《输入输出系统》PPT课件
合集下载
《输入／输出》课件
制作课件，包括文字、图片、视频等元素 测试课件，确保内容准确无误 修改和完善课件，提高课件质量
输入输出课件使用
04
技巧
使用方法
打开PPT课件，点击“开始”菜单， 选择“新建幻灯片”。
在幻灯片中，点击“插入”菜单， 选择“文本框”，输入标题和内容。
使用“格式”菜单，设置文本框的 字体、大小、颜色等。
01
输入输出课件介绍
课件背景
输入输出PPT课件是针对计算机科学领域的教学课件 主要内容包括输入输出设备的工作原理、分类和应用 适用于计算机科学、电子工程等相关专业的学生和教师 旨在帮助学生理解输入输出设备的工作基本概念和分类 讲解输入输出设备的工作原理和特点 演示输入输出设备的使用方法和注意事项 提高学生对输入输出设备的理解和应用能力
教师：用于课堂 教学，提高教学 质量
学生：用于自学， 提高学习效率
培训师：用于企 业培训，提高员 工技能
自学者：用于自 我提升，拓宽知 识面
02
输入输出课件内容
输入输出概念
输入：从外部获取信息，如键盘、鼠标、触摸屏等 输出：将处理后的信息输出到外部设备，如显示器、打印机等 输入输出设备：键盘、鼠标、显示器、打印机等 输入输出接口：USB、HDMI、VGA等
使用“插入”菜单，选择“图片”、 “图表”等元素，丰富课件内容。
使用“动画”菜单，为幻灯片添加 动画效果。
使用“幻灯片放映”菜单，预览课 件效果，调整播放顺序。
使用场景
教学演示：教师 在课堂教学中使 用，帮助学生理 解输入输出概念
培训讲座：企业 培训中使用，提 高员工工作效率
学术交流：学术 会议上使用，展 示研究成果
未来发展趋势
智能化：AI技术在输入输出领域的应用将越来越广泛，如语音识别、图像识别等
数据输入与输出ppt课件
扫描仪输入
通过扫描仪将纸质文档转化为 数字格式，并输入到系统中。
导入数据
通过数据导入工具，将其他软 件或系统中的数据导入到当前
系统中。
OCR技术
通过光学字符识别技术，将图 片或扫描件中的文字转化为可
编辑的文本。
数据输入的步骤
1. 确定数据来源
明确数据的来源，如文件、数 据库、网络等。
2. 数据清洗
对数据进行预处理，如去除重 复项、格式转换、异常值处理 等。
3. 数据分类
根据数据的性质和用途，将其 分类整理。
4. 数据输入
将分类后的数据逐一输入到系 统中。
数据输入的注意事项
准确性
确保输入的数据准确无 误，避免因数据错误导
致后续处理的困难。
完整性
确保所有需要的数据都 已输入，避免遗漏重要
信息。
规范性
遵循统一的数据格式和 标准，方便后续的数据
处理和分析。
安全性
确保数据传输和存储的 安全性，防止数据泄露
和被非法获取。
03 数据输出
数据输出的方式
打印输出
将数据以纸质形式呈现，便于阅读和携带。
文件输出
将数据保存为文件，便于存储和共享。
屏幕输出
将数据在计算机屏幕上显示，便于实时查看 和交互。
网络输出
如何更好地应用数据输入与输出技术
01
02
03
强化数据质量
在数据输入阶段，应注重 数据质量的控制和校验， 确保数据的准确性和完整 性。
优化数据处理流程
在数据处理过程中，应不 断优化处理流程，提高数 据处理效率。
拓展应用领域
不断拓展数据输入与输出 的应用领域，将技术应用 于更多业务场景，发挥其 价值。
《数字量输入输出》课件
功率驱动电路
将较小的控制信号放大为 较大的功率信号，驱动执 行机构。
控制逻辑与算法
逻辑运算
利用逻辑门电路实现基本的逻辑 运算，如与、或、非等。
时序控制
根据时间顺序控制输出状态的变 化，实现定时、计数等功能。
算法控制
利用算法实现复杂的控制逻辑， 如PID控制、模糊控制等。
04
数字量输入输出模块
数字量输入输出模块的种类与特点
数字量输出电路
晶体管输出电路
利用晶体管开关特性实现数字信号的输出。
继电器输出电路
利用继电器触点实现数字信号的输出，适用于较大电流的场合。
固态继电器输出电路
利用固态继电器实现数字信号的输出，具有快速、可靠、长寿命等 优点。
驱动电路
电压驱动电路
通过电压信号驱动执行机 构。
电流驱动电路
通过电流信号驱动执行机 构，适用于较大负载的场 合。
以及时报警。
数字量输入输出在自动化控制系统中的实现方式
硬件接口
数字量输入输出模块通常与PLC、DCS等自动化控 制系统配套使用，通过硬件接口与系统连接。
软件编程
需要编写相应的软件程序，对数字量输入输出进 行配置和控制。
通信协议
支持多种通信协议，如Modbus、Profibus等， 方便与其他设备进行通信。
数字量输入输出在自动化控制系统中的发展趋势
高精度与高可靠性
随着工业自动化水平的提高，对数字量输入输出的精度和可靠性 要求也越来越高。
智能化
未来的数字量输入输出将更加智能化，能够自适应地进行数据处 理和控制。
网络化
通过网络技术，可以实现远程监控和诊断，提高系统的可维护性 。
THANKS
《输入输出设备》PPT课件
场扫描是控制垂直方向扫描，在荧光屏上最后一条水平线扫描结束 后，光栅垂直回归到第一条水平扫描线的起点，回归时亮点消失，又叫 “场消隐”或“垂直回归”。整个荧光屏上由一条条光栅组成的画面，叫 做一幅或一帧。
显然，扫描线越多，分辨率越高。图象也就越清晰。一般每帧有405线， 526线，625线，819线多种，我国电视每帧用625线。显示时只有一个光点在屏 幕上扫描，由于人眼的视觉暂留现象使看见的图象是连续的。
图形显示器通常配有键盘，光笔，数字化仪，鼠标器，CRT显示器和绘 图机等。下面简要介绍图形显示器的基本原理。
在原有的字符显示器上加一块显示图形的逻辑电路板，即可变成简易的 图形显示器；如果配上图形输入板和绘图机，则可构成一种廉价的小型图形处 理系统。
图像显示器
在数字图象处理中，数字图象显示器是最后也是最重要的环节，它可以让 人们通过视觉，更好地理解和解释图象的内容。
为了保证图象有较好的水平与垂直线性，象素长宽比例通常为4：3。 例 如 ， 12 英 寸 彩 色 CRT 的 分 辨 率 为 640*480 个 象 素 ； 14 英 寸 显 示 800*600个象素；16英寸显示1024*768个象素都满足4：3的比例。此外， 某些专用的方形CRT显示分辨率为512*512或1024*1024，甚至4096*4096 个象素。
• 输出设备 1 显示器 2 打印机 针式打印机 激光打印机: 激光扫描技术、电摄影技术 喷墨打印机：“连续射流分解成滴” 3 绘图仪：平台式和鼓式 4 语音输出设备：扬声器、耳机 5 缩微胶卷输出设备
• 外存储设备 1 软盘 2 硬盘 内置硬盘 3 光盘：CD、DVD 4 磁带
盒式硬盘
• 数据通信设备 • 终端设备
图形显示器
图形显示器是用点，线（直线和曲线），面（平面和曲面）组合成要求的 平面或立体图形。同时可以作平移，比例变换，旋转，坐标变换，投影变换（ 把三维图形变换为二维图形），
显然，扫描线越多，分辨率越高。图象也就越清晰。一般每帧有405线， 526线，625线，819线多种，我国电视每帧用625线。显示时只有一个光点在屏 幕上扫描，由于人眼的视觉暂留现象使看见的图象是连续的。
图形显示器通常配有键盘，光笔，数字化仪，鼠标器，CRT显示器和绘 图机等。下面简要介绍图形显示器的基本原理。
在原有的字符显示器上加一块显示图形的逻辑电路板，即可变成简易的 图形显示器；如果配上图形输入板和绘图机，则可构成一种廉价的小型图形处 理系统。
图像显示器
在数字图象处理中，数字图象显示器是最后也是最重要的环节，它可以让 人们通过视觉，更好地理解和解释图象的内容。
为了保证图象有较好的水平与垂直线性，象素长宽比例通常为4：3。 例 如 ， 12 英 寸 彩 色 CRT 的 分 辨 率 为 640*480 个 象 素 ； 14 英 寸 显 示 800*600个象素；16英寸显示1024*768个象素都满足4：3的比例。此外， 某些专用的方形CRT显示分辨率为512*512或1024*1024，甚至4096*4096 个象素。
• 输出设备 1 显示器 2 打印机 针式打印机 激光打印机: 激光扫描技术、电摄影技术 喷墨打印机：“连续射流分解成滴” 3 绘图仪：平台式和鼓式 4 语音输出设备：扬声器、耳机 5 缩微胶卷输出设备
• 外存储设备 1 软盘 2 硬盘 内置硬盘 3 光盘：CD、DVD 4 磁带
盒式硬盘
• 数据通信设备 • 终端设备
图形显示器
图形显示器是用点，线（直线和曲线），面（平面和曲面）组合成要求的 平面或立体图形。同时可以作平移，比例变换，旋转，坐标变换，投影变换（ 把三维图形变换为二维图形），
计算机组成原理(本全)ppt课件
定点数的加减法实现
通过硬件电路实现定点数的加减法，包括加 法器、减法器等。
浮点数的加减运算
浮点数的表示方法
包括IEEE 754标准中浮点数的表示方法、规格化表示 和精度。
浮点数的加减法规则
包括阶码和尾数的运算规则、对阶操作、尾数加减运 算和结果规格化等。
浮点数的加减法实现
通过硬件电路实现浮点数的加减法，包括浮点加法器 、浮点减法器等。
指令的执行过程与周期
指令执行过程
取指、译码、执行、访存、写回等阶段 。
VS
指令周期
完成一条指令所需的时间，包括取指周期 、间址周期、执行周期等。
07
中央处理器（CPU）
CPU的功能与组成
控制器
负责指令的取指、译码和执行，控制 数据和指令在CPU内部的流动。
运算器
执行算术和逻辑运算，包括加、减、 乘、除、与、或、非等操作。
多核处理器与并行计算
多核处理器
将多个处理器核心集成在一个芯片上，每个核心可以独立执行指令，提高处理器的并行 处理能力。
并行计算
利用多核处理器或多个处理器同时处理多个任务或数据，加速计算过程，提高计算效率 。
08
输入输出系统
I/O接口与I/O设备
I/O接口的功能
实现主机与外设之间的信息交换，包括数据 缓冲、信号转换、设备选择等。
乘法与除法运算
浮点数的乘除法运算
包括浮点数的乘法、除法和平方根运算等。
定点数的乘除法运算
包括原码一位乘法、补码一位乘法、原码除 法和补码除法等。
乘除法运算的实现
通过硬件组成与设计
运算器的基本组成
包括算术逻辑单元（ALU）、寄存器组、数据总线等。
运算器的设计原则
第3章 公共政策环境《公共政策学》PPT课件
3．政策网络：是政策社群内部或若干政策社群之间的连结 过程，与资源互换的结果。
二、 政策网络的关系类型
（三）Marsh与Rhodes的类型 Marsh与Rhodes的类型将政策网络看成是利益团体与政府
的关系类型，网络的类型依据关系的紧密性呈现一系列的光 谱，政策网络是通称，政策社群在光谱的一端，包含紧密的 关系；议题网络在光谱的另一端，包含松散的关系。 Marsh and Rhodes界定下列几个决定网络在整个光谱中地 位的因素： 参与者人数、持续数、互动频率、共识程度、关系性质、交 易与协商、权力分配和参与组织的结构。
（三）欧洲学者的观点 欧洲学者的观点系以德国学者作为代表，他们的观点与英国研究途径 有许多相似之处，主要差异在于欧洲学者视政策网络为一种治理结构， 英国学者视其为一种利益团体中介模型。
二、政策网络的关系类型
（一）R. A. W. Rhodes的模式 Rhodes的政策网络分析架构建立在包含下列五个基本命题的权力相 互依赖基础上：
1．任何一个组织必须依其它组织的资源； 2．为了组织目标的达成，组织必须彼此交换资源； 3．虽然组织内部的决策制定被其它组织所限制，但是支配的联盟 (dominant coalition)仍然拥有较大自主权，决定交换何种资源； 4．支配性的联盟有能力在游戏规则中，采取各种策略管制交换过程； 5．主权的差异是互动组织目标与潜在相对权力的产物；潜在的相对权 力则是组织资源、游戏规则与组织间交换的过程。
三、政策网络的研究途径
为了结构不同概念的政策网络的文献，Borzel提出 两个区分政策网络的方法： 1.量与质化的网络分析 2.政策网络为利益中介的类型(a typology of interest intermediation)与政策网络为特殊的治理 模式(a specific form of governance)
二、 政策网络的关系类型
（三）Marsh与Rhodes的类型 Marsh与Rhodes的类型将政策网络看成是利益团体与政府
的关系类型，网络的类型依据关系的紧密性呈现一系列的光 谱，政策网络是通称，政策社群在光谱的一端，包含紧密的 关系；议题网络在光谱的另一端，包含松散的关系。 Marsh and Rhodes界定下列几个决定网络在整个光谱中地 位的因素： 参与者人数、持续数、互动频率、共识程度、关系性质、交 易与协商、权力分配和参与组织的结构。
（三）欧洲学者的观点 欧洲学者的观点系以德国学者作为代表，他们的观点与英国研究途径 有许多相似之处，主要差异在于欧洲学者视政策网络为一种治理结构， 英国学者视其为一种利益团体中介模型。
二、政策网络的关系类型
（一）R. A. W. Rhodes的模式 Rhodes的政策网络分析架构建立在包含下列五个基本命题的权力相 互依赖基础上：
1．任何一个组织必须依其它组织的资源； 2．为了组织目标的达成，组织必须彼此交换资源； 3．虽然组织内部的决策制定被其它组织所限制，但是支配的联盟 (dominant coalition)仍然拥有较大自主权，决定交换何种资源； 4．支配性的联盟有能力在游戏规则中，采取各种策略管制交换过程； 5．主权的差异是互动组织目标与潜在相对权力的产物；潜在的相对权 力则是组织资源、游戏规则与组织间交换的过程。
三、政策网络的研究途径
为了结构不同概念的政策网络的文献，Borzel提出 两个区分政策网络的方法： 1.量与质化的网络分析 2.政策网络为利益中介的类型(a typology of interest intermediation)与政策网络为特殊的治理 模式(a specific form of governance)
计算机组成原理(本全)白中英PPT课件
计算机组成原理
白中英
1 精选ppt课件2021
概述
计算机组成：主要指计算机硬件的具体实现方 式及工作原理
从三方面掌握本课程内容
– 硬件结构：从物理上、逻辑上掌握计算机 各部件和器件的构成和作用
– 实现方式：硬件联接形式和内部处理方式 （如控制器、运算器的实现方式等）
– 工作原理：计算机各部分内部工作过程
15 精选ppt课件2021
对一任意数S，其r进制数表示为 （S）r＝kn ×r n-1+kn-1 × r n-2+… +ki × r i-1
+… +k-m × r -m-1 其中０≤ ki﹤r
r称为进位计数值的基数， ki为第i位数字符， i为位序号, r i为第i位的
• 计算机系统具有层次性，它是由多级层次结 构组成的。其层次之间的关系十分紧密，上 层是下层功能的扩展，下层是上层的基础； 层次的划分不是绝对的，各层之间有时是相 互渗透的。
13 精选ppt课件2021
第二章 运算方法和运算器
第一节 数据与文字的表示
数据一般分为两大类：
第四节 计算机软件
一、软件的组成与分类
计算机中的各种程序、数据和有关文档构成计算 机的软件系统。 计算机的软件一般分为两大类： • 系统软件：便于计算机使用的系统管理程序 (包括操作系统、语言处理、数据库管理系统等） • 应用软件：针对用户具体实际应用的程序
10 精选ppt课件2021
二、软件的发展
然后按指令的要求发出操作命令，控制计算机各部分 自动协调的工作。
简单程序 指令形式 控制器的基本任务 指令流和数据流 冯·诺依曼体系结构计算机的主要特征是：采用存储程 序和数据，由指令流来控制计算机的操作。
白中英
1 精选ppt课件2021
概述
计算机组成：主要指计算机硬件的具体实现方 式及工作原理
从三方面掌握本课程内容
– 硬件结构：从物理上、逻辑上掌握计算机 各部件和器件的构成和作用
– 实现方式：硬件联接形式和内部处理方式 （如控制器、运算器的实现方式等）
– 工作原理：计算机各部分内部工作过程
15 精选ppt课件2021
对一任意数S，其r进制数表示为 （S）r＝kn ×r n-1+kn-1 × r n-2+… +ki × r i-1
+… +k-m × r -m-1 其中０≤ ki﹤r
r称为进位计数值的基数， ki为第i位数字符， i为位序号, r i为第i位的
• 计算机系统具有层次性，它是由多级层次结 构组成的。其层次之间的关系十分紧密，上 层是下层功能的扩展，下层是上层的基础； 层次的划分不是绝对的，各层之间有时是相 互渗透的。
13 精选ppt课件2021
第二章 运算方法和运算器
第一节 数据与文字的表示
数据一般分为两大类：
第四节 计算机软件
一、软件的组成与分类
计算机中的各种程序、数据和有关文档构成计算 机的软件系统。 计算机的软件一般分为两大类： • 系统软件：便于计算机使用的系统管理程序 (包括操作系统、语言处理、数据库管理系统等） • 应用软件：针对用户具体实际应用的程序
10 精选ppt课件2021
二、软件的发展
然后按指令的要求发出操作命令，控制计算机各部分 自动协调的工作。
简单程序 指令形式 控制器的基本任务 指令流和数据流 冯·诺依曼体系结构计算机的主要特征是：采用存储程 序和数据，由指令流来控制计算机的操作。
WINDOWS操作系统的基本知识 ppt课件
1995年 WINDOWS 95
1998年 WINDOWS 98
2000年 WINDOWS 2000(分为专业版、服务器 版、高级服务器 ）
2001年 WINDOWS XP（分为专业版、家庭版） （同时又有32位与64位之分）
即将上市
WINDOWS VISTA
ppt课件
7
2、启动模式
WINDOWS系统启动时，按F8键进入各种启 动模式选择界面：
ppt课件
8
winXP启动时按F8出现的各种启动模式的含义 在启动时按F8键或当计算机不能正常启动时，就会进入 Windows XP启动的高级选项菜单，在这里可以选择除正常启 动外的8种不同的模式启动Windows XP。
(1)安全模式：选用安全模式启动Windows XP时，系统只使用 一些最基本的文件和驱动程序启动。进入安全模式是诊断故 障的一个重要步骤。
WINDOWS操作系统的基本知识
主讲人:李文星
ppt课件
1
内容提要
一、计算机系统的组成 二、BIOS（基本输入输出系统） 三、WINDOWS的版本及启动模式 四、WINDOWS的控制面版 五、WINDOWS的注册表及设备的驱动程序 六、网络的基本认识 七、计算机安全知识
ppt课件
9
(5)启用VGA模式：使用基本VGA驱动程序启动 Windows XP。当安装了使Windows XP不能正常启动 的新显卡驱动程序，或由于刷新频率设置不当造成 故障时，这种模式十分有用。当在安全模式下启动 Windows XP时，只使用最基本的显卡驱动程序。
(6)最近一次的正确配置：选择“使用‘最后一次正确 的配置’启动Windows XP”是解决诸如新添加的驱动 程序与硬件不相符之类问题的一种方法。用这种方 式启动，Windows XP只恢复注册表项 HklmSystemCurrentControlSet下的信息。任何在其 他注册表项中所做的更改均保持不变。
系统的认识课件ppt课件ppt课件ppt
目的
系统分析旨在识别系统的关键要素， 理解它们之间的相互关系，并寻求最 佳的解决方案来满足系统的目标和约 束条件。
系统分析的方法与工具
方法
系统分析的方法包括结构化分析、功 能分析、流程图、状态图等。
工具
系统分析的工具包括流程图软件、系 统建模软件、仿真软件等。
系统分析的步骤与过程
步骤
系统分析的过程包括明确问题、收集信息、建立模型、分析模型、提出解决方案和实施解决方案等步 骤。
系统设计的步骤与方法
需求分析
明确系统的功能需求、性能需求和安 全需求，进行需求调研和分析，确定 系统的边界和约束条件。
系统测试ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
对整个系统进行集成测试、系统测试 和验收测试，确保系统符合设计要求 ，性能稳定、安全可靠。
01
02
架构设计
根据需求分析结果，设计系统的整体 架构，包括系统的硬件和软件结构、 模块划分、接口定义等。
系统测试
通过单元测试、集成测试和系统测试等手段 ，确保系统功能正常、性能达标。
系统运行的管理与维护
系统监控
实时监控系统运行状态，确保系统稳定、安 全。
系统优化
根据系统运行情况，对系统性能进行优化， 提高系统运行效率。
数据备份与恢复
定期备份数据，确保在系统故障或数据丢失 时能迅速恢复。
用户支持
为用户提供技术支持和问题解答，确保用户 能正常使用系统。
系统设计广泛应用于计算机软件、硬件、网络通信、自动化控制等领域，为各行业的信 息化建设提供技术支持和保障。
05
系统实施与运行
系统实施的过程与任务
需求分析
明确系统的功能需求、性能需求和安全需求 ，为系统实施提供指导。
系统分析旨在识别系统的关键要素， 理解它们之间的相互关系，并寻求最 佳的解决方案来满足系统的目标和约 束条件。
系统分析的方法与工具
方法
系统分析的方法包括结构化分析、功 能分析、流程图、状态图等。
工具
系统分析的工具包括流程图软件、系 统建模软件、仿真软件等。
系统分析的步骤与过程
步骤
系统分析的过程包括明确问题、收集信息、建立模型、分析模型、提出解决方案和实施解决方案等步 骤。
系统设计的步骤与方法
需求分析
明确系统的功能需求、性能需求和安 全需求，进行需求调研和分析，确定 系统的边界和约束条件。
系统测试ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
对整个系统进行集成测试、系统测试 和验收测试，确保系统符合设计要求 ，性能稳定、安全可靠。
01
02
架构设计
根据需求分析结果，设计系统的整体 架构，包括系统的硬件和软件结构、 模块划分、接口定义等。
系统测试
通过单元测试、集成测试和系统测试等手段 ，确保系统功能正常、性能达标。
系统运行的管理与维护
系统监控
实时监控系统运行状态，确保系统稳定、安 全。
系统优化
根据系统运行情况，对系统性能进行优化， 提高系统运行效率。
数据备份与恢复
定期备份数据，确保在系统故障或数据丢失 时能迅速恢复。
用户支持
为用户提供技术支持和问题解答，确保用户 能正常使用系统。
系统设计广泛应用于计算机软件、硬件、网络通信、自动化控制等领域，为各行业的信 息化建设提供技术支持和保障。
05
系统实施与运行
系统实施的过程与任务
需求分析
明确系统的功能需求、性能需求和安全需求 ，为系统实施提供指导。
计算机组成原理第五章(白中英版)PPT课件
指令周期 : CPU从内存取出一条指令并执行完这 条指令的时间总和 取指时间＋执行指令时间
CPU周期 : 又称机器周期（总线周期），CPU访问 内存所花的时间较长，因此用CPU从内存读取一条指 令字的所需的最短时间来定义
时钟周期 : 通常称为节拍脉冲或T周期。一个CPU 周期包含若干个时钟周期T
相互关系： 1个指令周期 = 若干个CPU周期 1个CPU周期 = 若20干21 T周期
2021
时序产生器 (3/4)
三、3级时序信号的关系 1、一台计算机机内的控制信号一般均由若干个周期
状态，若干个节拍电位及若干个时标脉冲这样3级 控制时序信号定时完成。 2、3级控制时序信号的宽度均成正整数倍同步关系。 周期状态之间，节拍电位之间，时标脉冲之间既 不容许有重叠交叉，又不容许有空白间隙，应该 是能一个接一个地准确连接，一个降落另一个升 起而准确切换的同步信号。
(2) 对指令进行译码，并产生相应的操作控制信号， 送往相应的部件，启动规定的动作；
(3) 指挥并控制CPU、内存与输入/输出（I/O）设 备之间数据流动的方向
• 运算器是数据加工处理部件，所进行的全部操作由 控制器发出的控制信号指挥
(1) (2)执行所有的逻辑运算，并进行逻辑测试
2021
CPU的基本模型
2021
5.1.1 CPU的功能
★ 指令控制
★ 操作控制 CPU产生每条指令所对应的操作信号，并把各种
操作信号送往相应的部件，从而控制这些部件按指令 的要求进行动作
★ 时间控制 对各种操作的实施时间进行定时
★ 数据加工 对数据进行算术运算和逻辑运算处理
2021
5.1.2 CPU的基本组成
• 控制器完成对整个计算机系统操作的协调与指挥。 (1) 控制机器从内存中取出一条指令，并指出下一条 指令在内存中的位置；
CPU周期 : 又称机器周期（总线周期），CPU访问 内存所花的时间较长，因此用CPU从内存读取一条指 令字的所需的最短时间来定义
时钟周期 : 通常称为节拍脉冲或T周期。一个CPU 周期包含若干个时钟周期T
相互关系： 1个指令周期 = 若干个CPU周期 1个CPU周期 = 若20干21 T周期
2021
时序产生器 (3/4)
三、3级时序信号的关系 1、一台计算机机内的控制信号一般均由若干个周期
状态，若干个节拍电位及若干个时标脉冲这样3级 控制时序信号定时完成。 2、3级控制时序信号的宽度均成正整数倍同步关系。 周期状态之间，节拍电位之间，时标脉冲之间既 不容许有重叠交叉，又不容许有空白间隙，应该 是能一个接一个地准确连接，一个降落另一个升 起而准确切换的同步信号。
(2) 对指令进行译码，并产生相应的操作控制信号， 送往相应的部件，启动规定的动作；
(3) 指挥并控制CPU、内存与输入/输出（I/O）设 备之间数据流动的方向
• 运算器是数据加工处理部件，所进行的全部操作由 控制器发出的控制信号指挥
(1) (2)执行所有的逻辑运算，并进行逻辑测试
2021
CPU的基本模型
2021
5.1.1 CPU的功能
★ 指令控制
★ 操作控制 CPU产生每条指令所对应的操作信号，并把各种
操作信号送往相应的部件，从而控制这些部件按指令 的要求进行动作
★ 时间控制 对各种操作的实施时间进行定时
★ 数据加工 对数据进行算术运算和逻辑运算处理
2021
5.1.2 CPU的基本组成
• 控制器完成对整个计算机系统操作的协调与指挥。 (1) 控制机器从内存中取出一条指令，并指出下一条 指令在内存中的位置；
相关主题
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
2. I/O 硬件
设备 I/O 接口
设备 设备控制器 通道
三、I/O 与主机的联系方式
8.1
1. I/O 编址方式
(1) 统一编址
用取数、存数指令
(2) 不统一编址 有专门的 I/O 指令
2. 设备选址
用设备选择电路识别是否被选中
3. 传送方式
(1) 串行 (2) 并行
4. 联络方式
8.1
(1) 立即响应
专用接口
Intel 8279、 Intel 8275
4. 按数据传送的 控制方式 分类
中断接口
Intel 8259
DMA 接口 Intel 8257
8.3
8.4 程序查询方式
一、程序查询流程
1. 查询流程
单个设备
测 检查状态标记
试
转指 移指令传送指令
否 准备就绪?
是
令
交换数据
检查状态标记1
I/O准备
实现I/O与主存 之间的传送
8.2 外部设备
一、概述
外部设备大致分三类
1. 人机交互设备
键盘 鼠标 打印机 显示器
2. 计算机信息驻留设备 磁盘 光盘 磁带
3. 机 机通信设备 调制解调器等
二、输入设备
1. 键盘 按键
判断哪个键按下
将此键翻译成 ASCII 码 （编码键盘法） 2. 鼠标 机械式、光电式 3. 触摸屏
三、输出设备
1. 显示器
(1) 字符显示 (2) 图形显示 (3) 图像显示
2. 打印机
(1) 击打式 (2) 非击打式
8.2
字符发生器 主观图像 客观图像
点阵式（逐字、逐行） 喷墨（逐字） 激光（逐页）
四、其他
8.2
1. A/D、D/A 模拟/数字（数字/模拟）转换器
2. 终端
由键盘和显示器组成
第八章 输入输出系统
8.1 概述 8.2 外部设备 8.3 I/O接口 8.4 程序查询方式 8.5 程序中断方式 8.6 DMA方式 8.7 总线
8.1 概 述
一、输入输出系统的发展概况
1. 早期
分散连接
CPU 和 I/O 串行 工作 程序查询方式
2. 接口模块和 DMA 阶段
总线连接 CPU 和 I/O 并行 工作
机
外设 Ⅲ 不便于增删设备
(2) 总线连接
便于增删设备
四、I/O 与主机信息传送的控制方式 8.1
1. 程序查询方式 CPU 和 I/O 串行工作
踏步等待
CPU读I/O状态
现行程序
CPU向I/O发 读指令
CPU读I/O状态
未准备就绪 检查状态
出错
已准备就绪
从I/O接口中读 一个字到CPU
检查状态
未准备就绪
设 备 状态
三、接口类型
1. 按数据 传送方式 分类
并行接口
Intel 8255
串行接口
Intel 8251
2. 按功能 选择的灵活性 分类
可编程接口 Intel 8255、 Intel 8251
不可编程接口 Intel 8212
3. 按 通用性 分类
通用接口
Intel 8255、 Intel 8251
传送数据的功能
数据缓冲寄存器
反映设备状态的功能 设备状态标记
完成触发器 D
工作触发器 B
中断请求触发器 INTR
屏蔽触发器 MASK
3. I/O 接口的基本组成
8.3
数据线
地址线 CPU
命令线
状态线
I/O接口
数据缓冲 寄存器DBR
设备状态 标记
设备选择
控
电路
制
逻
辑
电
路
命令寄存器
和命令译码器
数据线
外 命令 部
中断方式 DMA 方式
3. 具有通道结构的阶段 4. 具有 I/O 处理机的阶段
二、输入输出系统的组成
8.1
1. I/O 软件
(1) I/O 指令 CPU 指令的一部分
操作码 命令码 设备码
(2) 通道指令 通道自身的指令
指出数组的首地址、传送字数、操作命令
如 IBM/370 通道指令为 64 位
完成显示控制与存储 键盘管理及通信控制
3. 汉字处理 汉字输入、汉字存储、汉字输出
五、多媒体技术
1. 什么是多媒体
2. 多媒体计算机的关键技术
8.3 I/O 接 口
一、概述
为什么要设置接口？ 1. 实现设备的选择 2. 实现数据缓冲达到速度匹配 3. 实现数据串 并格式转换 4. 实现电平转换 5. 传送控制命令 6. 反映设备的状态（“忙”、“就绪”、“中断请
二、接口的功能和组成
8.3
1. 总线连接方式的 I/O 接口电路
(1) 设备选择线
数 据
线
(2) 数据线
(3) 命令线
(4) 状态线
I/O 接口 设备
I/O 接口 设备
I/O总线 状 命设 态 令备 线 线选
择 线
2. 接口的功能和组成
功能
8.3
组成
选址功能
设备选择电路
传送命令的功能
命令寄存器 命令译码器
CPU 执行 现行程序
程序 中断 方式
CPU 执行现行程序 指令执行周期结束
启动I/O
中断请求
I/O准备
一个存取周期
间 断 CPU 执行现行程序
I/O准备 CPU 处理中断服务程序 实现 I/O 与主机之间的传送
DMA 方式
CPU 执行现行程序 存取周期结束
启动I/O
DMA请求 I/O准备
CPU 执行现行程序
出错
从CPU向主存 写入一个字
否 完成否 是
2. 程序中断方式
8.1
自身准备
CPU 不查询
I/O 工作
与主机交换信息 CPU 暂停现行程序
现行程序
CPU 和 I/O 并行工作
……
启动 I/O
K K+1
中 断
没有踏步等待现象
服
务 程
中断现行程序
序
……
程序中断方式流程
8.1
CPU 向 I/O 发读指令
CPU
CPU 做其他事情
中断请求 CPU 读 I/O 状态
I/O
检查状态
出错
未错
从 I/O 接口中读一个字到CPU
I/O
I/O I/O 设备工作 准备就绪
CPU
CPU
从 CPU 向主存写入一个字
CPU 主存
否
完成否？
是
3. DMA 方式
主存和 I/O 之间有一条直接数据通道 不中断现行程序
周期挪用（周期窃取）
CPU 和 I/O 并行工作
一个存取周期
CPU 执行现行程序 存取周期结束
启动I/O
DMA请求 I/O准备
CPU 执行现行程序 I/O准备
实现I/O与主存之间的传送
8.1
三种方式的 CPU 工作效率比较
8.1
程序 查询 方式
CPU 执行 现行程序
启动I/O
CPU查询等待并传输I
并行
CPU
I/O
I/O
接 “Ready” 设
口
备
“Strobe”
串行
命令字
数据字
命令字
0110 1 000
起
终
始
止
9.09ms 位
位
(3) 同步工作采用同步时标
2× 9.09ms
5. I/O 与主机的连接方式
8.1
(1) 辐射式连接
外设 Ⅰ 每台设备都配有一套
主
外设 Ⅱ 控制线路和一组信号线