输入/输出系统
+ i3 @2 O4 K! @ I/O系统在CPU、存储器和各种外部设备之间负责协调和控制数据的输入/输出。 $ Q( f: {- E2 P6 U* Z8 V7 I% p/ T
I/O系统控制器基本结构:
! X+ N9 d& l' s! y& t' D$ s 数据寄存器: + B9 D0 S2 X4 _- y- J# r
状态寄存器: # d2 @) C8 Y4 o- H: M
控制寄存器: 8 W2 k* {" Q" S5 H' J
控制电路:
7 a; O6 R# R: M 外设接口控制:
5 m2 T: S! e; C1 a I/O系统的工作方式: 8 i5 H) ?1 w. Z& ?8 ]
程序控制:CPU完全控制,CPU必须时时查询I/O设备的状态; 2 c. a& p) N. z u( Y' ~
程序中断:I/O设备以中断方式通知CPU,定期查询状态 + F G* L' f% l8 Q: C
DMA方式:CPU只在数据传输前和完成后才介入 5 M g, T, {& }
I/O系统的发展主要阶段:
, [0 d6 e' P' K4 |" u6 Z% Z! u 数据通信:CPU直接控制外设;
. ^/ W4 b4 \- Q6 h3 w' g/ i: P 程序控制:CPU不关心外设的具体细节,I/O增加了数据交换的功能;
4 R/ y3 Y. U5 b2 ]) L 中断方式:中断机制减少了CPU的等待时间, 1 C* ^7 E% e5 p1 E5 |$ i
DMA方式:暂停、周期窃取、共享方式
0 u3 A3 r3 I. k7 s5 i 输入输出通道:专门的处理器控制I/O功能;
. X0 J$ y9 }. M+ A 输入输出处理机:不仅拥有处理器,还有本地存储器
. u+ e" f s4 r, A1 |( U& d 根据外部设备和I/O系统交换数据方式,设备接口可分为串行和并行接口。 ( Q6 q, s6 p0 Y2 r
常见的磁盘设备接口有:总线、DMA、通道、SCSI、并行口、RS232C、USB、IEEE1394 % e+ t6 U+ R P$ B
SCSI接口:并行接口;系统级的设备接口
: h# J( ^7 K l; x& E [; |$ ]0 O; O P1394接口:高速串行总线,数据传输率高,价格低容易实现 . Y, }% [ b% R" [7 t% O/ z
I/O设备的类型和特性:
; s ?( |; J9 W0 ^ 键盘:标准101键,主要作为字符、数字和汉字的输入
) P3 w+ p& N6 ]: Z4 V 鼠标:坐标定位部件,有机械式、光电式和混合式三种。
1 k) b" {; n& J5 z9 ]5 }; a 显示器:输出设备,输出图象和字符,性能参数是分辨率和灰度级
2 t3 z$ c( ^+ h 打印机:输出设备,分击打式和非击打式打印机
, C# _) g1 S7 W$ r; N 扫描仪:图象输入设备,扫描图象或文本成数字图片,然后输入计算机处理
g ~( \6 Q1 J& W% f0 x" _ 摄像头:图象输入设备图象数字化后存入到磁盘。
Q, k( Y1 D7 b) v7 A 例题:
# D! r: y6 X- m7 R5 L' ~ 为了快速传送大量数据,微型计算机中采用存储器直接访问技术,简称DMA。用DMA方式传送时,在存储器和A之间直接建立高速传输数据的通路,不需要B的干预。利用DMA方式传送数据时,数据的传送过程完全由成为DMA控制器的硬件控制。DMA控制器具有如下功能: 0 h. f7 Y+ i( X: Y
1) 向CPU申请C传送。 0 |; J6 `' X1 j }. p2 |
2) 在CPU允许DMA工作时,处理总线控制的传交。 2 g, R2 j# G( G* { v, J0 S
3) 在DMA期间管理D,控制数据传送。 1 H2 a! A3 s) i3 {9 g. e* v
4) 确定数据传送的起始地址和E ,并在传送过程中不断修正。 3 Z7 e$ b$ P" S" x: n0 N
5) 数据传送结束时,给出表示DMA操作完成的信号。 7 e7 @- q3 M/ ]! t
A~E: ①控制台 ②硬件 ③外部设备 ④数据长度 6 \7 d* ?& }4 `6 A$ D6 b9 Y3 h
⑤CPU ⑥存储器 ⑦DMA ⑧系统总线
0 I- X& t/ C6 j ~( \: b, `: r7 d ⑨数据方向 ⑩传输速率
. A& \- s! R( \2 b! V [分析] # n3 J8 ~* ?1 T. y& ^
DMA(Direct Memory Access,直接存储器访问)是一种不需要CPU干预,在存储器和外部设备之间直接通过系统总线高速传输数据的方法。DMA方法使用DMA控制器DMAC来控制和管理数据传输。 $ J$ e# w7 A4 _; m/ O6 H: a0 r6 Y
[答案] A:③ B:⑤ C:⑦ D:⑧ E:④ |