7、输入输出系统..ppt

* D * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * 作业 (1) 习题 若机器有5级中断，中断响应优先级为1-2-3-4-5，而中断处理优先级为1-4-5-2-3。要求： ① 设计各级中断处理程序的中断屏蔽位(令1为屏蔽，0为开放)； ② 若在运行主程序时，同时出现第4、2级中断请求，而在处理第2级中断过程中，又同时出现1、5、3级中断请求，试画出此程序运行过程示意图。 * 解答 * 解答 参考答案： ② 本章小结 了解IO系统的基本概念，了解一些常用外设以及工作原理 要理解IO接口的功能，组成以及IO端口的编址方式 要深刻了解程序查询方式，中断以及DMA的具体思想，过程概念以及工作原理，要明白每一种IO方式的工作流程，特别是中断的处理及响应的具体过程。 了解通道方式和处理机方式的特点，要能对其与其他三种IO方式进行比较 * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * 7.4 程序查询方式 一、程序查询流程 检查状态标记1 设备1 准备就绪？ 检查状态标记N 设备N 准备就绪？ … 处理设备1 是 否 否 处理设备N 是 1. 查询流程 检查状态标记 交换数据 准备就绪? 是 否 单个设备 多个设备 测 试 指 令 转 移 指 令 传 送 指 令 * 2. 程序流程 设置主存缓冲区首址 设置计数值 启动外设 传送一个数据 修改主存地址 修改计数值 结束I/O传送 准备好？ 传送完？ 未完 是 完 否 保存 寄存器内容 * 习题 在程序查询方式中的输入输出系统中，假设不考虑处理时间，每一次查询操作需要100个时钟周期，CPU的时钟频率为50MHz。现有鼠标和硬盘两个设备，而且CPU必须每秒对鼠标进行30次查询，硬盘以32位字长为单位传输数据，即每32位被CPU查询一次，传输速率为2MBps。求CPU对这两个设备查询所花费的时间比率？ （1）100*30/(50*10^6) = 0.006% （2）2MB/4B = 512K次 100*512*1024=52.4*10^6 105% * 7.5 程序中断方式 一、中断的概念 … K K+1 Q Q+1 … … 中断服务程序 1 中断服务程序 2 入口1 入口2 * 二、I/O 中断的产生 以打印机为例 发中断请求 空闲 接收 数据 接收 数据 准备 发中断请求 打印 打印 打印机 执行主程序 继续执行主程序 继续执行主程序 响应中断 中断返回 响应中断 中断返回 启动 打印机 传送 数据 传送 数据 CPU CPU 与打印机并行工作 * 三、程序中断方式的接口电路 1. 配置中断请求触发器和中断屏蔽触发器 D Q 1 INTR 中断请求触发器 INTR = 1 有请求 MASK 中断屏蔽触发器 MASK = 1 被屏蔽 来自 CPU 的 中断查询信号 受设备本身控制 INTR D MASK Q D 完成触发器 中断请求 * 2. 中断向量地址形成部件 入口地址 … 向量地址 … 排队器输出 由软件产生 硬件向量法 显示器服务程序 打印机服务程序 JMP 400 JMP 300 JMP 200 … … … … 主存 12H 13H 14H 200 300 向量地址 入口地址 入口地址 中断向量地址 形成部件 设备 编码器 1 0 0 0 … 0 0 0 1 0 0 1 0 0 1 0 0 … 0 0 0 1 0 0 1 1 由 硬件 产生 向量地址 再由 向量地址 找到 入口地址 * * 作业 中断向量地址是（） A 子程序入口地址 B 子程序入口地址的地址 C 中断服务程序入口地址（这个是什么呢） D 中断服务程序入口地址的地址 四、I/O 中断处理过程 1. CPU 响应中断的条件和时间 (1) 条件 (2) 时间 允许中断触发器 EINT = 1 用 开中断 指令将 EINT 置 “1” 用 关中断 指令将 EINT 置“ 0” 或硬件 自动复位 当 D = 1（随机）且 MASK = 0 时 在每条指令执行阶段的结束前 CPU 发 中断查询信号（将 INTR 置“1”） * 五、中断服务程序流程 1. 中断服务程序的流程 (1) 保护现场 (2) 中断服务 (3) 恢复现场 (4) 中断返回 对不同的 I/O 设备具有不同内容的设备服务 中断返回指令 2. 单重中断和多重中断 不允许中断 现行的 中断服务程序 单重 中断 多重 中断 允许级别更高 的中断源 中断