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第七章 输入输出系统及外围设备 一、输入输出系统的基本功能 管理主机与外设以及外设与外设之间的信息交换， 由硬件和软件共同完成此项任务。 二、输入输出系统的组成 1、软件 计算机总线 2、硬件 输入/输出接口 输入/输出接口分类： 1、按数据传送方式分：串行、并行 2、按CPU访问外设的控制方式： 程序查询、中断、DMA、通道控制、I/O处理机 3、按是否需要统一的控制时钟：同步、异步 4、按通用性：通用、专用 1、输入输出设备的编址 （1）独立编址 （2）统一编址 2、 输入输出指令 （1）通常的输入输出指令 （2）通道指令 通道用于执行I/O操作的指令 第七章 输入输出系统及外围设备 * 第七章 输入输出系统及外围设备 第一节 输入输出系统概述 三、输入/输出接口概述 主机 设备译码及选择 数据缓冲寄存器 命令寄存器 状态寄存器 地址信息 数据信息 命令信息 状态信息 外设 数据端口 命令端口 状态端口 命令信息 状态信息 数据信息 接口 三、输入/输出接口概述 第二节 主机与外设间的连接方式 主机 I/O I/O I/O 1、星型连接方式 各设备与主机的连接接口逻辑设计在主机内。 主机 I/O I/O 2、总线型连接方式 主机通过一组公共的系统总线与外设接口连接。 接口：标准接口逻辑：挂在总线上； 非标准接口逻辑：与各种不同设备相连。 3、通道方式 由通道来管理I/O操作。 主机 通道 通道 I/O I/O I/O I/O 4、输入输出处理机（IOP）方式 采用IOP管理I/O操作。 第三节 输入输出设备的编址与输入输出指令 操作码 命令码 设备码 第四节 主机与外设间信息传输的控制方式 一、程序直接控制方式 1、立即程序传送方式 基本思想 I/O接口：总是准备好接收或发送的数据 CPU：无须查询接口状态 优缺点：简单，实时，局限性 应用：开关/LED显示器等控制 2、程序查询方式 基本思想 I/O接口：设置反映外设工作的状态字 CPU：利用程序循环查询 优缺点：代价低，CPU利用率低 应用：调试维护过程或其他简单调用外设。 一、程序直接控制方式 预置传送参数 启动外设 查询外设状态 外设准备就绪？ 一次数据传送 修改传送参数 传送结束？ 结束 开始 是 否 是 否 二、程序中断方式 基本思想 I/O接口：中断请求 CPU：中断响应，执行中断处理程序，中断恢复 优缺点：提高CPU利用率， 复杂（和程序查询方式比） 传输效率受限（和DMA方式比） 开中断 启动外设 CPU继续执行指令 指令结束？ CPU中断响应 中断服务程序 是 否 外设工作 外设准备就绪 发出中断请求 中断请求？ 否 是 取下一条指令 关中断，保护现场 恢复现场，开中断 中断返回 CPU中断判优 丰富的应用： 中慢速外设，使CPU与I/O设备并行工作 处理突发故障 实时处理 系统调度：多道程序/页面调度 人机对话 其它高级处理方式：多机通讯/DMA等 二、程序中断方式 相关的概念 （1）中断源 引起中断的原因，可以是外设、故障、人为等。 外部中断（源）：来自CPU外部（外设等） 内部中断（源）：来自CPU内部 二、 程序中断方式 （2）中断屏蔽问题 中断屏蔽：忽略中断请求，保证CPU在执行  重要程序段时不被中断。 根据中断允许标志位IF，外中断分为两类 可屏蔽中断：受IF控制 不可屏蔽中断：不受IF控制 二、 程序中断方式 （3）中断服务程序入口地址形成方式 向量中断法 中断向量：中断处理程序的入口地址 中断向量表：集中存放的中断向量，一般放在特 定的位置。可以通过中断码得到对 应中断处理程序的入口地址。 二、 程序中断方式 8086/8088中断向量与中断向量表 偏移量 IP=（4N，4N+1） 段基值CS=（4N+2，4N+3） 8086中断向量表结构 CS I P CS I P CS I P 000H 004H 3FCH 类型0 类型1 类型255 8086中断类型码分配表 用户自