【正文】 斷請求 I/O準(zhǔn)備 I/O準(zhǔn)備 CPU 處理中斷服務(wù)程序 實現(xiàn) I/O 與主機之間的傳送 間 斷 啟動準(zhǔn)備中斷請求啟動 I/O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 設(shè)備 控制器 機、電 磁、光 部分 I/O 接 口 外部設(shè)備 外部設(shè)備大致分三類 鍵盤、鼠標(biāo)、打印機、顯示器 磁盤、光盤、磁帶 1. 人機交互設(shè)備 2. 計算機信息存儲設(shè)備 3. 機 機通信設(shè)備 調(diào)制解調(diào)器等 二、輸入設(shè)備 1. 鍵盤 2. 鼠標(biāo) 3. 觸摸屏 按鍵 判斷哪個鍵按下 將此鍵翻譯成 ASCII 碼 （編碼鍵盤法） 機械式 金屬球 電位器 光電式 光電轉(zhuǎn)換器 三、輸出設(shè)備 1. 顯示器 (1) 字符顯示 (2) 圖形顯示 (3) 圖像顯示 字符發(fā)生器 主觀圖像 客觀圖像 2. 打印機 (1) 擊打式 (2) 非擊打式 點陣式（逐字、逐行） 噴墨（逐字） 激光（逐頁） 四、其他 1. A/D、 D/A 2. 終端 3. 漢字處理 五、多媒體技術(shù) 完成顯示控制與存儲、鍵盤管理及通信控制 模擬 /數(shù)字（數(shù)字 /模擬）轉(zhuǎn)換器 漢字輸入、漢字存儲、漢字輸出 1. 什么是多媒體 2. 多媒體計算機的關(guān)鍵技術(shù) 由鍵盤和顯示器組成 I/O 接 口 一、概述 為什么要設(shè)置接口？ 1. 實現(xiàn)設(shè)備的選擇 2. 實現(xiàn)數(shù)據(jù)緩沖達到速度匹配 4. 實現(xiàn)電平轉(zhuǎn)換 5. 傳送控制命令 6. 反映設(shè)備的狀態(tài)（“忙”、“就緒”、“中斷請求”） 3. 實現(xiàn)數(shù)據(jù)串 并格式轉(zhuǎn)換 二、接口的功能和組成 (1) 設(shè)備選擇線 (2) 數(shù)據(jù)線 (3) 命令線 (4) 狀態(tài)線 I/O 接口 設(shè)備 I/O 接口 設(shè)備 數(shù)據(jù)線 命令線 狀態(tài)線 I/O總線 設(shè)備選擇線 1. 總線連接方式的 I/O 接口電路 2. 接口的功能和組成 功能 組成 選址功能 傳送命令的功能 傳送數(shù)據(jù)的功能 反映設(shè)備狀態(tài)的功能 設(shè)備選擇電路 命令寄存器、命令譯碼器 數(shù)據(jù)緩沖寄存器 設(shè)備狀態(tài)標(biāo)記 完成觸發(fā)器 D 工作觸發(fā)器 B 中斷請求觸發(fā)器 INTR 屏蔽觸發(fā)器 MASK 3. I/O 接口的基本組成 命令寄存器 和命令譯碼器 設(shè)備選擇 電路 設(shè)備狀態(tài) 標(biāo)記 數(shù)據(jù)緩沖 寄存器 DBR 控制邏輯電路 I/O接口 外 部 設(shè) 備 數(shù)據(jù)線 命令 狀態(tài) 數(shù)據(jù)線 命令線 狀態(tài)線 CPU 地址線 三、接口類型 并行接口 串行接口 可編程接口 不可編程接口 通用接口 專用接口 1. 按數(shù)據(jù) 傳送方式 分類 2. 按功能 選擇的靈活性 分類 3. 按 通用性 分類 4. 按數(shù)據(jù)傳送的 控制方式 分類 中斷接口 DMA 接口 Intel 8255 Intel 8251 Intel 825 Intel 8251 Intel 8212 Intel 825 Intel 8251 Intel 827 Intel 8275 Intel 8259 Intel 8257 程序查詢方式 一、程序查詢流程 檢查狀態(tài)標(biāo)記 1 設(shè)備 1 準(zhǔn)備就緒？ 檢查狀態(tài)標(biāo)記 N 設(shè)備 N 準(zhǔn)備就緒？ … 處理設(shè)備 1 是 否 否 處理設(shè)備 N 是 1. 查詢流程 檢查狀態(tài)標(biāo)記 交換數(shù)據(jù) 準(zhǔn)備就緒 ? 是 否 單個設(shè)備 多個設(shè)備 測 試 指 令 轉(zhuǎn) 移 指 令 傳 送 指 令 2. 程序流程 設(shè)置主存緩沖區(qū)首址 設(shè)置計數(shù)值 啟動外設(shè) 傳送一個數(shù)據(jù) 修改主存地址 修改計數(shù)值 結(jié)束 I/O傳送 準(zhǔn)備好？ 傳送完？ 未完 是 完 否 保存 寄存器內(nèi)容 ② 設(shè)備選擇電路 DBR Q Q amp。 數(shù)據(jù)線 準(zhǔn)備就緒 啟動命令 地址線 SEL 輸入數(shù)據(jù) 啟動設(shè)備 設(shè)備工作 結(jié)束 ① ③ ④ ⑤ ⑥ D B 二、程序查詢方式的接口電路 ①②③⑤1 0 1 0④ 以輸入為例 ⑥ 程序中斷方式 一、中斷的概念 … K K+1 Q Q+1 … … 中斷服務(wù)程序 1 中斷服務(wù)程序 2 入口 1 入口 2 二、 I/O 中斷的產(chǎn)生 以打印機為例 發(fā)中斷請求 空閑 接收 數(shù)據(jù) 接收 數(shù)據(jù) 準(zhǔn)備 發(fā)中斷請求 打印 打印 打印機 執(zhí)行主程序 繼續(xù)執(zhí)行主程序 繼續(xù)執(zhí)行主程序 響應(yīng)中斷 中斷返回 響應(yīng)中斷 中斷返回 啟動 打印機 傳送 數(shù)據(jù) 傳送 數(shù)據(jù) CPU CPU 與打印機并行工作 三、程序中斷方式的接口電路 1. 配置中斷請求觸發(fā)器和中斷屏蔽觸發(fā)器 D Q amp。 INTP2180。 INTP4180。 1 amp。 1 amp。 amp。 amp。 1 amp。 1 amp。 INTP2180。 INTP4180。 數(shù)據(jù)線 啟動命令 地址線 SEL 輸入數(shù)據(jù) 啟動設(shè)備 設(shè)備工作 結(jié)束 amp。 數(shù)據(jù)線 啟動命令 地址線 SEL 輸入數(shù)據(jù) 啟動設(shè)備 設(shè)備工作 結(jié)束 amp。 0 0 0 0 0 + 0 0 0 0 1 + 0 0 0 1 0 + 1 1 1 1 0 + 1 1 1 1 1 … … 真值 x ( n = 5 ) [x]補 [x]移 [x] 移 對應(yīng)的 十進制整數(shù) (3) 真值、補碼和移碼的對照表 … … 0 1 2 31 32 33 34 62 63 … … 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 0 0 0 0 0 0 1 0 1 1 1 1 1 1 0 0 0 0 0 1 0 0 0 0 1 1 0 0 0 1 0 1 1 1 1 1 0 1 1 1 1 1 1 … … 0 1 1 1 1 1 0 1 1 1 1 0 0 0 0 0 1 0 0 0 0 0 0 1 0 0 0 0 0 0 1 1 1 1 1 1 1 0 0 0 1 0 1 0 0 0 0 1 1 0 0 0 0 0 177。 3萬的十進制數(shù)，試問在保證數(shù)的最大精度的前提下，除階符、數(shù)符各 取 1 位外，階碼、尾數(shù)各取幾位？ 滿足 最大精度 可取階碼位數(shù) m = 4， 數(shù)值位數(shù) n = 18 解： … m = 4， 5， 6， 15 位二進制數(shù)可反映 177。其中數(shù)值部分均取 10 位，數(shù)符取 1 位，浮點數(shù)階碼取 5 位（含 1位階符）。 0. 1001100000 [x]補 = 1, 1110。 0. 1001100000 定點機中 浮點機中 000 x = x = x = 210 [x]原 = [x]補 = [x]反 = no x = – 111010 0000 例 將 –58 表示成二進制定點數(shù)和浮點數(shù)， 并寫出它在定點機和浮點機中的三種機器數(shù)及階碼 為移碼、尾數(shù)為補碼的形式（其他要求同上例）。 1. 1110100000 [x]補 = 0, 0110。 1. 0001011111 定點機中 浮點機中 [x]階移、尾補 = 1, 0110。 設(shè) n = 10， m = 4， 階符、數(shù)符各取 1位。 1,0001。 0,1111。 解： A = +26 則 [A]原 = [A]補 = [A]反 = 0,0011010 + 6 0,0000110 +13 0,0001101 +104 0,1101000 + 52 0,0110100 +26 0,0011010 移位前 [A]原 =[A]補 =[A]反 對應(yīng)的真值 機 器 數(shù) 移位操作 = +11010 左移一位 左移兩位 右移一位 右移兩位 例 負(fù)數(shù) 移位的結(jié)論 設(shè)機器數(shù)字長為 8 位（含１位符號位 ）， 寫出 A = –26時，三種機器數(shù)左、右移一位和兩位后的表示形式及對應(yīng)的真值，并分析結(jié)果的正確性。 = x 1 ＞ x ≥ 0 4 + x 0 ＞ x ≥ –1（ mod 4） [x]補 39。 = [ x + y ]補 39。 = [x]補 39。 （ mod 4） 結(jié)果的雙符號位 相同 未溢出 結(jié)果的雙符號位 不同 溢出 最高符號位 代表其 真正的符號 00. 11. 10. 01. , 1, 0, 1, 4. 補碼加減法的 硬件 配置 V 0 A n GA GS 加法器（ n+1） 溢出 判斷 求補控制 邏 輯 0 X n A、 X 均 n+1 位 用 減法標(biāo)記 GS 控制求補邏輯 流程 圖 三、乘法運算 1. 分析筆算乘法 A = – B = A B = – 0 . 1 1 0 1 0 . 1 0 1 1 1 1 0 1 1 1 0 1 0 0 0 0 1 1 0 1 0 . 1 0 0 0 1 1 1 1 符號位單獨處理 乘數(shù)的某一位決定是否加被乘數(shù) 4個位積一起相加 難！ 乘積的位數(shù)擴大一倍 浪費！ 乘積的符號心算求得 ? ? ? ？ 2. 筆算乘法改進 A ? B = A ? = + + + = + + ( A +) = + [0 ? A + 0. 1( A +)] = {A +[ 0 ? A+(A + )]} = 21{A +21[ 0 ? A+21(A + 21(A+0))]} ① ② ⑧ 第一步 被乘數(shù) A + 0 第二步 右移 一 位，得新的部分積 第八步 右移 一 位，得結(jié)果 ③ 第三步 部分積 + 被乘數(shù) … 右移一位 3. 改進后的筆算乘法過程（豎式） 0 . 0 0 0 0 0 . 1 1 0 1 0 . 1 1 0 1 0 . 1 1 0 1 0 . 0 0 0 0 0 . 1 1 0 1 初態(tài)，部分積 = 0 乘數(shù)為 1，加被乘數(shù) 乘數(shù)右移 1，最低位為 1，加被乘數(shù) 乘數(shù)為 0，加 0 1 . 0 0 1 1 1 0 . 1 0 0 1 1 1 1 . 0 0 0 1 1 1 1 乘數(shù)為 1，加 被乘數(shù) 0 . 1 0 0 0 1 1 1 1 1，得結(jié)果 1 0 1 1 = 0 . 0 1 1 0 1，形成新的部分積， 1 1 0 1 = 0 . 1 0 0 1 1，形成新的部分積 1 1 1 0 = 0 . 0 1 0 0 1，形成新的部分積 1 1 1 1 = 部 分 積 乘 數(shù) 說 明 ＋ ＋ ＋ ＋ 小結(jié) ? 被乘數(shù)只與部分積的高位相加 ? 由乘數(shù)的末位決定被乘數(shù)是否與原部分積相加， 然后 1 位形成新的部分積 ，同時 乘數(shù) 1 位 （末位移丟），空出高位存放部分積的低位