五、輸入輸出系統(tǒng)(已修改)
2025-08-16 13:34 本頁面
【正文】 第 ５ 章 輸入輸出系統(tǒng) DMA方式 程序中斷方式 程序查詢方式 I/O接口 外部設(shè)備 概述 概 述 一、輸入輸出系統(tǒng)的發(fā)展概況 1. 早期 分散連接 CPU 和 I/O設(shè)備 串行 工作 程序查詢方式 2. 接口模塊和 DMA 階段 總線連接 CPU 和 I/O設(shè)備 并行 工作 3. 具有通道結(jié)構(gòu)的階段 4. 具有 I/O 處理機(jī)的階段 中斷方式 DMA 方式 二、輸入輸出系統(tǒng)的組成 1. I/O 軟件 (1) I/O 指令 (2) 通道指令 CPU 指令的一部分 通道自身的指令 指出數(shù)組的首地址、傳送字?jǐn)?shù)、操作命令 如 IBM/370 通道指令為 64 位 2. I/O 硬件 設(shè)備 I/O 接口 設(shè)備 設(shè)備控制器 通道 操作碼 命令碼 設(shè)備碼 三、 I/O 設(shè)備與主機(jī)的聯(lián)系方式 1. I/O 設(shè)備編址方式 (1) 統(tǒng)一編址 (2) 不統(tǒng)一編址 用取數(shù)、存數(shù)指令 有專門的 I/O 指令 2. 設(shè)備尋址 用設(shè)備選擇電路識別是否被選中 3. 傳送方式 (1) 串行 (2) 并行 數(shù)據(jù)字 命令字 命令字 0 1 1 0 1 0 0 0 起始位 終止位 ms 2 ms 4. 聯(lián)絡(luò)方式 (1) 立即響應(yīng) (2) 異步工作采用應(yīng)答信號 “ Ready” “ Strobe” I/O 接 口 I/O 設(shè) 備 CPU (3) 同步工作采用同步時標(biāo) 起始位 終止位 并行 串行 5. I/O 設(shè)備與主機(jī)的連接方式 (1) 輻射式連接 (2) 總線連接 外設(shè) Ⅰ 外設(shè) Ⅱ 外設(shè) Ⅲ 主 機(jī) 不便于增刪設(shè)備 每臺設(shè)備都配有一套 控制線路和一組信號線 便于增刪設(shè)備 四、 I/O設(shè)備與主機(jī)信息傳送的控制方式 1. 程序查詢方式 CPU 和 I/O 串行工作 踏步等待 CPU讀 I/O狀態(tài) 檢查狀態(tài) 未準(zhǔn)備就緒 出錯 從 I/O接口中讀 一個字到 CPU 從 CPU向主存 寫入一個字 CPU向 I/O發(fā) 讀指令 CPU讀 I/O狀態(tài) 檢查狀態(tài) 完成否 未準(zhǔn)備就緒 現(xiàn)行程序 是 出錯 已準(zhǔn)備就緒 否 2. 程序中斷方式 I/O 工作 CPU 不查詢 CPU 暫停現(xiàn)行程序 自身準(zhǔn)備 與主機(jī)交換信息 CPU 和 I/O 并行工作 啟動 I/O設(shè)備 現(xiàn)行程序 … … 中斷服務(wù)程序 K K+1 … 沒有踏步等待現(xiàn)象 中斷現(xiàn)行程序 程序中斷方式流程 CPU 向 I/O 發(fā)讀指令 CPU 讀 I/O 狀態(tài) 檢查狀態(tài) 完成否？ CPU 做其他事情 I/O 設(shè)備工作 準(zhǔn)備就緒 CPU I/O 從 CPU 向主存寫入一個字 CPU 主存 從 I/O 接口中讀一個字到 CPU I/O CPU 中斷請求 I/O CPU 出錯 是 否 未錯 3. DMA 方式 主存和 I/O 之間有一條直接數(shù)據(jù)通道 不中斷現(xiàn)行程序 周期挪用（周期竊?。? CPU 和 I/O 并行工作 存取周期結(jié)束 CPU 執(zhí)行現(xiàn)行程序 CPU 執(zhí)行現(xiàn)行程序 DMA請求 啟動 I/O I/O準(zhǔn)備 I/O準(zhǔn)備 一個存取周期 實(shí)現(xiàn) I/O與主存之間的傳送 三種方式的 CPU 工作效率比較 存取周期結(jié)束 CPU 執(zhí)行現(xiàn)行程序 CPU 執(zhí)行現(xiàn)行程序 DMA請求 啟動 I/O I/O準(zhǔn)備 I/O準(zhǔn)備 一個存取周期 實(shí)現(xiàn) I/O與主存 之間的傳送 CPU 執(zhí)行 現(xiàn)行程序 CPU查詢等待并傳輸 I/O數(shù)據(jù) CPU 執(zhí)行 現(xiàn)行程序 啟動 I/O I/O 準(zhǔn)備及傳送 指令執(zhí)行周期結(jié)束 CPU 執(zhí)行現(xiàn)行程序 CPU 執(zhí)行現(xiàn)行程序 啟動 I/O 中斷請求 I/O準(zhǔn)備 I/O準(zhǔn)備 CPU 處理中斷服務(wù)程序 實(shí)現(xiàn) I/O 與主機(jī)之間的傳送 間 斷 啟動準(zhǔn)備中斷請求啟動一個存取周期程序 查詢 方式 程序 中斷 方式 DMA 方式 間斷 I/O設(shè)備 一、概述 主機(jī)
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