第六章 輸入輸出系統(tǒng)

1、輸入輸出（輸入輸出（I/O）系統(tǒng)）系統(tǒng)一、一、I/O系統(tǒng)基本概念系統(tǒng)基本概念二、外部設(shè)備二、外部設(shè)備 1輸入設(shè)備：鍵盤、鼠標(biāo)輸入設(shè)備：鍵盤、鼠標(biāo) 2輸出設(shè)備：顯示器、打印機(jī)輸出設(shè)備：顯示器、打印機(jī) 3外存儲(chǔ)器：硬盤存儲(chǔ)器、磁盤陣列、光盤存儲(chǔ)器外存儲(chǔ)器：硬盤存儲(chǔ)器、磁盤陣列、光盤存儲(chǔ)器三、三、I/O接口（接口（I/O控制器）控制器） 1I/O接口的功能和基本結(jié)構(gòu)接口的功能和基本結(jié)構(gòu) 2I/O端口及其編址端口及其編址四、四、I/O方式方式 1 程序查詢方式程序查詢方式 2 程序中斷方式程序中斷方式 3 DMA方式方式 4 通道方式通道方式學(xué)習(xí)要求:o掌握I/O系統(tǒng)基本結(jié)構(gòu)；o了解外圍設(shè)備的特性，特

2、別是硬盤的結(jié)構(gòu)和數(shù)據(jù)組織方式；o掌握I/O接口的結(jié)構(gòu)、I/O接口和端口的關(guān)系，端口的兩種編址方式；o掌握三種I/O方式，即程序查詢方式、程序中斷方式、DMA方式（各自的特點(diǎn)、數(shù)據(jù)傳送方式、差別）。2009年選擇題年選擇題2題共題共4分，分，1題綜合題題綜合題8分，共分，共10分；分；2010年選擇題年選擇題1題共題共2分；分；2011年選擇題年選擇題2題共題共4分。分。一、一、I/O系統(tǒng)基本概念系統(tǒng)基本概念o1I/O系統(tǒng)的發(fā)展和組成o2I/O設(shè)備與主機(jī)的聯(lián)系方式o3I/O設(shè)備與主機(jī)信息傳送的控制方式1I/O系統(tǒng)的發(fā)展和組成 I/O系統(tǒng)系統(tǒng)：計(jì)算機(jī)主機(jī)與外界交換信息時(shí)所涉及到的硬件和軟件的總稱。

3、（1）I/O系統(tǒng)系統(tǒng)4個(gè)發(fā)展階段：個(gè)發(fā)展階段：早期階段：早期階段：I/O設(shè)備與主機(jī)交換信息必須通過CPU，I/O設(shè)備采用分散連接，CPU與I/O設(shè)備串行工作，采用程序查詢方式。接口模塊和接口模塊和DMA階段：階段：I/O設(shè)備與主機(jī)通過接口模塊相連，計(jì)算機(jī)系統(tǒng)采用總線結(jié)構(gòu)，CPU和I/O設(shè)備并行工作，其工作方式有中斷方式和DMA方式。具有通道結(jié)構(gòu)的階段：具有通道結(jié)構(gòu)的階段：采用通道來管理I/O設(shè)備以及實(shí)現(xiàn)主存與I/O設(shè)備之間交換信息。I/O設(shè)備與主機(jī)交換信息時(shí)，CPU不參與管理，進(jìn)一步提高了CPU的利用率。具有具有I/O處理機(jī)的階段：處理機(jī)的階段：I/O處理機(jī)基本獨(dú)立于主機(jī)工作，既可完成I/O通

4、道要完成的I/O控制，又可完成碼制轉(zhuǎn)換、格式處理、糾錯(cuò)等操作。具有I/O處理機(jī)的I/O系統(tǒng)與CPU工作的并行性更高。 （2）I/O系統(tǒng)的組成：系統(tǒng)的組成：I/O軟件：軟件：包括驅(qū)動(dòng)程序、用戶程序、管理程序、升級補(bǔ)丁等，通常采用I/O指令和通道指令實(shí)現(xiàn)CPU與I/O設(shè)備的信息交換。 I/O指令：指令：采用接口模塊方式時(shí)，應(yīng)用機(jī)器指令系統(tǒng)中的I/O指令使 I/O設(shè)備與主機(jī)協(xié)調(diào)工作。 通道指令：通道指令：采用通道方式時(shí)，應(yīng)用通道程序?qū)崿F(xiàn)I/O設(shè)備與主機(jī)交換信 息。通道指令是專為具有通道的I/O系統(tǒng)專門設(shè)置的指令。I/O硬件：硬件：包括外部設(shè)備、設(shè)備控制器與接口、I/O總線等。2I/O設(shè)備與主機(jī)的聯(lián)系

5、方式（1 1）I/OI/O設(shè)備編址方式設(shè)備編址方式統(tǒng)一編址：統(tǒng)一編址：將I/O地址看成主存地址的一部分，如將主存中 專門一段地址作為I/O設(shè)備的地址。不統(tǒng)一編址：不統(tǒng)一編址：I/O地址和主存地址分開，所有對I/O設(shè)備的訪 問必須有專門的I/O指令。（2 2）設(shè)備尋址）設(shè)備尋址 使用I/O設(shè)備的設(shè)備碼（地址碼）字段直接指出該設(shè)備的設(shè)備 號，通過接口設(shè)備選擇電路中要交換信息的設(shè)備。（3 3）傳送方式）傳送方式并行傳送：并行傳送：在同一時(shí)刻有N位信息同時(shí)從CPU輸出至I/O設(shè)備，或由I/O設(shè)備輸入到CPU。串行傳送：串行傳送：在同一時(shí)刻只傳送一位信息，在不同時(shí)刻連續(xù)逐位傳送一串信息。（4 4）聯(lián)絡(luò)方

6、式）聯(lián)絡(luò)方式立即響應(yīng)：立即響應(yīng)：只要CPU的I/O指令一到，便立即響應(yīng)，常用于速度較慢的I/O設(shè)備。異步工作采用應(yīng)答信號聯(lián)絡(luò)：異步工作采用應(yīng)答信號聯(lián)絡(luò)：I/O設(shè)備和CPU各自完成任務(wù)，當(dāng)出現(xiàn)聯(lián)絡(luò)信號時(shí)，彼此才開始交換信息，而且采用應(yīng)答方式。常用于速度與主機(jī)不匹配的I/O設(shè)備。同步工作采用同步時(shí)標(biāo)聯(lián)絡(luò)：同步工作采用同步時(shí)標(biāo)聯(lián)絡(luò)：采用統(tǒng)一時(shí)鐘控制I/O操作。常用于與CPU工作速度完全同步的I/O設(shè)備。（5 5）I/OI/O設(shè)備與主機(jī)的連接方式設(shè)備與主機(jī)的連接方式輻射式：輻射式：每臺I/O設(shè)備有一套控制線路和一組信號線，與主機(jī)相關(guān)，它們之間互不相連?？偩€式：總線式：通過一組總線將所有I/O設(shè)備與主機(jī)

7、連接。3I/O設(shè)備與主機(jī)信息傳送的控制方式程序查詢方式：程序查詢方式：由CPU通過程序不斷查詢I/O設(shè)備是否已經(jīng)做好準(zhǔn)備，從而控制I/O設(shè)備與主機(jī)交換信息。程序中斷方式：程序中斷方式：只有I/O設(shè)備準(zhǔn)備就緒并向CPU發(fā)出中斷請求后才給予響應(yīng)。DMADMA方式：方式：主存和I/O設(shè)備之間有一條數(shù)據(jù)通路，當(dāng)主存和I/O設(shè)備交換信息時(shí)，無需調(diào)用中斷服務(wù)程序。二、外部設(shè)備二、外部設(shè)備o1.外部設(shè)備的概念o2.輸入設(shè)備：鍵盤、鼠標(biāo)o3.輸出設(shè)備：顯示器、打印機(jī)o4.外存儲(chǔ)器：磁盤存儲(chǔ)器、磁盤陣列、光盤存儲(chǔ)器1.外部設(shè)備的概念o外部設(shè)備：外部設(shè)備：外圍設(shè)備，是計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中直接或間接與計(jì)算機(jī)交換信息、改變信

8、息媒體或載體形式的裝置。o分類：分類：人-機(jī)交互設(shè)備：輸入和輸出設(shè)備機(jī)-機(jī)通信設(shè)備：調(diào)制解調(diào)器（數(shù)/模轉(zhuǎn)換）計(jì)算機(jī)信息的存儲(chǔ)設(shè)備：磁盤、光盤、磁帶。2.輸入設(shè)備：鍵盤、鼠標(biāo)o鍵盤：鍵盤：當(dāng)用戶按下一個(gè)鍵后，由硬件判斷哪個(gè)鍵被按并將其翻譯成ASCII碼。o鼠標(biāo)：鼠標(biāo)：當(dāng)鼠標(biāo)移動(dòng)時(shí)，利用鼠標(biāo)底部傳感器把運(yùn)動(dòng)的方向和距離檢測出來，從而控制光標(biāo)做相應(yīng)運(yùn)動(dòng)。3.輸出設(shè)備：顯示器、打印機(jī)o顯示器：顯示器：用一個(gè)電子束密集地對熒光屏高速逐行掃描，通過對電子束的扼制，控制熒光屏上各點(diǎn)的隱或現(xiàn)，在熒光屏上顯示字符或圖形。o分類：分類：CRT、LCD、等離子體等。o分辨率：分辨率：整個(gè)屏幕上顯示的光點(diǎn)數(shù)目，即像素

9、的多少。o刷新率：刷新率：每秒刷新的次數(shù)。o打印機(jī)：打印機(jī)：當(dāng)打印機(jī)啟動(dòng)后，將收到的信息送到RAM暫存起來，同時(shí)發(fā)出信號啟動(dòng)各機(jī)電的驅(qū)動(dòng)電路，使機(jī)械系統(tǒng)處于工作狀態(tài)，字符發(fā)生器將內(nèi)碼轉(zhuǎn)換成打印機(jī)的點(diǎn)陣狀態(tài)，通過驅(qū)動(dòng)電路送至打印機(jī)頭。o分類：分類：按打字原理：擊打式、非擊打式按工作原理：串行打印、行式打印4.外存儲(chǔ)器：磁盤存儲(chǔ)器、磁盤陣列、光盤存儲(chǔ)器o磁盤存儲(chǔ)器記錄面：硬盤驅(qū)動(dòng)器中有多個(gè)記錄面（120個(gè)），每個(gè)盤面有兩個(gè)記錄面，每個(gè)記錄面對應(yīng)一個(gè)磁頭。磁道：在讀/寫時(shí)，磁頭固定不動(dòng)，盤片高速旋轉(zhuǎn)，磁化區(qū)構(gòu)成一個(gè)閉合圓環(huán)，稱為磁道。圓柱面：在一個(gè)盤組中，各記錄面上相同編號的磁道構(gòu)成一個(gè)圓柱面。扇區(qū)

10、：將一條磁道劃分為若干個(gè)段，每個(gè)段稱為一個(gè)扇區(qū)，每個(gè)扇區(qū)存放一定信息塊（如512B)。硬盤容量：非格式化容量=最大位密度最內(nèi)圈磁道周長總磁道數(shù)格式化容量=每道扇區(qū)數(shù)扇區(qū)容量總磁道數(shù)記錄密度：盤片表面單位上記錄的二進(jìn)制信息的個(gè)數(shù)。用道密度、位密度和面密度表示。平均存取時(shí)間平均存取時(shí)間Ta：尋道時(shí)間Ts、旋轉(zhuǎn)延遲時(shí)間Tr、傳輸時(shí)間Tt、控制器開銷Tc。Tr=1/(2r) r為轉(zhuǎn)速。Tt=b/(rN) r為轉(zhuǎn)速、b為每秒傳送的字節(jié)數(shù)，N為每磁道字節(jié)數(shù)。數(shù)據(jù)傳輸率：數(shù)據(jù)傳輸率：磁盤在單位時(shí)間內(nèi)向主機(jī)傳送的字節(jié)數(shù)。設(shè)硬盤旋轉(zhuǎn)速度為r（轉(zhuǎn)/秒），每條磁道容量為N個(gè)字節(jié)，則數(shù)據(jù)傳輸率為Dr=rN。例：已知某

11、磁盤存儲(chǔ)器轉(zhuǎn)速為2400轉(zhuǎn)/分，每個(gè)盤面有200個(gè)磁道，平均查找時(shí)間為60ms，每個(gè)磁道存儲(chǔ)容量為96KB，求磁盤的存取時(shí)間與數(shù)據(jù)傳輸率。存取時(shí)間： Ta=Ts+Tr=60ms+12.5ms=72.5ms數(shù)據(jù)傳輸率：Dr=rN=4096=3840KB/So磁盤陣列RAID：“廉價(jià)冗余磁盤陣列”，將一組磁盤驅(qū)動(dòng)器用某種邏輯方式聯(lián)系起來，作為邏輯上的一個(gè)磁盤驅(qū)動(dòng)器使用。 RAID的優(yōu)點(diǎn)：成本低，功耗小，傳輸速率高提供容錯(cuò)功能比起傳統(tǒng)的大直徑磁盤驅(qū)動(dòng)器，在同樣的容量下，RAID價(jià)格要低許多。o光盤存儲(chǔ)器：采用聚焦激光束在盤式介質(zhì)上非接觸的記錄高密度信息的存儲(chǔ)裝置。 優(yōu)點(diǎn)：記錄密度高、存儲(chǔ)容量大、信息

12、保存時(shí)間長、工作穩(wěn)定 分類：CD-ROM、CD-R、CD-RW、DVD-ROM。三、三、I/O接口（接口（I/O控制器）控制器）p1I/O接口的功能和基本結(jié)構(gòu)接口的功能和基本結(jié)構(gòu)o2I/O端口及其編址端口及其編址1I/O接口的功能和基本結(jié)構(gòu)接口的功能和基本結(jié)構(gòu)oI/O接口的功能：實(shí)現(xiàn)主機(jī)和外設(shè)的通信聯(lián)絡(luò)控制；進(jìn)行地址譯碼和設(shè)備選擇；實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)緩沖；數(shù)據(jù)格式的轉(zhuǎn)換；傳遞控制命令和狀態(tài)信息。oI/O接口的基本結(jié)構(gòu)oI/O接口的類型：數(shù)據(jù)傳送方式：串行接口和并行接口功能選擇的靈活性：可編程和不可編程數(shù)據(jù)傳送的控制方式：程序型接口和DMA接口2I/O端口及其編址端口及其編址o獨(dú)立編址：獨(dú)立編址：I/O端

13、口地址和主存單元分別進(jìn)行編址。用專門的I/O指令實(shí)現(xiàn)對獨(dú)立編址方式端口的訪問。其指令格式如下： 操作碼：操作碼：指出執(zhí)行什么操作（讀、寫、查詢外設(shè)狀態(tài)）或是I/O指 令還是其他類型指令。 REG：指出與操作有關(guān)的CPU寄存器。如I/O設(shè)備的狀態(tài)信息、讀入的數(shù)據(jù)。 控制命令碼：控制命令碼：指出對設(shè)備如何控制。 設(shè)備地址：設(shè)備地址：指出I/O設(shè)備的獨(dú)立編址所對應(yīng)的地址。o統(tǒng)一編址：統(tǒng)一編址：把端口地址與主存單元地址統(tǒng)一編址，把I/O端口作為主存單元進(jìn)行訪問，不設(shè)置專門的I/O指令。四、四、I/O方式方式o1 程序查詢方式程序查詢方式o2 程序中斷方式程序中斷方式o3 DMA方式方式1 程序查詢方式

14、程序查詢方式o1）基本思想：）基本思想：程序直接控制方式，核心思想是每時(shí)每刻不斷查詢I/O設(shè)備是否準(zhǔn)備就緒。輸入輸出完全由CPU執(zhí)行程序來完成。o2）工作流程）工作流程o預(yù)置傳輸參數(shù)，包括主存緩沖區(qū)首地址和傳輸數(shù)據(jù)的個(gè)數(shù)。o向選中設(shè)備的I/O接口發(fā)出命令字，啟動(dòng)設(shè)備，做好傳輸數(shù)據(jù)準(zhǔn)備。o從I/O接口取回狀態(tài)字，并測試、判斷數(shù)據(jù)傳送是否可以進(jìn)行。oCPU不斷查詢I/O設(shè)備標(biāo)志，如果I/O設(shè)備沒有準(zhǔn)備就緒，CPU就踏步進(jìn)行等待，一直到I/O設(shè)備準(zhǔn)備就緒，并發(fā)出“準(zhǔn)備就緒”信號為止。o傳送數(shù)據(jù)。o修改傳送參數(shù)，主存緩沖區(qū)首地址加1，傳送個(gè)數(shù)減1。判斷傳送是否結(jié)束，如果傳送個(gè)數(shù)不為0，轉(zhuǎn)第個(gè)步驟繼續(xù)傳

15、送，直到傳送結(jié)束為止。核心部分o3）特點(diǎn)：）特點(diǎn)：簡單，CPU一段時(shí)間內(nèi)只能和一臺設(shè)備交換信息，且CPU與I/O設(shè)備只能串行工作，CPU大量的時(shí)間處于空閑等待狀態(tài)，無法發(fā)現(xiàn)和處理預(yù)先無法估計(jì)得錯(cuò)誤和異常情況。2 程序中斷方式程序中斷方式o1）中斷概念：）中斷概念：計(jì)算機(jī)執(zhí)行現(xiàn)行程序的過程中，出現(xiàn)某些急需處理的異常情況或特殊請求，CPU暫時(shí)中止現(xiàn)行程序，而轉(zhuǎn)去對這些異常情況或特殊請求進(jìn)行處理，在處理完畢后CPU又自動(dòng)返回到現(xiàn)行程序的斷點(diǎn)處，繼續(xù)執(zhí)行現(xiàn)行程序。o2）基本思想：）基本思想：CPU在程序中安排好在某一時(shí)刻啟動(dòng)某一臺外設(shè)，然后CPU繼續(xù)執(zhí)行原來程序，一旦外設(shè)完成數(shù)據(jù)傳送的準(zhǔn)備工作，便主動(dòng)

16、向CPU發(fā)出中斷請求，在可以響應(yīng)中斷的條件下，CPU暫時(shí)中止正在執(zhí)行的程序，轉(zhuǎn)去執(zhí)行中斷服務(wù)程序?yàn)橥庠O(shè)服務(wù)，完成一次主機(jī)與外設(shè)之間的數(shù)據(jù)傳送，完成后返回原來的程序，從斷點(diǎn)處繼續(xù)執(zhí)行。o3）響應(yīng)中斷滿足的條件）響應(yīng)中斷滿足的條件CPU收到中斷請求信號（INTR=1）CPU允許中斷（EINT=1）當(dāng)前指令執(zhí)行結(jié)束o4）中斷處理過程）中斷處理過程由CPU發(fā)出啟動(dòng)設(shè)備命令，將B觸發(fā)器置為“1”，D觸發(fā)器置為”0”；接口啟動(dòng)輸入設(shè)備開始工作；輸入設(shè)備將數(shù)據(jù)送至數(shù)據(jù)緩沖寄存器；輸入設(shè)備向接口發(fā)出“設(shè)備工作結(jié)束”信號，將D置為“1”，B置為”0”，標(biāo)志設(shè)備準(zhǔn)備就緒；o當(dāng)設(shè)備準(zhǔn)備就緒（D=1），且本設(shè)備未被屏

17、蔽（MASK=0）時(shí)，在指令執(zhí)行階段的結(jié)束時(shí)刻，由CPU發(fā)出中斷查詢信號。o設(shè)備中斷請求觸發(fā)器INTR被置為”1”，標(biāo)志設(shè)備向CPU提出中中斷請求斷請求。與此同時(shí)，INTR送至排隊(duì)器，進(jìn)行中斷判優(yōu)中斷判優(yōu)。o若CPU允許中斷（EINT=1），設(shè)備又被排隊(duì)器選中，即進(jìn)入中中斷響應(yīng)斷響應(yīng)階段，由中斷響應(yīng)信號INTA將排隊(duì)器輸出送至編碼器形成向量地址。o向量地址送至PC，作為下一條指令的地址。o由PC中存放的無條件轉(zhuǎn)移指令轉(zhuǎn)移至該設(shè)備的服務(wù)程序入口地址，開始執(zhí)行中斷服務(wù)程序，進(jìn)入中斷服務(wù)中斷服務(wù)階段。o執(zhí)行中斷服務(wù)程序中的中斷返回指令，執(zhí)行完后即中斷返回中斷返回至原程序的斷點(diǎn)處。o5）中斷服務(wù)程序流

18、程）中斷服務(wù)程序流程保護(hù)現(xiàn)場：保存程序斷點(diǎn)、通用寄存器、狀態(tài)寄存器的值。中斷服務(wù)：中斷服務(wù)程序的主體?；謴?fù)現(xiàn)場：將保存的“現(xiàn)場”恢復(fù)中斷返回：執(zhí)行中斷返回指令，返回到原程序斷點(diǎn)處。o？）中斷優(yōu)先級與判優(yōu)方法？）中斷優(yōu)先級與判優(yōu)方法確定中斷優(yōu)先級原則：提出中斷請求后需立即處理，否則就會(huì)造成嚴(yán)重后果的中斷源規(guī)定最高優(yōu)先級；可以延遲響應(yīng)或處理的中斷源規(guī)定較低的優(yōu)先級。如故障中斷優(yōu)先級最高，一般I/O中斷優(yōu)先級較低。中斷判優(yōu)方法：軟件判優(yōu)法和硬件判優(yōu)電路。軟件判優(yōu)法：程序判斷，判優(yōu)方法簡單，可以靈活修改中斷源的優(yōu)先級，但占用CPU的時(shí)間，且速度較慢。硬件判優(yōu)電路：采用硬件實(shí)現(xiàn)，可節(jié)省CPU的時(shí)間，速度

19、快，但成本較高，且無法改變中斷請求的優(yōu)先級。o？2 2）中斷向量形成）中斷向量形成中斷向量：中斷服務(wù)程序入口地址。中斷向量表：存放中斷向量的存儲(chǔ)區(qū)域。.JMP 200HJMP 200HJMP 200H.打印機(jī)服務(wù)程序.顯示器服務(wù)程序.12H13H14H中斷向量地址入口地址200H入口地址300Ho6）特點(diǎn)）特點(diǎn)宏觀上：克服了CPU“踏步”現(xiàn)象，CPU與I/O并行工作，提高了CPU的利用率。微觀上：CPU在處理中斷服務(wù)程序時(shí)仍需暫停原程序的正常運(yùn)行，尤其主存與高速I/O設(shè)備或者輔存頻繁、成批交換信息時(shí)，需不斷打斷CPU執(zhí)行主程序而執(zhí)行中斷服務(wù)程序。3 DMA方式方式o1）基本思想：）基本思想：在

20、主存和DMA控制器之間設(shè)一條數(shù)據(jù)通路，當(dāng)主存和I/O設(shè)備交換信息時(shí)，不通過CPU。CPU和I/O同時(shí)訪問主存時(shí)，采用三種方法是用主存：CPU停止訪問主存：適用于高速外設(shè)成批傳送數(shù)據(jù)。存儲(chǔ)器分時(shí)法：把原來的一個(gè)存取周期分成兩個(gè)時(shí)間段，一個(gè)時(shí)間段給CPU，一個(gè)時(shí)間段給DMA，CPU和DMA交替訪問主存。周期挪用法：或稱為周期竊取，前兩種方法的折衷。主存工作時(shí)間主存工作時(shí)間DMA控制控制并使用主存并使用主存CPU控制控制并使用主存并使用主存t主存工作時(shí)間主存工作時(shí)間 CPU控制控制并使用主存并使用主存 DMA控制控制并使用主存并使用主存tCPU停止停止訪問主存訪問主存主存工作時(shí)間主存工作時(shí)間CPU不

21、執(zhí)行程序不執(zhí)行程序DMA不工作不工作DMA不工作不工作DMA工作工作 CPU控制控制并使用主存并使用主存 DMA控制控制并使用主存并使用主存t周期挪用周期挪用存儲(chǔ)器存儲(chǔ)器分時(shí)法分時(shí)法o2）傳送過程）傳送過程DMA預(yù)處理：初始化工作。向DMA控制邏輯指明數(shù)據(jù)傳送方向、向設(shè)備地址寄存器存入設(shè)備號、向主存地址寄存器存入交換數(shù)據(jù)的主存地址起始地址、向字計(jì)數(shù)器存入交換數(shù)據(jù)的個(gè)數(shù)。數(shù)據(jù)傳送：以字節(jié)、字或者數(shù)據(jù)塊為單位，由DMA控制器通過循環(huán)的方式控制實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)傳送。DMA后處理：當(dāng)長度計(jì)數(shù)器計(jì)為0時(shí)，DMA操作結(jié)束，DMA控制器向CPU發(fā)出中斷請求，CPU停止原來程序的執(zhí)行，轉(zhuǎn)去執(zhí)行中斷服務(wù)程序做DMA結(jié)束

22、處理工作。預(yù)處理預(yù)處理：主存起始地址主存起始地址設(shè)備地址設(shè)備地址 傳送數(shù)據(jù)個(gè)數(shù)傳送數(shù)據(jù)個(gè)數(shù)啟動(dòng)設(shè)備啟動(dòng)設(shè)備DMADMADMA數(shù)據(jù)傳送數(shù)據(jù)傳送：繼續(xù)執(zhí)行主程序繼續(xù)執(zhí)行主程序同時(shí)完成一批數(shù)據(jù)傳送同時(shí)完成一批數(shù)據(jù)傳送后處理后處理：中斷服務(wù)程序中斷服務(wù)程序做做 DMA 結(jié)束處理結(jié)束處理繼續(xù)執(zhí)行主程序繼續(xù)執(zhí)行主程序CPU DMA 傳送過程示意傳送過程示意允許傳送？允許傳送？主存地址送總線主存地址送總線數(shù)據(jù)送數(shù)據(jù)送I/O設(shè)備（或主存設(shè)備（或主存 ）修改修改 主存地址主存地址修改修改 字計(jì)數(shù)器字計(jì)數(shù)器 數(shù)據(jù)塊數(shù)據(jù)塊傳送結(jié)束？傳送結(jié)束？向向CPU申請申請 程序中斷程序中斷DMA請求請求否否否否是是是是數(shù)據(jù)傳送

23、數(shù)據(jù)傳送o3）特點(diǎn)）特點(diǎn)從數(shù)據(jù)傳送看程序中斷靠軟件傳送，DMA靠硬件傳送數(shù)據(jù)；從CPU響應(yīng)時(shí)間看，程序中斷方式在一條指令執(zhí)行結(jié)束時(shí)響應(yīng)，而DMA方式可以在指令周期內(nèi)任一存期周期結(jié)束時(shí)響應(yīng)；程序中斷方式有處理異常事件的能力，而DMA主要用于大批量數(shù)據(jù)傳送，沒有處理異常的能力；程序中斷方式需要中斷現(xiàn)行程序，需保護(hù)現(xiàn)場，而DMA方式不中斷現(xiàn)行程序，不需要保護(hù)現(xiàn)場，與CPU并行工作；DMA優(yōu)先級比程序中斷方式高。本章小結(jié)oI/O概念、編址及結(jié)構(gòu)o三種I/O方式習(xí)題1.以下敘述中，正確的是（）A.總線一定要和I/O接口相連B.I/O接口一定要和總線相連C.通道可以代替接口D.都不對2.在微型機(jī)系統(tǒng)中，I

24、/O設(shè)備通過（）與主板的系統(tǒng)總線相連A.DMA控制器B.設(shè)備控制器C.中斷控制器D.I/O端口3.以下關(guān)于I/O指令的敘述中，錯(cuò)誤的是（ ）。A.I/O指令是CPU指令系統(tǒng)的一部分B.I/O指令是機(jī)器指令的一部分C.I/O指令反映CPU與I/O設(shè)備交換信息的特點(diǎn)D.I/O指令的格式與其他指令的格式相同。習(xí)題4.計(jì)算機(jī)的外圍設(shè)備是指（C）。A.輸入輸出設(shè)備 B.外存儲(chǔ)器 C.輸入輸出設(shè)備和外存儲(chǔ)器D.電源5.CD-RW光盤是（C）型光盤。A.只讀 B.一次 C.再重寫 D.都不是6.打印機(jī)的分類方法很多，若從打字原理上分，可分為（A）。A.擊打式和非擊打式 B.串行式和并行式C.點(diǎn)陣式和活字式

25、D.英文和中文打印機(jī)7.一個(gè)硬盤的轉(zhuǎn)速是7200轉(zhuǎn)/分，每個(gè)磁道有160個(gè)扇區(qū)，每個(gè)扇區(qū)有512字節(jié)，那么理想情況下，其數(shù)據(jù)傳輸率為（C）A.7200X160KB/s B.7200KB/s C. 9600KB/s D.19200KB/s 習(xí)題8.I/O接口中數(shù)據(jù)緩沖器的作用是（A）。A.用來暫存I/O設(shè)備和CPU之間傳送的數(shù)據(jù)B.用來暫存I/O設(shè)備的狀態(tài)C.用來暫存CPU發(fā)出的命令 D.以上全部 9.I/O的編址方式采用不統(tǒng)一編址方式時(shí)，進(jìn)行輸入輸出操作的指令是（C）。A.控制指令 B.訪存指令 C.輸入輸出指令 D.都不對10.在采用（A）對設(shè)備進(jìn)行編址的情況下，不需要專門的I/O指令。A.

26、 統(tǒng)一編址方法 B.獨(dú)立編址方法 C.兩者都是 D.兩者都不是習(xí)題11.（2010年考研題）假定一臺計(jì)算機(jī)的顯示存儲(chǔ)器用DRAM芯片實(shí)現(xiàn)，若要求顯示分辨率位16001200，顏色深度為24位，幀頻為85Hz，顯示總帶寬的50%用來刷新屏幕，則需要的顯存總帶寬至少約為（）。A.245MbpsB.979Mbps C.1958Mbps D.7834Mbps12.以下敘述正確的是（）。A.只有I/O指令才可以訪問I/O設(shè)備 B.統(tǒng)一編址方式下，不能訪問I/O設(shè)備 C.訪問存儲(chǔ)器的指令，一定不能訪問I/O設(shè)備 D.具有專門I/O指令的計(jì)算機(jī)中，I/O設(shè)備才可以單獨(dú)編址13 .(2011年考研題）某計(jì)算機(jī)主頻為50MHz，采用定時(shí)查詢方式控制設(shè)備A