输入输出控制方式
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2.DMA控制器获取内存总线控制并给出内存地址，将DMA应 答信号发回给设备控制器
3.设备控制器接收到DMA应答信号后，清除DMA请求信号， 传送数据到内存。
4.当整个数据传送完成后，DMA控制器向处理器发中断信号， 表示数据已经传到内存。
DMA方式：Direct Memory Access11
方式评价
数 组主选要连择接通以道字（节b为lo单ck位s的e低lec速to设r备channel）
数 组主通多要道用利路于用通连率道接低磁，盘输，入磁、带输等出高的速效输率入不/高输出设备
以一组数据为单位，每次传送一批数据，因此传送速度更高 主要用于连接高速设备
可以启动多台磁盘机同时执行移臂定位操作，按序交叉地传输 多批数据。
4
轮流测试：Polling
工作过程Hale Waihona Puke Baidu
1.如果处理器运行的现有程序需要从输入/输出设备输入一批数据，
处理器检测设备控制器的控制/状态寄存器值是否为1，为1表示
2.设此备时控设制备器控中制的器状可态以标接志收为处“理闲器”的，指则令处；理否器则向处设理备器控一制直器检发测出 3.设该需备值要控，“制直读器到”控为数制“据输1指”入令为/，输止给出. 出设输备入完数成据数在据主从存输中入的设起备始到地设址备；控同制 4.在器时这的，个数设输据置入寄设过存备程器控中，制处如器理果中器完的一成状直则态在设标轮备志流控为检制“测器忙设将”备状。控态制“器忙的”状标态志寄设存 5.处置 器理为 字器“ 节把闲是数”否据。为寄“存忙器”中。的如数果据为读“入忙处”理，器表或示主没存有单完元成。，处理器
主要连接以字节为单位的低速设备 通道利用率低，输入、输出的效率不高
数组选择通道（block selector channel）
主要用于连接磁盘，磁带等高速输入/输出设备 以一组数据为单位，每次传送一批数据，因此传送速度更高
通道方式：Channel
类型
字节多路通道（byte multiplexer channel）
优点：每次DMA传送数据时，不必进入中断系统，即不 必通知处理器，处理器可以继续运算，这样提高了处理 器的利用率。
缺点：如果需要传送多个数据块到不同的内存区，则系 统需要发送多个指令，从而使得DMA方式的实现代价高 并容易发生内存地址冲突。
通道方式：Channel
• 概念
– 通道是一种与处理器独立的输入/输出处理器 – 用于代替处理器实现外部设备的输入/输出操作和
需要等待；如果为“闲”，则表示已经完成。此时输入数据已
经方到式数评据价寄存：器处中理。器和输入/输出设备不能并行工作，处理器
不能充分发挥效率，计算机系统的效率非常低。
5
中断控制：Interrupts-原理描述
在处理器和设备控制器之间增加了中断请求线
每当处理器的指令周期结束后，处理器中断现有程序 的执行去检测是否有设备控制器发来的中断请求信号。
管理，实现外部设备与处理器的并行操作
通道方式：Channel
类型
字节多路通道（byte multiplexer channel）
主要连接以字节为单位的低速设备 通道利用率低，输入、输出的效率不高
通道方式：Channel
类型
字节多路通道（byte multiplexer channel）
处理器和设备控制器之间的交互借助于设备控制器中的控制 /状态寄存器进行
如果控制/状态寄存器中的值为“1”，表示设备控制器 “闲”，可以接受处理器的指令
如果控制/状态寄存器中的值为“0”，则表示设备控制器处 于“忙”，不能接受处理器的指令
轮流测试是指处理器以循环方式不断测试设备控制器的控制 /状态寄存器中的忙闲标志
DMA方式：Direct Memory Access 9
• DMA控制器
1.MAR：内存地址寄存器，用于存放内存和输入/输出设备之间交
换的数据在内存中的地址。
2.DR： 数据寄存器，用于匹配内存与输入/输出设备之间的数据
传输，起到中间暂存数据的作用，使得两者传输数据相匹配。
3.CR： 命令/状态寄存器，用于接收从处理器发来的输入/输出命
Windows 操作系统
输入/输出控制方式
大型机输入/输出系统
通过网络应用进行扩展
在通道和设备控 制单元之间增加 交换机，将一个 系统连接到多个 系统
2
输入/输出控制方式
轮流测试（polling）
方式
通道方式（channel）
中断方式（interrupts）
DMA方式
3
轮流测试：Polling原理描述
如果没有，处理器继续执行现有程序。
如果有，则处理器暂停现有程序执行，保存当前的指 令指针和正在处理程序的断点信息，并转向中断处理。
6
中断控制：Interrupt
与Polling的比较
中断控制方式是处理器主动接收设备控制器的中断请求
轮流测试方式是处理器被动测试设备控制器的忙闲标志
中断控制方式使得处理器能够和输入/输出设备的操作 并行执行，处理器有更多的时间来运行程序。
令及设备的状态信息。
4.DC： 数据计数器，用于对传输数据进行计数。
5.输入/输出控制逻辑，用于向处理器提出输入/输出中断请求并保
存处理器发来的输入/输出命令，控制DMA的传送过程。
DMA方式：Direct Memory Access10
• 工作过程
1.当输入设备有数据要传送到内存时，输入设备的设备控制 器向DMA控制器发送DMA请求信号
既具有很高的数据传输速率，又能获得令人满意的通道利用率
结果：处理器运行程序和设备控制器向设备输出数据或 从设备输入数据到设备控制器的过程并行运行，提高了 系统的运行效率。
方式评价：缺点在于如果计算机系统有较多输入/输出设
备，则处理器处理中断的频率增高，从而影响了系统性能
7
DMA方式：Direct Memory Access 8
• 原理描述
在内存和输入/输出设备之间设置一条数据通路，让内存和输入 /输出设备之间的数据交换在DMA控制器的控制下进行，不需 要处理器的干预。
3.设备控制器接收到DMA应答信号后，清除DMA请求信号， 传送数据到内存。
4.当整个数据传送完成后，DMA控制器向处理器发中断信号， 表示数据已经传到内存。
DMA方式：Direct Memory Access11
方式评价
数 组主选要连择接通以道字（节b为lo单ck位s的e低lec速to设r备channel）
数 组主通多要道用利路于用通连率道接低磁，盘输，入磁、带输等出高的速效输率入不/高输出设备
以一组数据为单位，每次传送一批数据，因此传送速度更高 主要用于连接高速设备
可以启动多台磁盘机同时执行移臂定位操作，按序交叉地传输 多批数据。
4
轮流测试：Polling
工作过程Hale Waihona Puke Baidu
1.如果处理器运行的现有程序需要从输入/输出设备输入一批数据，
处理器检测设备控制器的控制/状态寄存器值是否为1，为1表示
2.设此备时控设制备器控中制的器状可态以标接志收为处“理闲器”的，指则令处；理否器则向处设理备器控一制直器检发测出 3.设该需备值要控，“制直读器到”控为数制“据输1指”入令为/，输止给出. 出设输备入完数成据数在据主从存输中入的设起备始到地设址备；控同制 4.在器时这的，个数设输据置入寄设过存备程器控中，制处如器理果中器完的一成状直则态在设标轮备志流控为检制“测器忙设将”备状。控态制“器忙的”状标态志寄设存 5.处置 器理为 字器“ 节把闲是数”否据。为寄“存忙器”中。的如数果据为读“入忙处”理，器表或示主没存有单完元成。，处理器
主要连接以字节为单位的低速设备 通道利用率低，输入、输出的效率不高
数组选择通道（block selector channel）
主要用于连接磁盘，磁带等高速输入/输出设备 以一组数据为单位，每次传送一批数据，因此传送速度更高
通道方式：Channel
类型
字节多路通道（byte multiplexer channel）
优点：每次DMA传送数据时，不必进入中断系统，即不 必通知处理器，处理器可以继续运算，这样提高了处理 器的利用率。
缺点：如果需要传送多个数据块到不同的内存区，则系 统需要发送多个指令，从而使得DMA方式的实现代价高 并容易发生内存地址冲突。
通道方式：Channel
• 概念
– 通道是一种与处理器独立的输入/输出处理器 – 用于代替处理器实现外部设备的输入/输出操作和
需要等待；如果为“闲”，则表示已经完成。此时输入数据已
经方到式数评据价寄存：器处中理。器和输入/输出设备不能并行工作，处理器
不能充分发挥效率，计算机系统的效率非常低。
5
中断控制：Interrupts-原理描述
在处理器和设备控制器之间增加了中断请求线
每当处理器的指令周期结束后，处理器中断现有程序 的执行去检测是否有设备控制器发来的中断请求信号。
管理，实现外部设备与处理器的并行操作
通道方式：Channel
类型
字节多路通道（byte multiplexer channel）
主要连接以字节为单位的低速设备 通道利用率低，输入、输出的效率不高
通道方式：Channel
类型
字节多路通道（byte multiplexer channel）
处理器和设备控制器之间的交互借助于设备控制器中的控制 /状态寄存器进行
如果控制/状态寄存器中的值为“1”，表示设备控制器 “闲”，可以接受处理器的指令
如果控制/状态寄存器中的值为“0”，则表示设备控制器处 于“忙”，不能接受处理器的指令
轮流测试是指处理器以循环方式不断测试设备控制器的控制 /状态寄存器中的忙闲标志
DMA方式：Direct Memory Access 9
• DMA控制器
1.MAR：内存地址寄存器，用于存放内存和输入/输出设备之间交
换的数据在内存中的地址。
2.DR： 数据寄存器，用于匹配内存与输入/输出设备之间的数据
传输，起到中间暂存数据的作用，使得两者传输数据相匹配。
3.CR： 命令/状态寄存器，用于接收从处理器发来的输入/输出命
Windows 操作系统
输入/输出控制方式
大型机输入/输出系统
通过网络应用进行扩展
在通道和设备控 制单元之间增加 交换机，将一个 系统连接到多个 系统
2
输入/输出控制方式
轮流测试（polling）
方式
通道方式（channel）
中断方式（interrupts）
DMA方式
3
轮流测试：Polling原理描述
如果没有，处理器继续执行现有程序。
如果有，则处理器暂停现有程序执行，保存当前的指 令指针和正在处理程序的断点信息，并转向中断处理。
6
中断控制：Interrupt
与Polling的比较
中断控制方式是处理器主动接收设备控制器的中断请求
轮流测试方式是处理器被动测试设备控制器的忙闲标志
中断控制方式使得处理器能够和输入/输出设备的操作 并行执行，处理器有更多的时间来运行程序。
令及设备的状态信息。
4.DC： 数据计数器，用于对传输数据进行计数。
5.输入/输出控制逻辑，用于向处理器提出输入/输出中断请求并保
存处理器发来的输入/输出命令，控制DMA的传送过程。
DMA方式：Direct Memory Access10
• 工作过程
1.当输入设备有数据要传送到内存时，输入设备的设备控制 器向DMA控制器发送DMA请求信号
既具有很高的数据传输速率，又能获得令人满意的通道利用率
结果：处理器运行程序和设备控制器向设备输出数据或 从设备输入数据到设备控制器的过程并行运行，提高了 系统的运行效率。
方式评价：缺点在于如果计算机系统有较多输入/输出设
备，则处理器处理中断的频率增高，从而影响了系统性能
7
DMA方式：Direct Memory Access 8
• 原理描述
在内存和输入/输出设备之间设置一条数据通路，让内存和输入 /输出设备之间的数据交换在DMA控制器的控制下进行，不需 要处理器的干预。