第十章輸入輸出系統(tǒng)-預(yù)覽頁
【正文】 號(hào)，繼而完成 I/O過程。 ?某些操作仍然必須由 cpu來完成 碼制轉(zhuǎn)換、數(shù)據(jù)檢錯(cuò)糾錯(cuò) 5. 外圍處理機(jī)方式 ?基本獨(dú)立于主機(jī)工作 ,結(jié)構(gòu)接近一般處理機(jī) 甚至是一般小型通用計(jì)算機(jī)或微機(jī)。 ? 程序中斷與調(diào)用子程序的區(qū)別 圖 CPU與打印機(jī)并行工作時(shí)間圖 ? 主機(jī)與設(shè)備并行工作原理 2. 中斷的作用 (1) CPU與多個(gè) I/O設(shè)備并行工作 (2) 處理計(jì)算機(jī)運(yùn)行中機(jī)器故障 (3) 提供人機(jī)聯(lián)系 (4) 實(shí)現(xiàn)多道程序和分時(shí)操作 (5) 實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)處理 (6) 實(shí)現(xiàn)應(yīng)用程序和操作系統(tǒng)的聯(lián)系 (7) 網(wǎng)絡(luò)級(jí)多處理機(jī)系統(tǒng)各處理機(jī)間的聯(lián)系 3. 有關(guān)中斷的產(chǎn)生和響應(yīng)的概念 (1) 中斷源 引起中斷的事件，即發(fā)出中斷請(qǐng)求的來源，稱為中斷源。 (2) 允許中斷和禁止中斷 ?禁止中斷 ? 產(chǎn)生中斷源后，由于某種條件的存在， CPU不能中止現(xiàn)行 程序的執(zhí)行，稱為禁止中斷。 ?優(yōu)先權(quán) 指有多個(gè)中斷同時(shí)發(fā)生時(shí)，要把全部中斷源按中斷性質(zhì)和 處理的輕重緩急進(jìn)行排隊(duì)，安排各個(gè)中斷響應(yīng)的優(yōu)先次序。置 “ 0”，允許響應(yīng)。 (4) 開中斷。 ?“ 中斷隱指令 ” 進(jìn)入中斷時(shí)執(zhí)行的關(guān)中斷、保存斷點(diǎn)等操作一般是由硬件 實(shí)現(xiàn)的，它類似于一條指令，但不能被編寫在程序中。這種重疊處理中斷的現(xiàn)象又稱為 中斷嵌套 。 ?專用 DMA方式 ?通用 DMA方式 ?兩種 DMA方式 ⑴ 外設(shè)與 CPU共享主存和總線； ⑵ DMA控制器直接管理數(shù)據(jù)塊傳送 主存地址的確定 、 傳送數(shù)據(jù)的計(jì)數(shù)等都由硬件電路直接實(shí)現(xiàn)； ⑶ 主存中要開辟專用緩沖區(qū) ， 及時(shí)供給和接收外設(shè)的數(shù)據(jù)； ⑷ DMA傳送速度快 ， CPU和外設(shè)并行工作 ， 提高了系統(tǒng)的效率 。 二、 DMA控制器的基本組成 ? 采用 DMA控制方式的外圍設(shè)備與系統(tǒng)總線之間的接口電路 ? 包括多個(gè)設(shè)備寄存器、中斷控制和 DMA控制邏輯等。 (4)數(shù)據(jù)緩沖寄存器 (DBR) 暫存 I/O設(shè)備與主存?zhèn)魉偷臄?shù)據(jù)。 DMA控制器的功能 三 . DMA的數(shù)據(jù)傳送過程 1. DMA 預(yù)處理 CPU通過程序?qū)?DMA的 MAR及 WC進(jìn)行初始化 2. DMA 控制 I／ O 設(shè)備與主存之間的數(shù)據(jù)交換 1。 DMA的 WC計(jì)數(shù)器內(nèi)容減 1， MAR內(nèi)容加 1 5。 圖 819 兩種請(qǐng)求的響應(yīng)時(shí)刻比較 思考： DMA和中斷的區(qū)別 取指令 取源操作數(shù) 取目的操作數(shù) 執(zhí)行D M A 斷點(diǎn) 中斷 斷點(diǎn) ⑶ 中斷傳送過程需要 CPU的干預(yù)；而 DMA傳送過程不需要 CPU的干預(yù) ， 故數(shù)據(jù)傳輸速率非常高 ， 適合于高速外設(shè)的成組數(shù)據(jù)傳送 。 ? 要解決 DMA 同時(shí)訪問主存的沖突，使控制復(fù)雜化。 ?一個(gè)通道則可以同時(shí)控制許多臺(tái)同類或不同類的設(shè)備 。 2. 選擇通道 又稱高速通道，在物理上它可以連接多個(gè)設(shè)備，但設(shè)備不 能同時(shí)工作，在某一段時(shí)間內(nèi)通道只能選擇一個(gè)設(shè)備。 還提供數(shù)據(jù)的變換、搜索和字裝配／分拆能力。 一組為多個(gè)部件 分時(shí) ,共享 的公共信息傳送線路 。 ?總線的分類 ?總線連接的部件 ?CPU內(nèi)部總線 ? 系統(tǒng)總線 計(jì)算機(jī)系統(tǒng)內(nèi)各功能部件之間相互連接的總線 。 ?總線類型 1. 單總線 所有模塊都連接到單一總線上。 ISA8/ XT 總線適用于 8088的 IBM PC／ XT 微機(jī)系統(tǒng) ISA16/ AT 總線適用于 80286的 IBM PC／ AT系統(tǒng) ISA總線的最大傳輸率為 5MB/s ?常用微機(jī)總線 2. EISA 總線 擴(kuò)充工業(yè)標(biāo)準(zhǔn) (Extended Industrial Standard Architecture) 32位總線標(biāo)準(zhǔn) EISA 與 ISA 兼容 和公開性 DMA采用成組傳送 (burst)傳輸率可達(dá) 33MB／ s 3. VESA總線 ? VESA (Video Electronics Standards Association)總線 ? “視頻電子標(biāo)準(zhǔn)協(xié)會(huì)”于 1991年推出的 32位局部總線， ? 把顯卡網(wǎng)卡等通過局部總線控制器與 CPU總線相連， ? 數(shù)據(jù)傳輸率最大為 132MB/s,最高工作頻率 33MHz . ? 低速的 I/O設(shè)備，仍通過 ISA總線控制器 ,構(gòu)成的系統(tǒng)是VESA和 ISA兩種總線的結(jié)合。P即插即用 Pentium三級(jí)總線原理圖 存儲(chǔ) /系統(tǒng)總線 高速 I/O設(shè)備總線 低速 /擴(kuò)展總線 PCI Express ? PCI Express是新一代的總線接口 ? PCI Express采用了目前業(yè)內(nèi)流行的點(diǎn)對(duì)點(diǎn)串行連接，每個(gè)設(shè)備都有自己的專用連接，不需要向整個(gè)總線請(qǐng)求帶寬，而且可以把數(shù)據(jù)傳輸率提高到一個(gè)很高的頻率。 ? IEEE 13941995的基礎(chǔ)上發(fā)展傳輸速率最高可達(dá)。 主板
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