主機與外設的信息交換

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1、3.6主機和外部設備的信息交換3.6.1主機和外設的連接方式1.輻射式主機I/OI/OI/O早期：不易擴展主機接口接口I/OI/OI/O現(xiàn)在：便于擴展2.總線式主機接口接口I/OI/OI/O便于擴展總線3.通道式主機通道通道I/OI/OI/O并行能力提高3.6.2信息傳送控制方式1.直接程序傳送方式用I/O指令編程實現(xiàn)信息傳送。（程序查詢）（1）外設狀態(tài)空閑工作結(jié)束啟動完成一次工作調(diào)用完再請求000110空閑：調(diào)用前，設備不工作；結(jié)束：調(diào)用后，設備完成工作。在接口中設置狀態(tài)字表示這些狀態(tài)。（2）查詢流程啟動外設外設工作完成？NY入/出操作（3）優(yōu)缺點硬件開銷?。粚崟r處理能力差,并行程度低。

2、（4）應用場合對CPU效率要求不高的場合，或診斷、調(diào)試過程。2.中斷方式查詢：（1）中斷的引入程序并行操作主機外設空閑啟動等待工作程序交換數(shù)據(jù)中斷：主機程序外設空閑啟動工作程序請求中斷程序交換數(shù)據(jù)程序（2）中斷定義開中斷一條指令結(jié)束時有中斷請求？NY繼續(xù)原程序（3）中斷流程CPU內(nèi)設置允許中斷標志CPU暫時中止現(xiàn)行程序的執(zhí)行，轉(zhuǎn)去執(zhí)行為某個隨機事態(tài)服務的中斷處理程序。處理完畢后自動恢復原程序的執(zhí)行。=1允許響應中斷（開中斷）=0不允許響應中斷（關(guān)中斷）啟動外設執(zhí)行中斷服務程序繼續(xù)原程序響應返回CLI；請求關(guān)中斷，初始化啟動；啟動設備響應返回例.PC系列機允許中斷位IF=0關(guān)中斷1開中斷ST

3、I；開中斷（4）程序組織（5）硬件設置響應邏輯CPU禁止/允許設備請求設備工作完成（6）應用場合用于中、低速I/O操作或處理復雜隨機事態(tài)。判優(yōu)邏輯請求邏輯屏蔽邏輯非屏蔽CPU送屏蔽字(動態(tài)改變設備優(yōu)先級)設備提出請求判別設備優(yōu)先級CPU響應請求，并轉(zhuǎn)相應服務程序入口CPU接口注意區(qū)分CPU對請求的屏蔽和對請求的響應。送屏蔽字開/關(guān)中斷3.直接存儲器存取(DMA)方式（1）定義DMA控制器接直接依靠硬件實現(xiàn)主存與I/O間的數(shù)據(jù)傳送，傳送期間不需CPU程序干預。1)I/O與主存，而不是I/O與CPU或I/O與主機。2)早期由CPU控制傳送；現(xiàn)在由DMA控制器控制傳送，管總線權(quán)，傳送完畢再交還總

4、線權(quán)。3)傳送期間只要CPU不訪存，可并行操作。4)傳送前和傳送后需要程序干預。（2）硬件設置操作類型地址計數(shù)控制傳送方向DMA控制器接口提供主存地址交換量計數(shù)控制傳送次數(shù)請求DMA中斷數(shù)據(jù)緩沖傳遞請求暫存交換數(shù)據(jù)外設尋址提供外設地址初始化信息（3）DMA流程啟動外設一個總線周期結(jié)束時有DMA請求？NY繼續(xù)程序傳送操作類型、主存首址、交換量、外設尋址信息一次DMA傳送地址+1交換量-1一條指令結(jié)束時有中斷請求？中斷處理Y交換量=0？NY申請中斷N響應主程序?qū)崿F(xiàn)初始化。三個階段：程序準備：DMA傳送：善后處理：（4）應用場合用于高速、簡單、批量數(shù)據(jù)傳送。硬件實現(xiàn)MI/O。中斷處理程序判斷傳送

5、的正誤。DMA與中斷的相同點：能響應隨機請求；可并行操作。DMA與中斷的不同點：中斷：用程序?qū)崿F(xiàn)中、低速I/O傳送；能處理復雜一條指令結(jié)束時響應請求。事態(tài)；DMA：用硬件實現(xiàn)高速、簡單I/O傳送；一個總線周期結(jié)束時響應請求。程序切換總線權(quán)切換