2014第3节通道处理机.pdf

第3章 通道处理机 • 输入输出系统原理 • 总线设计 • 通道处理机 • 外围处理机 1 本章学习要求 • 掌握I/O系统的原理、三个发展阶段 • 重点掌握通道的工作原理和流量计算 • 了解I/O处理机的有关概念 2 3.1 输入输出系统原理 • 输入输出系统概述 • 输入输出系统的特点 • 输入输出系统的基本方式 3 一、输入输出系统概述 •定义：I/O设备、设备控制器及输入输出操作有关的 软硬件 4 I/O系统的功能：I/O操作、管理和控制 •寻址：给指定外设的信息编址 •连接：连接好主存与指定外设之间的信息 通路 •传送：完成在指定外设编址区和由OS指定 的主存空间之间进行所要求的信息传送 •变换：对要传送的信息进行格式变换 •状态：形成和产生状态控制信息，经中断 系统传送给OS去分析和处理 5 • I/O系统结构 –编译程序+OS+硬件共同完成 –应用程序员看到的I/O功能是高级语言和OS界面上的功 能，面向OS的I/O系统与OS之间的软硬件功能分配 –输入输出系统结构设计的好坏直接影响到计算机系统的 性能 • 为什么关心I/O系统设计？ 6 7 8 9 二、输入输出系统的主要特点 • 异步性:I/O处理机和CPU之间以各自的速度执行,相 互之间仅在必要时进行同步,而在两个同步点的时 间段内,各自可以并行运行。 • 实时性：在I/O设备提出中断、DMA等请求时，CPU 要及时响应，完成必要的I/O操作或控制。例如： Keyboard、Printer、Mouse、定时器等 • 与设备无关性：通过制定统一的接口标准(物理接 口、软件接口)，使得应用程序依据这一接口可以 访问或支持各种I/O设备 10 11 • 即插即用（PNP）概念： – 各种I/O设备都可能通过统一的接口与计算机系 统连接，中断、I/O端口地址、DMA通道号等由 系统自动识别并赋值，无需应用人员进行配置 – Ex., 对于由Windows操作系统已经认定的标准设 备，其驱动程序无需由操作人员安装，而直接由 Windows操作系统自动安装。 – 对于新安装的设备，即使Windows无法识别，也 会主动提示系统。