QD
状态寄存器
8.3 程序中断方式
8.3.1 中断的基本概念

计算机组成原理第八章输入输出系统

计算机组成原理第八章输入输出系统1. 概述输入输出系统是计算机的重要组成部分，它负责处理计算机与外部设备之间的数据交换。

本文将介绍计算机组成原理第八章输入输出系统的相关内容。

2. 输入输出系统的基本概念输入输出系统是计算机与外设之间数据传输和控制的桥梁。

它由输入和输出两部分组成。

输入系统负责将外设传输的数据转换为计算机可识别的形式，输出系统则将计算机处理的数据转换为外设可识别的形式。

输入输出系统通常由输入输出设备、输入输出接口和输入输出控制器组成。

输入输出设备包括键盘、鼠标、扫描仪等，输入输出接口实现设备与计算机之间的数据传输，输入输出控制器负责控制输入输出接口的工作。

3. 输入输出系统的工作原理输入输出系统的工作可以分为五个阶段：命令传递、数据传送、缓冲操作、中断处理和错误处理。

命令传递阶段是指计算机向输入输出设备发送控制信息，包括读写命令、纠错命令等。

数据传送阶段是指计算机将数据从存储器传送到输入输出设备或将输入输出设备的数据传送到存储器。

缓冲操作阶段是指输入输出设备与计算机之间的数据缓冲区进行数据交换，以提高数据传输效率。

中断处理阶段是指在输入输出过程中，若发生异常情况会触发中断并由中断处理程序进行处理。

错误处理阶段是指在输入输出过程中，若发生错误会进行相应的错误处理操作。

4. 输入输出系统的分类输入输出系统可以根据数据传输方式进行分类，常见的分类有程序控制输入输出和直接存储器访问输入输出。

程序控制输入输出是指计算机通过控制程序来实现输入输出设备的数据传输和控制。

它的优点是控制灵活、适用范围广，但缺点是效率低，对计算机性能有较大的影响。

直接存储器访问输入输出是指计算机通过专门的输入输出控制器直接与存储器进行数据交换。

它的优点是效率高，不会对计算机性能产生较大影响，但缺点是硬件复杂，需要专门的输入输出控制器支持。

5. 输入输出系统的性能指标输入输出系统的性能指标主要包括响应时间、吞吐量和可靠性。

《计算机组成原理》输入输出系统PPT课件

中断向量表：集中存放系统中所有中断向量的存储区。 8086 PC机中，将存储器物理地址为0~3FFH的1024个单元作为中断向量表，每个向量占用4个字节，可容纳256个中断向量。
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类型号 0
中断类型号 8 向量表
类型号 255
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偏移地址 0000 : 0000
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程序查询方式的接口
②
①
④ ⑤
⑥
③
① CPU向接口写入控制字； ② 接口启动外设； ③ 外设开始准备数据，并提
供到外部数据总线； ④ 外设工作完成后，发回响
应信号给接口； ⑤ 接口接收数据到内部，并
设置就绪状态； ⑥ CPU读到就绪状态，执行
输入指令，读入数据；
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0000 : 03FF
中断类型号每个中断向量在中断向量表中的序号，值为0－255。
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中断类型号与中断向量
中断类型号（n）4 ＝中断向量在表中的偏移地址如：n＝8，则应从向量表20H~23H中取出中断向量
CPU使用向量中断的过程：
中断源提供中断类型号n
CPU转向中断服务程序执行
4
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8.3.1 中断的基本概念
中断服务程序与中断时CPU正在运行的程序是相互独立的，相互不传递数据。
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有关中断
中断处理过程是由硬件和软件结合来完成的。
为什么要使用中断？
解决速度问题，使CPU和I/O并行工作；
对意外情况(如磁盘损坏、运算溢出等)能够及时处理。
在实时控制领域中，及时响应外来信号的请求。
接口管理程序

计算机组成原理第8章-输入输出系统

第八章输入输出系统8.1输入输出设备的编址方式8.2 总线结构8.2.1 概述总线是传送信息的通路，在计算机系统中使用的总线可分成3类：(1)计算机系统中各部件内部传送信息的通路。

例如：运算器内部寄存器与寄存器之间、寄存器与算术逻辑运算单元(ALU)之间的传送通路，通常称之为内部总线。

(2)计算机系统中各部件之间传送信息的通路。

例如CPU与主存储器之间，CPU与外设端口之间传送信息的通路，通常称之为“系统总线”。

(3)计算机多机系统内部各计算机之间传送信息的通路，通常称之为“机间总线”或“多机总线”。

本节中讨论的主要是CPU与外设接口之间的系统总线，又可称作输入输出总线，简称I／O总线。

提到总线，人们马上会想到它由许多条传输线构成，这些传输线的总条数称作总线的宽度，连接在一条总线上常常有多个设备或部件，因此常被称作共享总线或分时总线。

因为不管一条总线上连接了多少个设备，任何时候只能有两个设备利用总线进行通信，一是信息发送者，一是信息接收者。

于是就应该有一个部件来确定当前总线由哪两个设备来使用。

如果有多个部件申请使用总线时，还应该由它根据申请者的优先级别来确定使用总线的优先次序，所有这些功能要由总线控制逻辑来完成。

因此总线应该是由一定数量的传输线和总线控制器两部分构成。

总线控制器可以是集中式的，集中在某个部件内部，也可以是分散式的，分散在共享总线的多个部件中。

8.2.2总线的控制方式以集中式总线控制方式为例来说明常用的3种总线控制与仲裁方式。

1．串行链式查询方式采用串行链式查询方式来实现判优功能的连接图如图8－3所示。

从图8-3中可以看出，该总线上连接着多个部件，对各个部件来说，除了共享数据总线和地址总线外，还有3条控制线(构成控制总线)：总线请求信号线(BR)、总线忙信号线(BS)和总线认可信号线(BG)。

由于总线认可信号线对共享总线的多个部件来说形成了一条串行的链，故串行链式查询方式因此而得名。

计算机组成原理输入输出系统

“输入数据查询程序”基本结构： DATA SEGMENT BUF DB X DUP(?) LEN DW X DATA ENDS CODE SEGMENT ASSUME CS:CODE DS:DATA START: MOV BX,OFFSET BUF AGAIN: IN AL,命令状态端口 TEST AL,01H JE AGAIN IN AL,数据端口 MOV [BX],AL INC BX DEC LEN JNZ AGAIN
主程序与中断相关的程序段

DATA SEGMENT BUF DB X DUP(?) POINT DW X DATA ENDS CODE SEGMENT ASSUME CS:CODE DS:DATA START: MOV AX, OFFSETSET INTEX MOV [4*N], AX MOV AX,SEGINTEX MOV [4*N+2] ,AX IN AL，屏蔽字地址 AND AL,0FEH OUT 屏蔽字地址,AL STI
程序查询方式

CPU循环执行查询程序以确定与外部设备交换的信息或数据是否已到达或准备好。
软件：查询程序问题：查询程序怎样知道数据是否已准备好
硬件：状态寄存器、数据寄存器、相关电路
程序查询方式
1）访问内存也是通过系统总线给出地址，如何知道一个时间系统总线上给出的地址是用来访问memory的，还是用来访问i/o设备的？2）此为输入设备还是输出设备？

例：现有A 、B 、C 、D 共４个中断源，其优先级由高向低按A 、B 、C 、D 顺序排列。若中断服务程序的执行时间为２０μs ，请根据图所示时间轴给出的中断源请求中断的时刻，画出CPU 响应中断的轨迹。

例：实现多重中断应具备何种条件？如有A 、 B 、C 、D 共４级中断，A 的优先级最高，B 次之，⋯ ⋯ ，D 最低。如在程序执行过程中， C 和D 同时申请中断，该先响应哪级中断？如正在处理该中断时，A 、B 又同时有中断请求，试画出该多级中断处理的流程来。

计算机组成原理第八章输入输出系统

• 要求：不需要增加额外的硬件电路。
• 应用：适同在CPU不太忙且传送速度要求不高时。
Байду номын сангаас开始
读取状态
数据准备好？
是
否
交换并处理一个数据
否操作完成？
是结束
2、程序中断方式
• 工作原理：在外设准备数据时， CPU执行与传送数据无关的工作，外设在准备好数据后，主动向 CPU发送一个中断请求，当CPU执行完当前指令后，停止当前程序的执行，自动转向中断服务程序，在中断服务程序中，完成一个数据的传送，之后中断返回至原来的断点处，继续执行。
基本概念——CPU和外围设备的定时
• CPU和外围设备的定时，分为三种情况：
◦ 慢速外围设备 ◦ 中速外围设备 ◦ 高速外围设备
基本概念——CPU和外围设备的定时
• 速度极慢或简单的外围设备：对于这类设备CPU 总是能足够快地作出响应，也可以说，CPU认为输入的数据一直有效，在这种情况下，CPU只要接受和发送数据就可以了。
基本概念——CPU和外围设备之间信息交换的方式
• CPU和外设之间信息交换的方式： ◦ 程序查询方式 ◦ 程序中断方式 ◦ 直接内存访问（DMA）方式 ◦ 通道方式
基本概念——CPU和外围设备之间信息交换的方式
1、程序查询方式
• 工作原理：CPU查询外设已准备好后，才传送数据。
• 特点：CPU与外设间通过程序同步，CPU被外设独占，CPU效率低下。
• 特点：能独立地执行用通道指令编写的输入输出控制程序，产生相应的控制信号送给由它管辖的设备控制器，继而完成复杂的输入输出过程。
• 要求：需要具有特殊功能的处理器，某些应用中称为输入输出处理器（IOP）。

计算机组成原理第八章输入输出系统

数据缓冲器用于保存CPU内部总线与系统数据总线之间进行传送的数据。
读/写逻辑决定数据传送的方向，其中IOR为读控制，IOW为写控制，CS为设备选择，A0为I/O
计算机组成原理第八章输入输出系统
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8.3.5中断控制器
多个8259进行级联以处理多达64个中断请求。在这种情况下允许有一个主中断控制器和多个从中断控制器，称为主从系统。
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8.3.2程序中断方式的基本接口
设备选择器。设备选择器用来判别总线上送出的地址（或称呼叫的设备）是否为本设备，它实际上是设备地址的译码比较电路。
BS外设接口忙（BuSy）标志 RD外设准备就绪（ReaDy）标志 EI（Enable Interrupt中断允许触发器） IR（Interrupt Request）中断请求触发器 IM（Interrupt Mask）中断屏蔽触发器 ⑨表①示表在示中④控⑤由断⑥将表表制程⑦后服表中示示信序表受务（示断当允号启示理程②③1在请设许，0动如外序表表）一求备中将外果设通示示表条线动断数⑧设“的过接数示指的作标据表，中中输口据C令请结志“示将断断入P向由执求束准E转U该屏请指I外外行信为或备计发向外蔽求令算设设末号“缓就出该机设”，把发传尾接1冲绪组控设接”标向接成出送时收C寄”制备原口志外口P启到，到存标理信的U设I中第动接接M“器志号检中八“发数为信口口中数R章C查断忙出据输“D将号的向断据中服入”置响缓0接；缓C请填输断”务标“P应时冲出口冲求满请U程系志1中，寄中寄发””时统求序；B断C存的存出标，线S入P信器置B器中志U设，口S号的在“；断I备和R；并数一1请；向R”关据，条D求接标闭读“指信口志中至准令号送复断C备执；出P位；就行U一。绪结中”束的标寄1志3存R器D；清
③轮换优先级方式B：要求CPU可在任何时间规定最优优先级，然后顺序地规定其他IR线上的优先级。

计算机组成原理课件(第8章__输入输出系统)

1、定义在这种方式中CPU需要根据外设的工作状态来决定何时进行数据传送，它要求CPU随时对接口状态进行查询，如果接口尚未准备好，CPU必须等待，并进行查询。如果已准备好，CPU才能进行数据的输入输出，这就是程序查询方式。
2、程序查询方式的数据传送过程具体步骤： ①向外设发出命令字，请求数据传送； ②从外设状态字寄存器读入状态字； ③检查状态字中的各种约定标志，看数据交换是否可以进行。 ④若外设就绪，则进行数据传送，否则，重复②、 ③两步，一直到该设备准备好交换数据，发出就绪信号“READY”为止。 ⑤在数据传送的同时，CPU将I/O接口中的状态标志复位
4．外围处理机方式外围处理机(PPU)方式是通道方式的进一步发展．由于PPU基本上独立于主机工作，它的结构更接近一般处理机，甚至就是一般的微小型计算机．在一些系统中，设置了多台PPU，分别承担I／O控制、通信、维护诊断等任务．从某种意义上说，这种系统已变成分布式的多机系统
8.2 程序查询方式
2．程序中断方式
中断是外围设备用来“主动”通知 CPU ，准备送出输入数据或接收输出数据的一种方法．通常，当一个中断发生时， CPU 暂停它的现行程序，而转向中断处理程序，从而可以输入或输出一个数据．当中断处理完毕后， CPU 又返回到它原来的任务，并从它停止的地方开始执行程序．这种方式和我们前述例子的第二种方法相类似．可以看出，它节省了 CPU宝贵的时间，是管理 I ／ O 操作的一个比较有效的方法。中断方式一般适用于随机出现的服务，并且一旦提出要求，应立即进行．同程序查询方式相比，硬件结构相对复杂一些，服务开销时间较大
8.3 程序中断方式
8.2.1 中断的基本概念采用程序查询方式，当外设速度较低时，CPU大量的时间用于无效的查询．不能处理其他事务，也不能对其他突发事件及时作出反应。如何使CPU既能对突发事件作出及时响应，避免无效的查询以提高效率呢?

《计算机组成原理》8-输入输出系统

允许中断３
INTA &
&
&
允许中断４ &
&
&
&
1
1
1
1
INTR1
INTR2
INTR3
（ b）串行优先链中断排队线路
INTR4
&
至下一级
≥1
INT
程序中断方式
2、中断的处理过程
✓ 软件排队的基本做法是：当CPU访问到 INT0
中
有中断请求时，则保留好中断断点后立
断服
即进入软件排队程序的入口。从最高优
✓ 中断排队的实现可以用硬件排队或软件排队两种方法来实现
➢ 硬件排队方式硬件排队的基本特点是，优先级别高的中断源提出中断请求后，就自动封锁优先级别较低的中断源的中断请求
➢ 软件排队方式软件排队是通过编写查询程序实现的。
程序中断方式
2、中断的处理过程
➢ 硬排队方式 I N T R0
INTR1 1
程序直接控制方式
2、条件传送方式
✓ 通过程序查询接口中的状态来控制数据传送的方式，也被称为程序查询方式。
✓ 程序查询方式中，在执行一次有效的数据传送操作之前，必须对外部设备的状态进行查询，如果外部设备准备就绪，才能执行数据传送操作。
程序直接控制方式
2、条件传送方式
检查状态标记
N 准备就绪？ Y 执行数据传送
I/O接口
1、接口的概念
✓ 介于主机与外部设备之间的一种缓冲电路称为I/O接口电路，简称I/O接口
（Interface）
✓ 对于主机，I/O接口提供了外部设备的工作状态及数据；对于外部设备，I/O

计算机组成原理-E第8章输入输出系统

第8章输入输出系统
8.1
主机与外设的连接
8.2 程序查询方式及其接口
8.3 中断系统和程序中断方式
8.4
DMA方式及其接口
8.5
通道控制方式
8.6
总线技术
8.1 主机与外设的连接
8.1.4 输入输出信息传送控
制方式
8.1.1 输入输出接
口
8.1.3 外设的识别与端口
寻址
8.1.2 接口的功能和基本组成
2．接口的基本组成如上所述，接口中要分别传送数据信息、控制信息和状态信息，数据信息、控制信息和状态信息都通过数据总线来传送。大多数计算机都把外部设备的状态信息视为输入数据，而把控制信息看成输出数据，并在接口中分设各自相应的寄存器，赋以不同的端口地址，各种信息分时地使用数据总线传送到各自的寄存器中去。接口的基本组成及与主机、外设间的连接如图 8-1 所示。
（4）按通用性分类有通用接口和专用接口。通用接口是可供多种外设使用的标准接口，通用性强。专用
接口是为某类外设或某种用途专门设计的。（5）按输入/输出的信号分类有数字接口和模拟接口。数字接口的输入输出全为数字信号，以上列举的并行接口和
串行接口都是数字接口。而模数转换和数模转换器属于模拟接口。（6）按应用来分类 ① 运行辅助接口。运行辅助接口是计算机日常工作所必需的接口器件，包括：数据总
8.1.1 输入输出接口
主机和外设的连接方式有辐射型连接、总线型连接等。输入输出接口（I/O 接口）是主机和外设之间的交接界面，通过接口可以实现主机和外设之间的信息交换。
主机和外设之间进行信息交换为什么一定要通过接口呢？这是因为主机和外设各自具有自己的工作特点，它们在信息形式和工作速度上具有很大的差异，接口正是为了解决这些差异而设置的。

计算机原理课件——输入输出系统

中断的具体过程如下图所示：
中断是CPU处理外部突发事件的一个重要技术。它能使CPU在运行过程中对外部事件发出的中断请求及时地进行处理，处理完成后又立即返回断点，继续进行CPU原来的工作。引起中断的原因或者说发出中断请求的来源叫做中断源。根据中断源的不同，可以把中断分为硬件中断和软件中断两大类，而硬件中断又可以分为外部中断和内部中断两类。
（7）可编程功能：现代微机的I/O接口多数是可编程接口（Programmable interface）。这样可以在不改动任何硬件的情况下，只要修改控制程序就可以改变接口的工作方式，使接口执行不同的操作命令，大大增加了接口功能的灵活性。
2. I/O接口的基本结构
I/O接口电路的一侧与各种各样的外围设备相连接，另一侧与系统总线相连接，由于均采用标准的逻辑电路，所以硬件的连接十分简单。如图所示是I/O接口的基本结构。
（3）支持多个I/O设备同时执行输入/输出操作，降低在输入/输出操作过程中对CPU干预的需求。与CPU相比，许多设备的读写速度是非常慢的，如果要求CPU一定要等待这些设备读写完成之后再执行下一条指令，CPU的大部分时间将花在等待上，系统性能会降低。为此，引进了程序中断方式和直接存储器存取方式（DMA）等来解决这些问题，这些在本章内都会有所介绍。
计算机中的中断源一般有以下几种：（1）外设的服务请求。如用户敲了一个键后，键盘向
CPU提出中断请求，请求CPU接收该按键的编码。又如打印机在打印完一个字符后向CPU提出中断请求，请求CPU 输出下一个要打印的字符（有的打印机设有数据缓冲区，等缓冲区的数据都打印完后，才提出中断请求）。
（2）CPU内部事件。如除法错，运算过程中出现溢出，设置了单步执行方式等。

大学计算机组成原理第8章输入输出系统

输入输出系统
2.慢速或中速的外围设备
这类设备的速度和CPU的速度不在一个数
量级，或者由于设备(如键盘)本身是在不规则
时间间隔下操作的，因此，CPU与这类设备之
间的数据交换通常采用异步定时方式。
输入输出系统
[异步定时过程]：
如果CPU从外设接收一个字，则它首先询问外设的状态，如果该外设的状态标志表明设备已“准备就绪”，那么CPU就从总线上接收数据。CPU在接收数据以后，发出回应信号，告诉外设已经把数据总线上的数据取走。然后，外设把“准备就绪”的状态标志复位，并准备下一个字的交换。如果CPU起先询问外设时，外设没有“准备就绪”，那么它就发出表示外设 “忙”的标志。于是，CPU将进入一个循环程序中等待，并在每次循环中询问外设的状态，一直到外设发出“准备就绪”信号以后，才从外设接收数据。
二.程序查询方式的接口 “接口”是总线与I/O设备之间的一个逻辑部件。它作为一个转换器．用以保证I/O设备用计算机系统待性所要求的形式发送或接收信息．由于主机和I/O设备之间进行数据传送的方式不同，因而接口的逻辑结构也相应有所不同。程序查询方式最简单的．
1.设备选择电路接到总线上的每个设备都预先给定设备地址码．CPU 执行I/O指令时需要把指令中的设备地址送到地址总线上，用以指示CPU要选择的设备．每个设备接口电路都包含一个设备选择电路．用它判别地址总线上呼叫的设备是不是本设备．如果是，本设备就进入工作状态，否则不予理睬．设备选择电路实际上是设备地址的译码器． 2．数据缓冲寄存器当输入操作时，用数据缓冲寄存器来存放从I／O设备读出的数据．然而送往CPU;当输出操作时。用数据缓冲寄存器来停放CPU近来的数据，以便送给 I/O设备输出．

计算机组成原理输入输出系统

2007.7.2
计算机组成原理
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(7)判断传送是否结束。如果传送个数计数器不为0，则转第(3)步，继续传送，直到传送个数计数器为0，表示传送结束。
程序查询方式的工作流程如图8-5所示，其程序查询的核心部分在图中用虚线框框出，真正传送数据的操作由输入或输出指令完成。
程序查询方式使CPU处于忙等的状态，不利于CPU资源的充分利用，所以人们提出中断方式。
2007.7.2
计算机组成原理
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因此在大、中型计算机系统中，采用了I/O通道的方式来进行数据交换。
图8-3表示了具有通道结构的计算机系统。
CPU
内存
通 I/O 道
图8-3 I/O通过通道与主机交换信息
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计算机组成原理
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通道是用来负责管理I/O设备以及实现主存与 I/O设备之间交换信息的部件，可视为一种具有特殊功能的处理器。通道有专用的通道指令，它能独立
设备控制器能将设备生成的各种形式的二进制代码转换成电信号，并根据输入信号的要求对设备进行控制。设备控制器是设备与计算机连接的部件，是外部设备的一个组成部分。
I/O接口负责交换主机和I/O设备的状态信息，使主机与I/O设备的速度相匹配，实现主机与I/O设备之间的数据交换，并且实现数据格式的变换。
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计算机组成原理
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本章要点：
I/O系统的任务和功能计算机的I/O方式计算机的I/O设备及其工作原理
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计算机组成原理
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8.1 I/O系统
计算机的输入输出系统（I/O系统）由I/O接口、 I/O管理部件以及有关的I/O软件组成，其主要作用是实现计算机系统的输入输出功能。I/O系统具体要解决的问题是：怎样在主机和外部设备之间建立一个高效、可靠的信息传输“通路”；如何对外设进行编址，使CPU方便地寻找到要访问的外设；I/O接口、管理部件如何协调完成主机和外部设备之间的数据交换等等。

计算机组成原理与系统结构输入输出系统

① 尺寸。 ② 存储容量。 ③ 传输速率。 ④ 平均存取时间。 ⑤ 缓冲区大小。 ⑥ 接口类型。 ⑦ 其他。
(4) 数字通用光盘(DVD)。
① DVD概述。 ② DVD的发展。
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8.2.2 程序控制输入/输出技术
1. 外设接口的编址方式
1) 外设与内存统一编址 2) 外设与内存独立编址
2. 外接口的基本模型
(5) 结构简单、实现容易。
2) SCSI总线
(1) 适应范围广。
(2) 传输速率高。
(3) 提高了CPU的效率。
(4) 支持多任务。
(5) 智能化。
8
8.1.3 典型总线介绍
3) 串行SCSI(SAS)总线
(1) 传输速率问题。 (2) 不支持热插拔。 (3) 挂接的设备有限。 (4) 总线电缆的限制。
❖(1) 分类。 ① 机械鼠标。 ② 光机鼠标。 ③ 光电鼠标。 ④ 光学鼠标。 ⑤ 激光鼠标。 ⑥ 轨迹球鼠标。 ⑦ 感应鼠标。 ⑧ 无线鼠标。 ⑨ 3D鼠标。
11
8.2.1 外部设备
(2) 主要技术指标。
① 分辨率。 ② 采样频率。 ③ 有线接口。 ④ 无线接口。 ⑤ 按键数。
2) 键盘
(1) 分类。
总线置高阻，即CPU放弃对总线的控制权；另一方面，CPU将有效的保持响应(HLDA)信号加到DMAC上，以此来通知DMAC，CPU已经放弃了总线的控制权。 (4) 待CPU将总线置高阻——放弃总线控制权，DMAC向外设送出DMAC 的应答信号并立即开始对总线实施控制。 (5) DMAC送出地址信号和控制信号，实现外设与内存或内存与内存的数据传送。 (6) DMAC将规定的数据字节传送完之后，通过向CPU发HOLD信号，撤销对CPU的DMA请求。CPU收到此信号，一方面使HLDA无效，另一方面又重新开始控制总线，实现正常的运行。

计算机组成原理第八章输入输出系统

计算机组成原理 第八章 输入输出系统

计算机组成原理第8章 输入输出系统

计算机组成原理第八章输入输出系统

《计算机组成原理》输入输出系统PPT课件

计算机组成原理第8章-输入输出系统

计算机组成原理输入输出系统

计算机组成原理 第八章 输入输出系统

计算机组成原理第八章输入输出系统

计算机组成原理课件(第8章__输入输出系统)

《计算机组成原理》8-输入输出系统

计算机组成原理-E第8章输入输出系统

计算机原理课件——输入输出系统

大学计算机组成原理 第8章 输入输出系统

计算机组成原理输入输出系统

计算机组成原理与系统结构输入输出系统

计算机组成原理第八章输入输出系统

计算机组成原理第8章输入输出系统

计算机组成原理第八章输入输出系统

大学计算机组成原理第8章输入输出系统