生活随笔
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第7章 输入/输出系统
小編覺得挺不錯的,現在分享給大家,幫大家做個參考.
總覽
I/O系統基本概念 外部設備 輸入設備：鍵盤、鼠標 輸出設備：顯示器、打印機 外存儲器：硬盤存儲器、磁盤陣列、光盤存儲器 I/O接口 I/O接口的功能和基本結構 I/O端口及其編址 I/O方式 程序查詢方式 程序中斷方式 中斷的基本概念，中斷響應過程、中斷處理過程、多重中斷和中斷屏蔽的概念。
DMA方式 DMA控制器的組成，DMA傳送過程。
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I/O系統基本概念 I/O系統的歷史演變過程 早期階段（程序查詢方式） 接口模塊和DMA階段（中斷方式和DMA方式） 具有通道結構的階段 具有I/O處理器的階段 I/O系統的基本概念 I/O軟件 I/O指令：操作碼/指令碼/設備碼 通道指令 I/O硬件 外部設備 I/O設備分類 輸入設備：能將人們熟悉的信息形式變換成計算機能接受并識別的信息形式。 輸出設備：能將計算機運算結果的二進制信息轉換成人類或者其他設備可以接受和識別的信息形式。 輸入/輸出兼用設備：既可以作為輸入設備，也可以作為輸出設備，例如硬盤，既可以存數據，也可以取數據。 輸入設備：鍵盤、鼠標 輸出設備：顯示器、打印機 I/O接口 I/O接口基礎知識 通過接口可以實現數據緩沖。 一臺機器通常配有多臺I/O設備，他們各自有其設備編號，通過接口可以實現I/O設備的選擇。 某些設備是一位位地串行傳送數據，而CPU一般為并行傳送，通過接口可實現數據串—并格式的轉換。 I/O接口和I/O端口是兩個不同的概念，但相互之間有關聯。I/O接口是主機和外設之間傳送信息的"橋梁"，介于主機和外設之間。主機控制外設的命令信息、傳送給外設的數據或從外設取來數據、外設送給主機的狀態信息等有要先存放在I/O接口中。所以，接口中有一些寄存器，用于存放這些命令、數據和狀態信息。把I/O接口中的這些寄存器稱為I/O端口。 I/O接口的功能和基本結構 每一臺I/O設備都是通過I/O接口連接到系統總線上的，并且此總線包括數據線、設備選擇線、命令線和狀態線
數據線（雙向）：用作I/O設備與主機之間傳送數據。
設備選擇先（單向）：用來傳送設備碼。
命令線（單向）：用來傳送CPU向設備發憷的各種命令信號，如啟動、停止、讀、寫等信號。
狀態線（單向）：將I/O設備的狀態想住址報告的信號線。
I/O接口的功能 設備選擇功能 由于I/O總線與所有設備的接口電路相連，但CPU究竟選擇哪臺設備，還得通過設備選擇線上的設備碼來確定，該設備碼將送至所有設備的接口，因此當設備選擇線上的設備碼與本設備碼相符合時，應發憷設備選擇信號SEL，這種功能可通過接口內的設備選擇電路來實現。
傳送命令功能 當CPU向I/O設備發出命令時，要求I/O設備能做出相應，如果I/O接口不具備傳送命令信息的功能，那么設備將無法相應，故通常在I/O接口中舍友存放命令的命令寄存器和命令譯碼器。
傳送數據功能 反應I/O設備的工作狀態 I/O設備的基本結構 I/O接口的類型 I/O端口及其編址 I/O端口 I/O端口的編址 統一編址 不統一編址 I/O方式 程序查詢方式 程序中斷方式 中斷的基本概念，中斷響應過程、中斷處理過程、多重中斷和中斷屏蔽的概念。
DMA方式 DMA的特點 DMA方式是一種完全由硬件進行成組信息傳送的控制方式，具有程序終端方式的優點，即在數據準備階段，CPU與外設并行。它還降低了CPU在傳送數據時的開銷，這是因為信息傳送不經過CPU，也就不需要保護、恢復現場等繁瑣操作。這種方式適用于磁盤、磁帶等高速設備大批量數據的傳送。它的硬件開銷比較大，DMA方式中，中斷的作用僅限于故障和正常傳送結束時的處理。
DMA的傳送方法 停止CPU訪問主存 周期挪用 DMA與CPU交替訪問 DMA接口的功能和組成 AR：存放數據塊在主存的首地址，有計數功能。
DAR：為設備地址寄存器，用于存放設備號。
WC：為字計數器，存放交換數據的字數。
BR：為數據緩沖寄存器，存放主存和設備之間交換的數據字。
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DMA的傳送過程分為預處理、數據傳送和后處理3個階段：
預處理 指明是輸入數據還是輸出數據 向DMA設備地址寄存器（DAR）送入設備號，并啟動設備。 向DMA主存地址寄存器（AR）送入交換數據的主存首地址。 對字計數器（WC）賦予交換數據的個數。 數據傳送 DMA以數據塊為單位傳送數據。
當設備準備好一個字時，將該字讀到DMA的數據緩沖寄存器中（BR），表示數據緩沖寄存器"滿"。 與此同時設備向DMA接口發送請求（DREQ）。 CPU發出HLDA信號，表示允許將總線控制權交給DMA接口。 將DMA主存地址寄存器中的主存地址送地址總線，并命令存儲器寫。 DMA控制邏輯告訴I/O，CPU已經安排了一個DMA周期，記住為下一個字的傳送作準備。 將DMA數據緩沖寄存器的內容送數據總線。 主存將數據總線上的信息寫至地址總線指定的存儲單元中。 修改主存地址和字計數值。 后處理 當DMA的中斷請求得到相應后，CPU停止源程序的執行，專區執行中斷服務程序，做一些DMA的結束工作。
轉載于:https://www.cnblogs.com/stormax/p/9566841.html
總結
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