計(jì)算機(jī)外圍設(shè)備(編輯修改稿)
2025-03-03 19:27 本頁面
【文章內(nèi)容簡介】 儲(chǔ)器直接進(jìn)行數(shù)據(jù)交換。這種數(shù)據(jù)傳送方式是由一個(gè) DMA控制器從 CPU處接管對總線的控制權(quán)，指揮外圍設(shè)備（如硬盤）與內(nèi)存儲(chǔ)器之間直接進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸，傳輸結(jié)束后，再把總線控制權(quán)交還給CPU， 這就簡化了 CPU對 I/O的控制。為了進(jìn)一步減輕中央處理器對 I/O系統(tǒng)的負(fù)擔(dān)，將管理和控制 I/O操作和數(shù)據(jù)交換的功能從中央處理機(jī)獨(dú)立出來，即可組成 I/O處理機(jī)。 上一頁 外圍設(shè)備與中央處理器之間的信息傳送（續(xù)） I/O處理機(jī)又可分為通道方式和外部處理機(jī)方式。通道具有處理機(jī)的特征，但它只是面向外圍設(shè)備控制和數(shù)據(jù)交換的指令系統(tǒng)，而輸入輸出過程中的前處理和后處理仍由中央處理器來實(shí)現(xiàn)。外部處理機(jī)實(shí)際上是一臺獨(dú)立的作為管理和控制系統(tǒng)的專用計(jì)算機(jī)，它具有通道的功能，還能完成碼制變換、檢錯(cuò)糾錯(cuò)和格式變換等操作和運(yùn)算，這樣，計(jì)算機(jī)的運(yùn)行效率就大為提高。 上一頁 外圍設(shè)備與中央處理器之間的信息傳送（續(xù)） 在小型機(jī)和微型機(jī)中，多采用程序查詢傳送、程序中斷傳送和直接存儲(chǔ)器傳送方式；而在大型機(jī)、中型機(jī)和高檔小型機(jī)中一般采用 I/O處理機(jī)傳送方式。 無論采用哪一種控制方式和傳送方式，都需要相應(yīng)的控制邏輯電路和信息通道來實(shí)現(xiàn)。外圍設(shè)備與計(jì)算機(jī)連接的一般模式如下圖所示。 上一頁 外圍設(shè)備與中央處理器之間的信息傳送（續(xù)） 為了各種設(shè)備與計(jì)算機(jī)之間的連接和信息交換，必須要配備設(shè)備控制器。設(shè)備控制器是控制該設(shè)備進(jìn)行操作的控制部件，它接受中央處理器通過接口傳送來的各種信息，并按設(shè)備的不同要求把這些信息傳送到設(shè)備或從設(shè)備讀出信息傳送到接口。因?yàn)椴煌O(shè)備有不同的要求，所以要求各種專門的設(shè)備控制器與之配合。 為了保證程序查詢傳送、程序中斷傳送、直接存儲(chǔ)器傳送和 I/O處理機(jī)傳送的實(shí)現(xiàn)，在中央處理器中要設(shè)置相應(yīng)的指令和 I/O控制邏輯電路以及傳送信息的通路。通常把它們做成標(biāo)準(zhǔn)部件，稱為中央處理器的標(biāo)準(zhǔn)接口，不同的傳送方法要求有不同的標(biāo)準(zhǔn)接口 。上一頁 外圍設(shè)備與中央處理器之間的信息傳送（續(xù)） 設(shè)計(jì)設(shè)備控制器時(shí)，主要考慮該設(shè)備的特點(diǎn)和要求，但一般不考慮中央處理器標(biāo)準(zhǔn)接口的要求，而中央處理器的標(biāo)準(zhǔn)接口也不可能考慮到每一種連接設(shè)備的特殊要求。因此，某一類型設(shè)備與中央處理器某一類型標(biāo)準(zhǔn)接口連接時(shí)，還必須在其中設(shè)置一個(gè)起連接作用的控制電路，這就是接口控制器。當(dāng)中央處理器的標(biāo)準(zhǔn)接口連接各種不同類型的設(shè)備時(shí)，只要在每個(gè)設(shè)備的設(shè)備控制器上選配與此設(shè)備相適應(yīng)的接口控制器，就可以使這些設(shè)備與同一種標(biāo)準(zhǔn)接口連接起來。 根據(jù)上述原理，外圍設(shè)備與計(jì)算機(jī)連接時(shí)，應(yīng)在設(shè)備與中央處理器之間配置設(shè)備控制器和接口控制器。 上一頁 外圍設(shè)備與中央處理器之間的信息傳送（續(xù)） 主機(jī)與外圍設(shè)備之間是通過 “接口 ”來交換信息的，每一臺外圍設(shè)備都有各自的接口，所謂 “接口 ”，也稱適配器（ adapter）、 設(shè)備控制卡（ device control card）， 或輸入輸出控制器。 下圖為主機(jī)與外圍設(shè)備連接的一般原理圖。從圖中可以看出，主機(jī)（包括 CPU、 內(nèi)存的 RAM和 ROM） 是通過總線與外設(shè)接口相連接的。通過這個(gè)原理圖可以分析接口的基本功能和工作過程。 上一頁 外圍設(shè)備與 PC機(jī)連接的接口圖 14 主機(jī)與外圍設(shè)備連接的一般原理圖 上一頁⒈ 外設(shè)接口的基本功能 盡管不同外設(shè)的接口的組成及任務(wù)各不相同，但它們要實(shí)現(xiàn)的基本功能大致相同。一般說，任何外設(shè)的接口都必須具有下列基本功能： ⑴ 實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)緩沖。在外設(shè)的接口中，一般都設(shè)置若干各數(shù)據(jù)緩沖寄存器，在主機(jī)與外設(shè)交換數(shù)據(jù)時(shí)，先將數(shù)據(jù)暫存在該緩沖寄存器中，然后再輸出到外圍設(shè)備或輸入到主機(jī)中去。 ⑵ 記錄外設(shè)的工作狀態(tài) 。在設(shè)備的接口中必須有記錄該設(shè)備工作狀態(tài)的狀態(tài)寄存器。外設(shè)的狀態(tài)一般設(shè) “空閑 ”、 “忙 ”、 “就緒 ”三種。 上
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