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Agenda I/O设备概述 程序查询方式I/O设备处理 中断方式I/O设备处理 DMA方式I/O设备处理 I/O设备概述 Why we need I/O interface? - 实现设备的选择 - 实现数据缓存达到速度匹配 - 实现数据串-并格式转换 - 实现电平转换 - 传输控制命令 - 监视设备工作状态 I/O总线与接口部件 I/O设备概述 数据线 - I/O与主机之间数据代码的传送线，其根数一般等于存储字长的位数。 设备选择线 - 用来传送设备码，其根数取决于I/O指令中设备码的位数。如果把设备码看作是地址号，那么设备选择线又可称为地址线。 命令线 - 传输CPU向设备发出的各种命令信号，如启动、清除、屏蔽、读、写等，其根数与命令信号多少有关。 状态线 - 将I/O设备的状态向主机报告的信号线，其根数与状态数有关。 I/O接口基本组成 I/O设备分类 按数据传送方式分类 - 并行接口和串行接口 按功能选择的灵活性分类 - 可编程接口和不可编程接口 按通用性分类 - 通用接口和专用接口 按数据传送的控制方式分类 - 程序型接口和DMA型接口 Agenda I/O设备概述 程序查询方式I/O设备处理 中断方式I/O设备处理 DMA方式I/O设备处理 程序查询流程 测试指令：查询设备是否准备就绪 传送指令：当设备准备就绪时，执行传送指令 转移指令：若设备未准备就绪，执行转移指令，转移到测试指令，继续测试设备的状态 程序查询方式的流程图 Agenda I/O设备概述 程序查询方式I/O设备处理 中断方式I/O设备处理 DMA方式I/O设备处理 中断方式概念 计算机响应并处理异步事件的硬件和软件技术统称为中断技术。 程序查询方式，需要CPU不断轮询I/O设备，浪费了很多CPU资源。 中断方式，只在I/O请求CPU处理时，才进行中断处理，提高了CPU的利用率。 CPU与打印机并行工作时间示意图 中断请求触发器和中断屏蔽触发器 CPU总是在统一的时间，即执行每条指令的最后时刻，查询所有设备是否有中断请求 排队器 中断向量地址形成部件 中断服务程序流程 保护现场 - 保存程序断点，保存通用寄存器和状态寄存器的内容 中断服务 - 中断服务程序的主体部分 恢复现场 - 将原程序中断时的现场恢复到原来的寄存器中 中断返回 - 中断服务程序的最后一条指令，返回到原程序的断点处，以便继续执行原程序 单重中断和多重中断 计算机在处理中断的过程中有可能出现新的中断。 - 此时如果CPU暂停现行的中断服务程序，专去处理新的中断请求，这种现象称为中断嵌套或多重中断。 - 若CPU在执行中断服务程序时，对新的中断不予理睬，称为单重中断。 单重中断和多重中断服务程序流程 * *