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1、計(jì)算機(jī)組成原理(唐朔飛)課件-PPT格式-第5章---輸入輸出系統(tǒng)第５章輸入輸出系統(tǒng)5.6DMA方式5.5程序中斷方式5.4程序查詢方式5.3I/O接口5.2外部設(shè)備5.1概述5.1概述一、輸入輸出系統(tǒng)的發(fā)展概況1.早期分散連接CPU和I/O設(shè)備串行工作程序查詢方式2.接口模塊和DMA階段總線連接CPU和I/O設(shè)備并行工作3.具有通道結(jié)構(gòu)的階段4.具有I/O處理機(jī)的階段中斷方式DMA方式5.I/O設(shè)備與主機(jī)的連接方式(1)輻射式連接(2)總線連接外設(shè)Ⅰ外設(shè)Ⅱ外設(shè)Ⅲ主機(jī)不便于增刪設(shè)備每臺(tái)設(shè)備都配有一套控制線路和一組信號(hào)線5.1便于增刪設(shè)備四、I/O設(shè)備與主機(jī)信息傳送的控制方式1.程序查詢
2、方式CPU和I/O串行工作踏步等待CPU讀I/O狀態(tài)檢查狀態(tài)未準(zhǔn)備就緒出錯(cuò)從I/O接口中讀一個(gè)字到CPU從CPU向主存寫(xiě)入一個(gè)字CPU向I/O發(fā)讀指令CPU讀I/O狀態(tài)檢查狀態(tài)完成否未準(zhǔn)備就緒現(xiàn)行程序是出錯(cuò)已準(zhǔn)備就緒否5.12.程序中斷方式I/O工作CPU不查詢CPU暫停現(xiàn)行程序自身準(zhǔn)備與主機(jī)交換信息CPU和I/O并行工作啟動(dòng)I/O設(shè)備現(xiàn)行程序……中斷服務(wù)程序KK+1…沒(méi)有踏步等待現(xiàn)象中斷現(xiàn)行程序5.1程序中斷方式流程CPU向I/O發(fā)讀指令CPU讀I/O狀態(tài)檢查狀態(tài)完成否？CPU做其他事情I/O設(shè)備工作準(zhǔn)備就緒CPUI/O從CPU向主存寫(xiě)入一個(gè)字CPU主存從I/O接口中讀一個(gè)字到CPU
3、I/OCPU中斷請(qǐng)求I/OCPU出錯(cuò)是否未錯(cuò)5.13.DMA方式主存和I/O之間有一條直接數(shù)據(jù)通道不中斷現(xiàn)行程序周期挪用（周期竊取）CPU和I/O并行工作存取周期結(jié)束CPU執(zhí)行現(xiàn)行程序CPU執(zhí)行現(xiàn)行程序DMA請(qǐng)求啟動(dòng)I/OI/O準(zhǔn)備I/O準(zhǔn)備一個(gè)存取周期實(shí)現(xiàn)I/O與主存之間的傳送5.1三種方式的CPU工作效率比較存取周期結(jié)束CPU執(zhí)行現(xiàn)行程序CPU執(zhí)行現(xiàn)行程序DMA請(qǐng)求啟動(dòng)I/OI/O準(zhǔn)備I/O準(zhǔn)備一個(gè)存取周期實(shí)現(xiàn)I/O與主存之間的傳送CPU執(zhí)行現(xiàn)行程序CPU查詢等待并傳輸I/O數(shù)據(jù)CPU執(zhí)行現(xiàn)行程序啟動(dòng)I/OI/O準(zhǔn)備及傳送指令執(zhí)行周期結(jié)束CPU執(zhí)行現(xiàn)行程序CPU執(zhí)行現(xiàn)行程序啟動(dòng)I/
4、O中斷請(qǐng)求I/O準(zhǔn)備I/O準(zhǔn)備CPU處理中斷服務(wù)程序?qū)崿F(xiàn)I/O與主機(jī)之間的傳送間斷啟動(dòng)I/O啟動(dòng)I/OI/O準(zhǔn)備中斷請(qǐng)求啟動(dòng)I/OI/O準(zhǔn)備一個(gè)存取周期DMA請(qǐng)求程序查詢方式程序中斷方式DMA方式5.1I/O準(zhǔn)備及傳送間斷I/O準(zhǔn)備I/O準(zhǔn)備5.2I/O設(shè)備一、概述主機(jī)設(shè)備控制器機(jī)、電磁、光部分I/O接口外部設(shè)備外部設(shè)備大致分三類鍵盤、鼠標(biāo)、打印機(jī)、顯示器磁盤、光盤、磁帶1.人機(jī)交互設(shè)備2.計(jì)算機(jī)信息存儲(chǔ)設(shè)備3.機(jī)機(jī)通信設(shè)備調(diào)制解調(diào)器等二、輸入設(shè)備1.鍵盤2.鼠標(biāo)3.觸摸屏按鍵判斷哪個(gè)鍵按下將此鍵翻譯成ASCII碼（編碼鍵盤法）機(jī)械式金屬球電位器5.2光電式光電轉(zhuǎn)換器三、輸出設(shè)備1.顯
5、示器(1)字符顯示(2)圖形顯示(3)圖像顯示字符發(fā)生器主觀圖像客觀圖像2.打印機(jī)(1)擊打式(2)非擊打式點(diǎn)陣式（逐字、逐行）噴墨（逐字）激光（逐頁(yè)）5.2四、其他1.A/D、D/A2.終端3.漢字處理五、多媒體技術(shù)完成顯示控制與存儲(chǔ)、鍵盤管理及通信控制模擬/數(shù)字（數(shù)字/模擬）轉(zhuǎn)換器漢字輸入、漢字存儲(chǔ)、漢字輸出1.什么是多媒體2.多媒體計(jì)算機(jī)的關(guān)鍵技術(shù)5.2由鍵盤和顯示器組成5.3I/O接口一、概述為什么要設(shè)置接口？1.實(shí)現(xiàn)設(shè)備的選擇2.實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)緩沖達(dá)到速度匹配4.實(shí)現(xiàn)電平轉(zhuǎn)換5.傳送控制命令6.反映設(shè)備的狀態(tài)（“忙”、“就緒”、“中斷請(qǐng)求”）3.實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)串并格式轉(zhuǎn)換二、接口的功能和
6、組成(1)設(shè)備選擇線(2)數(shù)據(jù)線(3)命令線(4)狀態(tài)線I/O接口設(shè)備I/O接口設(shè)備數(shù)據(jù)線命令線狀態(tài)線I/O總線設(shè)備選擇線總線連接方式的I/O接口電路5.32.接口的功能和組成功能組成選址功能傳送命令的功能傳送數(shù)據(jù)的功能反映設(shè)備狀態(tài)的功能設(shè)備選擇電路命令寄存器、命令譯碼器數(shù)據(jù)緩沖寄存器設(shè)備狀態(tài)標(biāo)記完成觸發(fā)器D工作觸發(fā)器B中斷請(qǐng)求觸發(fā)器INTR屏蔽觸發(fā)器MASK5.33.I/O接口的基本組成命令寄存器和命令譯碼器設(shè)備選擇電路設(shè)備狀態(tài)標(biāo)記數(shù)據(jù)緩沖寄存器DBR控制邏輯電路I/O接口外部設(shè)備數(shù)據(jù)線命令狀態(tài)數(shù)據(jù)線命令線狀態(tài)線CPU地址線5.3三、接口類型并行接口串行接口可編程接口不可編程接口通用
7、接口專用接口1.按數(shù)據(jù)傳送方式分類2.按功能選擇的靈活性分類3.按通用性分類4.按數(shù)據(jù)傳送的控制方式分類中斷接口DMA接口5.3Intel8255Intel8251Intel8255、Intel8251Intel8212Intel8255、Intel8251Intel8279、Intel8275Intel8259Intel82575.4程序查詢方式一、程序查詢流程檢查狀態(tài)標(biāo)記1設(shè)備1準(zhǔn)備就緒？檢查狀態(tài)標(biāo)記N設(shè)備N準(zhǔn)備就緒？…處理設(shè)備1是否否處理
