IO 系统

概述

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外部设备大致分为三类

  1. 人机交互设备。键盘、鼠标、打印机等

  2. 计算机信息存储设备。磁盘、光盘、磁带等

  3. 机 — 机 通信设备。调制解调器等

输入输出系统按以下阶段进行发展:

  1. 早期 CPU 和 IO 设备串行工作,通过程序查询方式进行 IO 访问

  2. 而后 CPU 与 IO 设备通过中断方式或者 DMA 方式并行工作

  3. CPU 中加入通道结构

  4. 具有 IO 处理机的阶段

IO 设备与主机信息传送的控制方式

程序查询方式

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程序查询方式最大的弊端在于在 IO 设备准备数据的阶段,CPU 在原地踏步等待,不断查询 IO 设备是否准备好数据

程序流程:

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程序中断方式

在程序中断方式中配置由中断请求触发器和中断屏蔽触发器。当中断屏蔽触发器 MASK 被置为1的时候,表示中断被屏蔽,所有可屏蔽中断将被屏蔽掉。当中断请求触发器,INTR 被置为1的时候,说明CPU接收到了中断请求。

CPU会在指令周期结束之后检查是否发生了中断

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程序中断方式中,CPU 不存在踏步等待的情况

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DMA 方式

主存和 IO 之间有一条直接的数据通道,不中断现行程序。 DMA 方式周期窃取窃取的是存储周期

DMA 接口功能:

  1. 向CPU申请DMA传送

  2. 处理总线控制权的转交

  3. 管理系统总线、控制数据传送

  4. 确定数据传送的首地址和长度、修正传送过程中的数据地址和长度

  5. DMA传送结束时,给出操作完成信号

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后处理的工作:

  • 校验送入主存的数是否正确

  • 是否继续用DMA

  • 测试传送过程是否正确,错则转诊断程序由中断服务程序完成

DMA接口与系统的连接方式

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中断方式

DMA 方式

数据传送

程序

硬件

响应时间

指令执行结束

存取周期结束

处理异常情况

不能

中断请求

传送数据

后处理

优先级

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从程序查询方式到 DMA 方式,IO 系统的自治能力越来越强

IO 接口的基本组成

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接口的类型:

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Last moify: 2023-05-27 14:44:43
Build time:2025-07-18 09:41:42
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