I/O 操作的特點

補充知識點——I/O操作的過程

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• CPU執(zhí)行I/O指令向I/O控制器發(fā)出啟動命令后，繼續(xù)執(zhí)行后續(xù)指令。
• I/O控制器接受命令后負責(zé)對I/O設(shè)備進行全程控制
• I/O 控制器向I/O設(shè)備發(fā)出操作命令并收到應(yīng)答后就向DMA控制器（芯片組內(nèi)部）發(fā)出數(shù)據(jù)傳輸?shù)恼埱?/li>
• 獲得DMA許可后，DMA啟動并控制I/O設(shè)備在內(nèi)存儲器和I/O設(shè)備之間直接傳輸數(shù)據(jù)。
• 所有數(shù)據(jù)傳輸完畢后， I/O控制器向CPU報告I/O操作完成。

I/O操作中若干控制部件的作用

CPU
??? 負責(zé)啟動I/O操作
I/O控制器
??? 負責(zé)在I/O操作期間對I/O設(shè)備進行全程控制
DMA控制器
??? DMA: 直接存儲器訪問
??? 負責(zé)實現(xiàn)I/O設(shè)備與主存儲器之間的直接數(shù)據(jù)傳輸?shù)目刂?br />中斷控制器
??? 負責(zé)向CPU報告I/O操作完成的情況，實現(xiàn)CPU處理與I/O操作之間的同步與通信
I/O操作是由許多部件協(xié)同完成的

二、總線

（一）定義

用于在CPU、內(nèi)存、外存和各種輸入輸出設(shè)備之間傳輸信息的一個共享的信息傳輸通路及其控制部件。

（二）特點

1? 共享?

2?? 高速

（三）類型

• CPU總線
• I/O總線

（四）I/O總線

I/O總線是各類I/O控制器與CPU、內(nèi)存之間傳輸數(shù)據(jù)的一組公用信號線，這些信號線在物理上與主板擴展槽中插入的擴展卡（I/O控制器）直接連接。

I/O總線的帶寬：

總線的數(shù)據(jù)傳輸速率(MB/s) = 數(shù)據(jù)線位數(shù)/8×總線工作頻率（MHz） ×每個總線周期的傳輸次數(shù)

任務(wù)：高速傳輸數(shù)據(jù)

帶寬：單位時間內(nèi)可傳輸?shù)淖畲髷?shù)據(jù)量

演變：

第一代：ISA、EISA

第二代：PCI、PCI-X

第三代：PCI-E

PCI-E:

• 由英特爾提出，原名為“3GIO” ，改名為“PCI-Express” （PCI-E 或 PCIe）。目標是全面取代現(xiàn)行的PCI和AGP，實現(xiàn)總線接口的統(tǒng)一
• 采用高速串行傳輸，以點對點的方式與主機進行通信

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PCI-E的優(yōu)點:

• 傳輸速率高，指腳數(shù)目減少： x1速率可達250MB/s， x16速率可達4GB/s（2.0版速率提高為2倍,3.0版為4倍）
• 適應(yīng)性好：包括x1、x4、x8 及x16，
• 支持高級電源管理和熱插拔

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三、I/O接口

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臺式PC機箱背板照片

常用的I/O接口及其性能參數(shù)

USB接口??????

• 通用串行總線式接口（Universal Serial Bus ），高速、可連接多個設(shè)備、串行傳輸
• 傳輸速率：

• 以主從方式進行工作，可通過USB接口由主機供電
• 支持”即插即用“和”熱插拔“，連接器規(guī)格有多種
• 借助USB集線器以樹狀方式連接多個設(shè)備進行I/O操作，最多5級127個。

USB接口的3種類型

?四、I/O總線,I/O控制器,I/O接口與I/O設(shè)備的關(guān)系

• I/O設(shè)備通常都是物理上相互獨立的設(shè)備，它們一般通過I/O接口與I/O控制器(或I/O總線)連接

• I/O控制器通過擴展卡或者南橋芯片與I/O總線連接

• I/O總線經(jīng)過北橋芯片與內(nèi)存、CPU連接

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總結(jié)

以上是生活随笔為你收集整理的PC机组成——I/O操作、I/O总线和I/O接口的全部內(nèi)容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

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