09输入输出系统组织教学.ppt

第九章 输入输出系统组织 本章学习的主要内容 1、I/O系统概述 2、I/O接口的功能与分类 3、程序中断方式 4、DMA方式 5、I/O通道方式 §9.1 输入输出系统概述 一、I/O系统的组成与功能 1、I/O系统的基本组成 2、I/O系统的主要功能 （1）控制主机与外设之间的信息传送。 （2）对外设进行控制操作，包括设备的寻址与选择、数据通路的建立、完成指定操作、提供状态信息等。 1、显示器的分类 按显示的器件分： CRT显示器 液晶显示器 等离子显示器 按用途分： 字符显示器 图形显示器 (1)屏幕大小：以对角线长度表示。单位：英寸。 (2)点距 屏幕上的每一个荧光点称为一个像素，两个像素点之间距离称为点距。常见的CRT点距主要有0.39mm，0.3lmm，0.28mm、0.25mm、0.20mm。 (3)分辨率（清晰度） 分辨率指一个屏幕所显示的像素个数，分辨率越高显示越清晰。常见的有640*480、800*600、1024*768、1280*1024、1600×1280甚至更高。 (4)灰度级 表示显示器显示的颜色种类，它取决于表示一个像素点的二进制位数。例如一个像素点 8位，可显示256种颜色；一个像素点 24位，可显颜色，称为真颜色。 此外还有水平扫描频率、垂直扫描频率、带宽等指标。 3、打印机的分类 （1）按工作方式分： 串行打印机：逐字进行打印 并行打印机：逐行进行打印 （2）按印字原理分： 击打式打印机：利用机械动作打印 鼓式打印机 链式打印机 针式打印机 非击打式打印机：利用物理、化学方法印字 激光打印机 喷墨打印机 1、外设的工作特点： (1)外设的工作速度差异大，且远比主机的工作速度慢。 (2)外设与主机的信息格式不同。 (3)外设处于与主机异步的工作状态。 因此外设不能直接与主机相连，而必须通过起着桥梁纽带作用的接口连接。 I/O接口的基本组成 2、接口的主要功能： 实现数据缓冲，解决高速的主机与慢速外设之间的速度匹配问题。 对外设进行寻址，以选择指定的设备。 实现数据格式的转换。 实现主机与外设之间的通信联络控制。交换控制/状态信息。 3、接口的分类 (1) 按信息传送方式分 串行接口：设备与接口之间的信息传送是逐位串行进行的，如Intel 8251。 并行接口：设备与接口之间的信息传送是以一个字或字节的所有位同时并行进行的，如Intel 8255。 (2) 按功能选择的灵活性分 可编程接口：接口的功能和操作方式可通过编程改变或选择，如Intel 8255、8251等。 不可编程接口：不能通过编程改变其功能，但可通过硬连线逻辑来实现不同功能，如Intel 8212。 (3) 按接口的通用性分 通用接口：可供多种外设使用，如Intel 8255、8212。 专用接口：为某类外设或某种用途专门设计的，如Intel 8279是可编程键盘/显示器接口；Intel 8275是可编程CRT控制器接口等。 (4) 按信息传送的控制方式分 程序中断接口，如Intel 8259。 DMA接口，如Intel 8237。 1、存储器映射（与主存统一编址）方式 把I/O端口寄存器与主存单元一样看待,与主存统一进行编址。 特点:可用访主存指令访问设备,不需专门的I/O指令。 2、独立编址方式 把主存地址与I/O端口地址分开，对外设进行独立编址。 特点:需有专门的I/O指令。 六、主机与外设信息传送的控制方式 §9.2 直接程序控制方式 直接程序控制方式：指CPU通过执行I/O程序，控制与外设的信息传送。 直接程序控制方式一般都采用程序查询方式。 优点：数据传输正确率高 缺点：CPU效率低，且无法发现和处理异常情况。 §9.3 程序中断方式 一、中断的基本概念 1、中断问题的提出 针对直接程序控制方式的缺点，提出了中断的概念，使CPU绝大多数时间都能与设备并行工作。 2、中断的定义 处理机中止现行程序的执行，而转去执行处理更为紧迫事件的服务程序，待处