第8章输入输出系统讲述资料.ppt

(4) 中断服务：由中断服务程序完成，包括如下处理： 保护现场 执行中断服务程序 恢复现场 (5) 中断返回：返回主程序断点,由中断返回指令IRET完成。 2.中断服务程序：是中断处理的核心,不同的中断要求配置不同的中断服务程序.其流程如下: 保护现场 交换屏蔽字 开中断 中断服务 关中断 恢复现场 恢复屏蔽字 开中断 中断返回 前处理部分 主体部分 后处理部分 3.嵌套中断 定义：优先级别高的中断打断优先级别低的中断,称为嵌套中断 方法：在中断服务程序中设置“开放中断”，以便CPU能够接受其它中断请求。用堆栈保护断点。 主程序 中断请求 PC=A SP A SP 主程序 中断请求 PC=A 中断请求 PC=B 主程序 中断请求 PC=A 中断请求 PC=B 中断请求 PC=C A B SP A B C SP 主程序 中断请求 PC=A 中断请求 PC=B 中断请求 PC=C IRET 主程序 中断请求 PC=A 中断请求 PC=B 中断请求 PC=C IRET IRET A B SP 主程序 中断请求 PC=A 中断请求 PC=B 中断请求 PC=C IRET IRET IRET A SP 主程序 中断请求 PC=A 中断请求 PC=B 中断请求 PC=C IRET IRET IRET SP 例:某计算机系统共有5级中断,其中断响应优先级从高到低为1 2 3 4 5,先按如下规定修改:各级中断处理时均屏蔽本级中断,且处理1级中断时屏蔽2、3、4、5级中断；处理2级中断时屏蔽3、4、5级中断；处理4级中断时不屏蔽其它中断；处理3级中断时屏蔽4级和5级中断；处理5级中断时屏蔽4级中断。试问中断处理优先级(从高到低)顺序如何排列?并给出各级中断处理程序的中断屏蔽字? 解:实际中断处理优先级(从高到低)顺序为1 2 3 5 4 1级中断屏蔽字为: 11111; 2级中断屏蔽字为: 01111; 3级中断屏蔽字为: 00111; 4级中断屏蔽字为: 00001; 5级中断屏蔽字为: 00011 8.3.3直接存储器访问方式 8.3.4通道方式和IOP方式 1．通道的基本功能 (1)接受CPU的I/O指令，按要求启动外设。 (2)执行通道指令。 (3)组织外设与主存间的数据传送。 (4)向CPU报告外设的状态信息和中断信息。 2．通道的类型 (1)字节多路通道 字节多路通道主要用于连接大量的低速设备，这些设备的数据传输速率很低，而通道从设备接收或发送一个字节只需要几百纳秒，因此通道在传送两个字节之间有很多空闲时间，字节多路通道正是利用这个空闲时间为其他设备服务的。 (2)选择通道 选择通道又称高速通道，在物理上它可以连接多个设备，但是这些设备不能同时工作，在某一段时间内通道只能选择一个设备进行工作，当这个设备的通道程序全部执行完毕后，才能执行其他设备的通道程序。 选择通道主要用于连接高速外围设备，如磁盘、磁带等，信息以成组方式高速传输。由于数据传输速率很高，通道在传送两个字节之间已很少空闲，所以在数据传送期间只为一台设备服务。 (3)数组多路通道 数组多路通道是对选择通道的一种改进，它的基本思想是当某设备进行数据传送时，通道只为该设备服务；当设备在执行寻址等辅助性动作时，通道暂时断开与这个设备的连接，挂起该设备的通道程序，去为其他设备服务，即执行其他设备的通道程序。 由于数组多路通道既保留了选择通道高速传送数据的优点，又充分利用了辅助性操作的时间间隔为其他设备服务，使通道效率充分得到发挥，因此数组多路通道在实际系统中得到较多的应用。 3．通道的工作过程 通道的工作过程如图所示。 可以分为3个步骤： ①用户程序中调用访管指令进入管理程序，由CPU通过管理程序组织一个通道程序，并启动通道。 ②通道处理机执行CPU为其组织的通道程序，完成指定的数据输入输出工作。当通道启动后，CPU可以退出操作系统的管理程序，返回用户程序中继续执行。 ③通道程序结束后向CPU发中断请求。CPU响应此中断请求后，第二次进入操作系统，调用管理程序对输入输出中断进行处理。 4．通道方式与DMA方式的比较 DMA和通道控制方式最基本的相同点是把外设与主机交换数据过程控制权从CPU中接管，使外设能与主机并行工作。它们之间主要的不同在于如下几个方面。 (1)DMA与通道的工作原理不同：DMA完全采用硬件控制数据交换的过程，速度较快：而通道则采用软硬件结合的方法，通过执行通道程序控制数据交换的过程。 (2)DMA与通道的功能不同：通道是在DMA的基础上发展来的，因此，通道功能要比DMA的功能更强。在DMA中，CPU必须进行设备的选择、切换、启动、终止