一、I/O操作

• 輸入的任務：

將輸入設備輸入的信息送到內存儲器的指定區域

• ? 輸出的任務：

將內存儲器指定區域的內容送出到輸出設備

• ? I/O操作也包括將外存儲器的內容傳輸到內存，或將內存中的內容傳輸到外存儲器

I/O 操作的特點

I/O操作與CPU的運算可并行進行

多個I/O設備可同時進行工作

配置的I/O設備數量和品種可經常增減或變換

每類I/O設備都有各自的控制器，它們按照CPU的I/O操作命令，獨立地控制I/O操作的全過程

補充知識點——I/O操作的過程

?

• CPU執行I/O指令向I/O控制器發出啟動命令后，繼續執行后續指令。
• I/O控制器接受命令后負責對I/O設備進行全程控制
• I/O 控制器向I/O設備發出操作命令并收到應答后就向DMA控制器（芯片組內部）發出數據傳輸的請求
• 獲得DMA許可后，DMA啟動并控制I/O設備在內存儲器和I/O設備之間直接傳輸數據。
• 所有數據傳輸完畢后， 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
??? 負責啟動I/O操作
I/O控制器
??? 負責在I/O操作期間對I/O設備進行全程控制
DMA控制器
??? DMA: 直接存儲器訪問
??? 負責實現I/O設備與主存儲器之間的直接數據傳輸的控制
中斷控制器
??? 負責向CPU報告I/O操作完成的情況，實現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同完成的

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二、總線

（一）定義

用于在CPU、內存、外存和各種輸入輸出設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、內存之間傳輸數據的一組公用信號線，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：

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

任務：高速傳輸數據

帶寬：單位時間內可傳輸的最大數據量

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）。目標是全面取代現行的PCI和AGP，實現總線接口的統一
• 采用高速串行傳輸，以點對點的方式與主機進行通信

?

PCI-E的優點:

• 傳輸速率高，指腳數目減少： 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

USB接口??????

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

USB的1.1版：1.5 Mb/s和12 Mb/s

USB2.0版：高達480Mb/s（60MB/s）

• 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“，連接器規格有多種
• 借助USB集線器以樹狀方式連接多個設備進行I/O操作，最多5級127個。

USB接口的3種類型

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?四、I/O總線,I/O控制器,I/O接口與I/O設備的關系

• I/O設備通常都是物理上相互獨立的設備，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總線經過北橋芯片與內存、CPU連接

?

總結

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接口的全部內容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

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