? ? ? ?? ? ? ?

1、內(nèi)存與接口的編址方式

1.1 內(nèi)存和接口地址獨立編址方法

內(nèi)存地址和接口地址是兩個完全獨立和相互隔離的地址空間。訪問數(shù)據(jù)的指令也不同，接口只有讀寫指令，其余都是內(nèi)存指令。

特點：接口和內(nèi)存指令容易區(qū)分，但接口指令太少、功能太單一了。

1.2 內(nèi)存和接口地址統(tǒng)一編址方法

內(nèi)存地址和接口地址在一個公共的地址空間。其中一部分劃給接口使用，其余地址給內(nèi)存單元使用。分配的地址空間只能給自己使用，比如內(nèi)存單元分配的地址空間，只允許給內(nèi)存單元使用。

特點：內(nèi)存的指令可以全部用于接口。不區(qū)分內(nèi)存指令和接口指令；缺點：內(nèi)存地址不連續(xù)，原因是整個地址空間被分為兩部分。

2、程序的控制方式

在完成外設(shè)數(shù)據(jù)輸入輸出時，整個過程由CPU執(zhí)行程序進行控制的。分為兩種控制方式。

2.1 無條件傳送

外設(shè)提前準(zhǔn)備好，隨時可以無條件接收CPU發(fā)來的數(shù)據(jù)、無條件向CPU提供要輸入的數(shù)據(jù)。

2.2 程序查詢方式

通過CPU查詢程序判斷外設(shè)是否準(zhǔn)備好接收數(shù)據(jù)或向提供CPU要輸入的數(shù)據(jù)。如果滿足條件則執(zhí)行相應(yīng)的動作。

缺點:

1、降低了CPU的效率：因為CPU需要不停的對外設(shè)的狀態(tài)進行查詢。

2、對外部的突發(fā)事件無法做出實時響應(yīng)：CPU必須等待I/O系統(tǒng)完成傳輸任務(wù)，在此期間需要定時查詢I/O系統(tǒng)的狀態(tài)，確認數(shù)據(jù)傳輸是否完成。

3、中斷方式

3.1 工作流程

I/O系統(tǒng)和外設(shè)交換數(shù)據(jù)時，CPU無需等待和查詢I/O的狀態(tài)，可以處理其他任務(wù)。當(dāng)I/O設(shè)備準(zhǔn)備好后，發(fā)送中斷通知給CPU，CPU接收到中斷信號，保存當(dāng)前執(zhí)行的任務(wù)，轉(zhuǎn)入I/O中斷服務(wù)程序的執(zhí)行，完成和I/O系統(tǒng)的數(shù)據(jù)傳輸任務(wù)，然后再返回中斷之前的任務(wù)。因為省掉了CPU等待的問題，所以效率較高。

? ? ? ?? ? ? ?

3.2 中斷處理的方法

1、多中斷信號法

每一個中斷源都有屬于自己的一條中斷請求信號向CPU提出中斷請求。

2、中斷軟件查詢法

通過中斷服務(wù)程序去輪詢每個中斷源確認是哪個發(fā)起了中斷請求。然后根據(jù)優(yōu)先級進行響應(yīng)處理。

3、菊花鏈法

改進了軟件查詢方法。本質(zhì)是硬件查詢法。所以的I/O模塊共享一根共同的請求線，中斷信號以鏈?zhǔn)降姆绞皆诟鱾€模塊相連。

4、總線仲裁法

I/O發(fā)出中斷請求之前，由總線獲得控制權(quán)，然后由總線的仲裁機制決定誰可以發(fā)出中斷信號請求。

5、中斷向量法

中斷向量表用來保存各個中斷源服務(wù)的入口地址。

? ? ? ?? ? ? ?

3.3 中斷優(yōu)先級控制

在具有多個中斷源的計算機當(dāng)中，需要根據(jù)中斷源的緊迫程度不同，根據(jù)輕重緩急進行安排中斷的執(zhí)行順序。

1、當(dāng)多個中斷請求同時發(fā)出中斷請求，CPU根據(jù)優(yōu)先級決定先響應(yīng)哪一個。

2、當(dāng)CPU正在執(zhí)行某個中斷請求時，來了一個比它優(yōu)先級高的中斷請求。CPU應(yīng)暫停當(dāng)前中斷請求，去執(zhí)行優(yōu)先級高的請求。完成后再返回被暫停的中斷請求。也被稱為中斷嵌套。

4、DMA 直接存取方式

DMA指的是內(nèi)存與I/O設(shè)備之間直接塊傳送，不需要CPU干涉，只需要CPU傳輸之前(發(fā)送一條傳數(shù)據(jù)指令)、傳輸結(jié)束（CPU根據(jù)輪詢或中斷判斷過程是否結(jié)束和下次操作是否準(zhǔn)備就緒）。DMA硬件直接執(zhí)行傳輸任務(wù)。CPU可以處理別的任務(wù)。

? ? ? ?? ? ? ?

5、 通道方式和外圍處理機方式

5.1 通道方式

通道是一個具有特殊功能的處理器被稱為輸入輸入處理器（IOP），它承擔(dān)了CPU的一部分功能，實現(xiàn)了對?外圍設(shè)備的統(tǒng)一管理，完成外圍設(shè)備和主存直接的數(shù)據(jù)傳送。

通道方式大大提高了CPU的工作效率，但需要增加硬件成本。

5.2 外圍處理機

外圍處理機(PPU) 它根據(jù)主機的I/O指令完成對外圍設(shè)備的輸入和輸出。

?

IT技術(shù)分享社區(qū)

個人博客網(wǎng)站：https://programmerblog.xyz

文章推薦程序員效率：畫流程圖常用的工具程序員效率：整理常用的在線筆記軟件遠程辦公：常用的遠程協(xié)助軟件，你都知道嗎？51單片機程序下載、ISP及串口基礎(chǔ)知識硬件：斷路器、接觸器、繼電器基礎(chǔ)知識

總結(jié)

以上是生活随笔為你收集整理的计算机系统基础：输入输出技术知识笔记的全部內(nèi)容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

如果覺得生活随笔網(wǎng)站內(nèi)容還不錯，歡迎將生活随笔推薦給好友。