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第10章输入输出系统
第10章输入输出系统
®重点：
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®接口的概念；
®接口的概念；
®程序直接控制方式的根本接口及程序流程；
®程序直接控制方式的根本接口及程序流程；
®程序中断方式的有关概念、中断优先权排队电路、屏蔽码
®程序中断方式的有关概念、中断优先权排队电路、屏蔽码
改变中断优先级、中断方式的接口；
改变中断优先级、中断方式的接口；
®DMA传送方式、DMA的周期挪用方式操作过程；
®DMA传送方式、DMA的周期挪用方式操作过程；
®几种I／0方式的比较。
®几种／方式的比较。
I0
®学时：4
®学时：4
计算机学院
10.1输入输出系统概述
10.1输入输出系统概述
q1.输入输出的特性
q(1)异步性
q外设的工作速度与CPU相差很大。为了能使主机和外设
充分提高工作效率，那么要求输入输出操作异步于CPU。
q(2)实时性
q输入输出的操作必须按各设备实际工作速度，控制信息流
量和信息交换的时刻，这就是输入输出的实时性。
q(3)设备无关性
q输入输出与具体设备无关，具有独立性。
计算机学院
q2.接口
q接口是一种为主机和外设传送信息而设置的硬件线路。
q3.接口的功能
q①实现主机和外围设备之间的数据传输控制
q②实现数据缓冲,以到达主机同外围设备之间的速度匹配。
q③接受主机的命令，提供设备接口的状态，并按照主机的命令控
制设备。
计算机学院
q4.I／0接口的主要组成
q①数据缓冲存放器
q②设备地址识别线路
q③设备状态字存放器
q④主机命令字存放器
q⑤数据格式转换线路
q⑥数据地址存放器。
q⑦控制逻辑。
计算机学院
q5.接口的编址方
q(1)统一编址方式是把I/0端口当做存储器的单元进行分配
地址。
q优点：不需要专门的输入输出指令，并使CPU访问I0的操作
更灵活、更方便，此外还可使端口有较大的编址空间。
q缺点：端口占用了存储器地址，使内存容量变小。再者，
利用存储器编址的I/0设备进行数据输入输出操作执行速度
较慢。
计算机学院
q(2)单独编址方式是指I/0端口地址与存储器地址无关，是单
独编址，CPU需要设置专门的输入输出指令访问端口。
q优点：输入输出指令与存储器指令有明显区别，程序编制
清晰、利于理解。
q缺点：输入输出指令少，一般只能对端口进行传送操作，
尤其需要CPU提供存储器读/写、I/0设备读/写两组控制信号，
增加了控制的复杂性。
计算机学院
q6.信息交换的控制方式
q
(1)
程序直接控制方式
q
(2)
程序中断控制方式
q
(3)
直接存储器存取控制方式(DMA)
q
(4)
通道方式
q
(5)
外围处理机方式
q
程序查询方式和程序中断方式适用于数据传输率比较低的外围
设备，而DMA方式、通道方式和PPU方式适用于数据传输率比较
高的设备。目前，小型机和微型机中大都采用程序查询方式、程
序中断方式和DMA方式。通道方式和PPU方式大都用在中、大型
计算机中。
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