IO系統(tǒng)組織課件

第9章I/O系統(tǒng)組織1/17/20231本章學(xué)習(xí)內(nèi)容I/O系統(tǒng)的功能接口的功能中斷的基本概念DMA的基本概念通道的基本概念1/17/202329.1I/O系統(tǒng)概述I/O系統(tǒng)的基本功能①為數(shù)據(jù)傳輸操作選擇輸入/輸出設(shè)備。②控制被選的輸入/輸出設(shè)備與主機(jī)之間的信息交換。1/17/20233I/O系統(tǒng)需解決的主要問(wèn)題解決主機(jī)與外部設(shè)備間的信息通訊問(wèn)題，提供主機(jī)與外設(shè)間的信息通路，使外圍設(shè)備與主機(jī)能夠協(xié)調(diào)一致地工作。①使處理機(jī)與外部設(shè)備在數(shù)據(jù)處理的速度上能夠相互匹配。

解決方法：緩沖技術(shù)②使處理機(jī)與外部設(shè)備能夠并行工作，以提高整個(gè)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的工作效率。

解決方法：減少處理機(jī)對(duì)外部設(shè)備的直接控制，乃至處理機(jī)不再干預(yù)外部設(shè)備的控制，而交由專門的硬件裝置去實(shí)現(xiàn)對(duì)外部設(shè)備的管理與監(jiān)督。1/17/202349.1.2I/O系統(tǒng)的組成典型計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中I/O系統(tǒng)的組成：系統(tǒng)總線、I/O設(shè)備接口控制器、I/O設(shè)備、相關(guān)控制軟件。1/17/20235現(xiàn)代計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中I/O系統(tǒng)的組成：擴(kuò)展總線、I/O設(shè)備接口控制器、I/O設(shè)備、相關(guān)控制軟件。1/17/20236擴(kuò)展總線及I/O接口控制器的作用：①分流CPU和內(nèi)存之間以及外設(shè)和內(nèi)存之間的數(shù)據(jù)流現(xiàn)代計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的主機(jī)與外設(shè)工作速度相差很大，需要分流CPU和內(nèi)存之間以及外設(shè)和內(nèi)存之間的數(shù)據(jù)流，因此需要引入擴(kuò)展總線。②便于系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)化、模塊化。系統(tǒng)總線（也包括擴(kuò)展總線）中的控制總線通常定義為通用或標(biāo)準(zhǔn)的信號(hào)，而具體的I/O設(shè)備設(shè)置的是專用的控制信號(hào)，因此需要I/O接口控制器進(jìn)行信號(hào)的轉(zhuǎn)換。1/17/20237I/O設(shè)備控制接口的發(fā)展趨勢(shì)在現(xiàn)代計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中，許多I/O設(shè)備的控制器中（比如磁盤控制器、激光打印機(jī)）往往會(huì)采用專用的微處理器對(duì)有關(guān)設(shè)備進(jìn)行控制，使用相應(yīng)的設(shè)備控制程序。因此傳統(tǒng)的單純由硬件電路實(shí)現(xiàn)的I/O設(shè)備控制接口，逐漸演變?yōu)橛绍洝⒂布嗷ヅ浜系腎/O設(shè)備控制接口。1/17/202389.1.3主機(jī)與外設(shè)間的連接方式與組織管理主機(jī)與外圍設(shè)備的連接方式大致可分為：總線方式通道方式I/O處理機(jī)方式(IOP方式)1/17/202391．總線型連接方式CPU通過(guò)系統(tǒng)總線與主存儲(chǔ)器，I/O控制器，I/O接口電路相連接，通過(guò)I/O接口電路進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)對(duì)外設(shè)的控制。系統(tǒng)總線包括地址總線，數(shù)據(jù)總線和控制總線，分別用于傳送地址信號(hào)，數(shù)據(jù)信號(hào)和控制信號(hào)(如讀/寫信號(hào)、中斷申請(qǐng)及應(yīng)答信號(hào)等)。1/17/2023101/4/202311總線型連接接方式的優(yōu)點(diǎn)：系統(tǒng)模塊化化程度較高高，I/O接口擴(kuò)充充方便?？偩€型連接接方式的缺點(diǎn)：系統(tǒng)中部件件之間的信信息交換，，均依賴于于總線，總總線成為系系統(tǒng)中的速速度瓶頸，，因而不適適于系統(tǒng)需需配備有大大量外設(shè)的的場(chǎng)合。實(shí)際設(shè)備中中，一種I/O接口口適配器也也可以控制制多臺(tái)I/O設(shè)備，，如多用戶戶卡。一塊塊多用戶I/O適配配器，可以以控制多臺(tái)臺(tái)終端的工工作，這種種方式稱之之為現(xiàn)代星星型I/O設(shè)備的連連接方式。。1/4/202312多用戶接口口適配器終端終端…總線1/4/2023132．通道道控制連連接方式式通道控制制方式由通道控控制器執(zhí)執(zhí)行專門門的通道道程序，，通過(guò)I/O總總線控制制接口與與外設(shè)。。通道控制制連接方方式主要要用于連連接外設(shè)設(shè)數(shù)量多多，外設(shè)設(shè)類型多多，外設(shè)設(shè)速度差差異大的的大型主主機(jī)系統(tǒng)統(tǒng)。1/4/2023141/4/202315通道控制制器是專專門負(fù)責(zé)責(zé)I/O操作的的控制器器，它執(zhí)執(zhí)行一種種專門的的通道程程序，可可與CPU并行行工作。。通道控制制器通過(guò)過(guò)執(zhí)行通通道程序序或采用用DMA方式實(shí)實(shí)現(xiàn)存儲(chǔ)儲(chǔ)器與外外部設(shè)備備之間的的直接數(shù)數(shù)據(jù)傳輸輸，減少少CPU對(duì)I/O處理理工作的的控制。。通道控制制器1/4/202316從連接角度看看，主機(jī)一般般通過(guò)單獨(dú)的的數(shù)據(jù)通路分分別連接數(shù)目目有限的通道道，各通道再再通過(guò)I/O總線連接I/O接口，，再與外設(shè)連連接。通道的四級(jí)連連接方式：主機(jī)→通道道→I/O接口(設(shè)備備控制器)→→外設(shè)1/4/202317通道的四級(jí)連連接方式1/4/2023183．I/O處理機(jī)機(jī)控制連接方方式(IOP方式)I/O處理機(jī)機(jī)(IOP)一種具有比I/O通道更更強(qiáng)獨(dú)立性的的專用CPU。IOP有自己己的指令系統(tǒng)統(tǒng)，可編程控控制，適應(yīng)性性強(qiáng)、通用性性好。其程序序的執(zhí)行可與與CPU并行行，可使CPU徹底擺脫脫對(duì)I/O的的控制處理。。IOP可大可可小，大的如如在巨型機(jī)系系統(tǒng)中，IOP可為一臺(tái)臺(tái)通用的小型型機(jī)或中型計(jì)計(jì)算機(jī)，稱為為前端處理機(jī)；小的則為一一塊大規(guī)模集集成電路芯片片，如Intel公司為為其微處理器器(CPU)8086配配套的IOP—8089。1/4/2023199.1.4I/O信信息息傳傳送送的的控控制制方方式式I/O數(shù)數(shù)據(jù)據(jù)傳傳送送控控制制方方式式也也稱稱I/O信信息息交交換換方方式式。。I/O數(shù)數(shù)據(jù)據(jù)傳傳送送控控制制方方式式與與主主機(jī)機(jī)和和外外設(shè)設(shè)之之間間的的連連接接方方式式有有很很大大的的關(guān)關(guān)系系，，各各種種方方式式有有不不同同的的適適用用對(duì)對(duì)象象和和應(yīng)應(yīng)用用場(chǎng)場(chǎng)合合，，需需要要相相應(yīng)應(yīng)的的硬硬件件來(lái)來(lái)支支持持。。1/4/202320按I/O控控制制組組織織的的演演變變順順序序和和外外設(shè)設(shè)與與主主機(jī)機(jī)并并行行工工作作程程度度以以及及數(shù)數(shù)據(jù)據(jù)傳傳送送的的控控制制方方式式，，對(duì)對(duì)I/O數(shù)數(shù)據(jù)據(jù)傳傳送送控控制制分分類類如如下下：：直接接程程序序控控制制方方式式：：程序序中中斷斷方方式式：：DMA方方式式：：通道道方方式式I/O處處理理機(jī)機(jī)方方式式由專有有硬硬件件控控制制的的數(shù)數(shù)據(jù)據(jù)傳傳送送由程序序控控制制的的數(shù)數(shù)據(jù)據(jù)傳傳送送采用用輔輔助助硬硬件件實(shí)實(shí)現(xiàn)現(xiàn)適合合快快速速外外設(shè)設(shè)快、、慢慢設(shè)設(shè)備備均均適適用用適合合于于大大、、中中型型機(jī)機(jī)適合合慢慢速速外外設(shè)設(shè)適合合于于小小微微型型機(jī)機(jī)1/4/202321（1）由由程序控控制的數(shù)數(shù)據(jù)傳送送這種控制制方式是是指在主主機(jī)和設(shè)設(shè)備之間間的I/O數(shù)據(jù)據(jù)傳送，，需要通通過(guò)處理理機(jī)執(zhí)行行具體的的I/O指令來(lái)來(lái)完成。。即由處處理機(jī)執(zhí)執(zhí)行所謂謂的I/O程序序，實(shí)現(xiàn)現(xiàn)對(duì)整個(gè)個(gè)I/O數(shù)據(jù)傳傳送過(guò)程程的全程程監(jiān)督與與管理。。程序控制制方式一般般在總線線型連接接方式中中采用。。由程序控控制的數(shù)數(shù)據(jù)傳送送可進(jìn)一一步分為為直接程序序控制方方式和程序中斷斷傳送方方式。1/4/202322（2）由由專有硬硬件控制制的數(shù)據(jù)據(jù)傳送這種控制制方式需需要在系系統(tǒng)中設(shè)設(shè)置專門門用于控控制I/O數(shù)據(jù)據(jù)傳輸?shù)牡挠布b裝置，處處理機(jī)只只要啟動(dòng)動(dòng)這些裝裝置，就就會(huì)在它它們的控控制下完完成I/O數(shù)據(jù)據(jù)傳輸，，因此具體的I/O數(shù)數(shù)據(jù)傳輸輸過(guò)程無(wú)無(wú)需處理理機(jī)的控控制。由專有硬硬件控制制的數(shù)據(jù)據(jù)傳送可可具體分分為：直接存儲(chǔ)儲(chǔ)器存取?。―MA）方方式通道控制制方式I/O處處理機(jī)控控制方式式1/4/2023239.2I/O接口接口：通常指指設(shè)備(硬件)之間的的界面。。I/O接接口:主機(jī)(系統(tǒng)總總線)與與外部設(shè)設(shè)備或其其它外部部系統(tǒng)之之間的接接口邏輯輯。1/4/2023249.2.1I/O接口的基基本功能能⑴實(shí)現(xiàn)現(xiàn)數(shù)據(jù)的的傳送、、緩沖、、隔離和和鎖存。。⑵實(shí)現(xiàn)現(xiàn)信號(hào)形式式和數(shù)據(jù)據(jù)格式轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)換。⑶控制制主機(jī)與與外設(shè)之之間的通通信聯(lián)絡(luò)絡(luò)，實(shí)現(xiàn)現(xiàn)控制命命令和狀狀態(tài)信息息的交換換，保證證時(shí)序協(xié)協(xié)調(diào)。⑷尋址址，即識(shí)識(shí)別設(shè)備備地址，，選擇指指定的設(shè)設(shè)備和I/O端端口。1/4/202325CPU和外外設(shè)之之間傳傳送的的信息息⑴數(shù)數(shù)據(jù)信信息①數(shù)字量量數(shù)字量量是指指用二二進(jìn)制制碼形形式提提供的的信息息，如如用二二進(jìn)制制形式式表示示的數(shù)數(shù)據(jù)、、以ASCII碼形形式表表示的的字符符等。。通常常有8位、、16位和和32位數(shù)數(shù)據(jù)。。②模擬量量模擬量量是指指連續(xù)續(xù)變化化的物物理量量，如如溫度度、濕濕度、、位移移、壓壓力、、流量量等。。計(jì)算算機(jī)無(wú)無(wú)法直直接接接收和和處理理模擬擬量，，要經(jīng)經(jīng)過(guò)A/D變換換將模模擬量量變成成數(shù)字字量，，才能能送入入計(jì)算算機(jī)；；同樣樣，計(jì)計(jì)算機(jī)機(jī)輸出出的數(shù)數(shù)字量量要經(jīng)經(jīng)過(guò)D/A變換換將數(shù)數(shù)字量量變成成模擬擬量，，才能能送入入使用用模擬擬量的的外設(shè)設(shè)。1/4/202326③開關(guān)量量開關(guān)量量有兩兩個(gè)狀狀態(tài)：：如開開關(guān)的的閉合合和斷斷開、、設(shè)備備的啟啟動(dòng)和和停止止等，，可以以“0”和和“1”表表示示。1/4/202327⑵狀態(tài)信信息狀態(tài)信信息就就是反反映當(dāng)當(dāng)前外外設(shè)所所處的的工作作狀態(tài)態(tài)的信信息。。在與外外設(shè)進(jìn)進(jìn)行數(shù)數(shù)據(jù)信信息的的交換換時(shí)，，CPU需需要通通過(guò)狀狀態(tài)信信息了了解外外設(shè)的的工作作狀態(tài)態(tài)。通通常外外設(shè)用用準(zhǔn)備好好（READY）信號(hào)來(lái)來(lái)表明明是否否準(zhǔn)備備就緒緒；用用忙（BUSY））信號(hào)表表示是是否處處于空空閑狀狀態(tài)。。例如如，當(dāng)當(dāng)輸入入設(shè)備備準(zhǔn)備備好向向系統(tǒng)統(tǒng)輸入入的數(shù)數(shù)據(jù)信信息時(shí)時(shí)，就就用READY信號(hào)號(hào)通知知CPU讀讀入數(shù)數(shù)據(jù)；；輸出出設(shè)備備只有有處于于空閑狀狀態(tài)（（不忙忙）時(shí)，才才可以以接收收CPU送送來(lái)的的信息息。外設(shè)的的狀態(tài)態(tài)信息息通過(guò)過(guò)接口口送往往CPU。。1/4/202328⑶控制信息在外設(shè)的工工作過(guò)程中中，CPU需要通過(guò)過(guò)控制信息息控制外設(shè)設(shè)的工作，，如對(duì)外設(shè)設(shè)的啟動(dòng)和和停止等。。不同外設(shè)設(shè)所需的控控制信息各各不相同，，因此CPU需要通通過(guò)接口將將控制信息息傳送給外外設(shè)。1/4/202329I/O信信息的傳傳送數(shù)據(jù)信息息、狀態(tài)態(tài)信息和和控制信信息各不不相同，，應(yīng)該分分別傳送送。為了便于于處理，，將狀態(tài)信信息、控控制信息息也廣義義地看成成數(shù)據(jù)信信息，通通過(guò)數(shù)據(jù)據(jù)總線來(lái)來(lái)傳送。。為了區(qū)別別這三種種信息，，在接口口線路中中將它們們分別送送入不同同的寄存存器（I/O端口））。CPU同同外設(shè)之之間的信信息傳送送實(shí)質(zhì)上上是對(duì)相相應(yīng)的寄寄存器進(jìn)進(jìn)行“讀讀”或““寫”操操作。端口（Port或I/O端端口）：：接口中中可以由由CPU進(jìn)行讀讀或?qū)懙牡募拇嫫髌鳌?/4/202330I/O端口口的尋尋址方方式對(duì)I/O設(shè)設(shè)備的的尋址址實(shí)質(zhì)質(zhì)上就就是對(duì)對(duì)I/O端端口的的尋址址。⑴I/O端口口與主主存統(tǒng)統(tǒng)一編編址將一個(gè)個(gè)I/O端端口作作為存存儲(chǔ)器器中的的一個(gè)個(gè)單元元對(duì)待待，每每一個(gè)個(gè)I/O端端口占占用一一個(gè)存存儲(chǔ)器器單元元地址址。編編址時(shí)時(shí)將I/O端口口與存存儲(chǔ)器器單元元一起起進(jìn)行行編址址。又稱為為存儲(chǔ)器器對(duì)應(yīng)應(yīng)的輸輸入輸輸出方方式或或存儲(chǔ)儲(chǔ)器映映象編編址方方式。1/4/202331I/O端口口與主主存統(tǒng)統(tǒng)一編編址內(nèi)存I/O端口內(nèi)存1/4/202332I/O端口口與主存統(tǒng)統(tǒng)一編址方方式的優(yōu)點(diǎn)：①CPU可使用所所有存儲(chǔ)器器操作指令令對(duì)I/O端口中數(shù)數(shù)據(jù)進(jìn)行操操作，十分分靈活和方方便。②不需要要用專門的的指令及控控制信號(hào)區(qū)區(qū)分是存儲(chǔ)儲(chǔ)器還是I/O操作作。使得系系統(tǒng)相對(duì)簡(jiǎn)簡(jiǎn)單。I/O端口口與主存統(tǒng)統(tǒng)一編址方方式存在的的缺點(diǎn)：①I/O端口占用用了內(nèi)存單單元的部分分地址空間間，使內(nèi)存存容量減小小。②由于在在程序中不不易分清指指令訪問(wèn)的的是存儲(chǔ)器器還是I/O端口，，所以采用用這種方式式編制的程程序不易閱閱讀。1/4/202333⑵I/O端口口獨(dú)立編址址將I/O端端口與存儲(chǔ)儲(chǔ)器單元分分別獨(dú)立進(jìn)進(jìn)行編址，，CPU訪訪問(wèn)外設(shè)時(shí)時(shí)，需使用用專門的I/O指令令，并需要要有與接口口電路聯(lián)系系的單獨(dú)的的控制信號(hào)號(hào)。也稱為I/O端口口尋址輸入入輸出方式式。存儲(chǔ)器I/O端口口FFFFH0000HFFFH000H1/4/202334IBMPC中I/O地址的分分配輸入／輸出設(shè)備占用地址數(shù)地址(16進(jìn)制)硬盤控制器16320～32F軟盤控制器83F0～3F7彩色圖形顯示適配器163D0～3DF異步通訊控制器83F8～3FF1/4/202335I/O端端口獨(dú)立立編址方方式的優(yōu)點(diǎn)：①I/O端口口具有獨(dú)獨(dú)立的地地址空間間，不占占用內(nèi)存存空間。。②I/O指令令中的地地址字段段的長(zhǎng)度度較短，，可以節(jié)節(jié)省指令令存儲(chǔ)空空間和指指令執(zhí)行行時(shí)間。。③由于于訪問(wèn)存存儲(chǔ)器和和訪問(wèn)I/O端端口使用用不同的的指令，，因此編編制的程程序比較較清晰易易讀。I/O端端口獨(dú)立立編址方方式的缺點(diǎn)：I/O操操作指令令的種類類通常沒(méi)沒(méi)有存儲(chǔ)儲(chǔ)器操作作指令豐豐富，設(shè)設(shè)計(jì)程序序時(shí)不夠夠方便。。1/4/2023369.2.2接接口的基基本組成成1/4/202337⑴設(shè)備選擇擇電路用于接收收總線傳傳來(lái)的地地址信息息，經(jīng)譯譯碼后，，決定選選擇哪個(gè)個(gè)設(shè)備或或I/O接口內(nèi)內(nèi)部的部部件。⑵數(shù)據(jù)緩沖沖寄存器器（數(shù)據(jù)據(jù)端口））用于存放放主機(jī)與與外設(shè)之之間要傳傳遞的數(shù)數(shù)據(jù)信息息。⑶命令寄存存器（控控制端口口）用于存放放主機(jī)向向外設(shè)發(fā)發(fā)送的控控制命令令。⑷狀態(tài)寄存存器（狀狀態(tài)端口口）用于存放放外設(shè)或或接口的的工作狀狀態(tài)。⑸其它有關(guān)關(guān)部件如中斷控控制邏輯輯、DMA控制制邏輯以以及各類類特殊部部件。1/4/2023389.2.3I/O接接口的分類1.按數(shù)據(jù)據(jù)傳送格式分分串行接口：接口與設(shè)備備之間的信息息傳送是逐位位串行進(jìn)行的的。并行接口：接口與設(shè)備備之間的信息息傳送是將一一個(gè)字或一個(gè)個(gè)字節(jié)的所有有位同時(shí)并行行地進(jìn)行傳送送的。1/4/2023391/4/202340主機(jī)串行接口外設(shè)TxDRxDDn－1～0主機(jī)并行接口外設(shè)Dn－1～0I/On－1～01/4/2023412.按按時(shí)時(shí)序的的控制制方式式分同步接接口：一般般與同同步總總線相相連，，接口口與總總線采采用統(tǒng)統(tǒng)一時(shí)時(shí)鐘信信號(hào)，，無(wú)論論CPU與與I/O設(shè)設(shè)備，，還是是存儲(chǔ)儲(chǔ)器與與I/O設(shè)設(shè)備交交換信信息，，都與與總線線同步步時(shí)鐘鐘脈沖沖同步步。異步接接口：與異異步總總線相相連，，接口口與系系統(tǒng)總總線之之間采采用異異步應(yīng)應(yīng)答方方式。。1/4/2023423.按按信信息傳傳送交交換的的控制制方式式分程序控控制I/O接口口：采用用直接接程序序控制制方式式進(jìn)行行信息息交換換的接接口。。程序中中斷I/O接口口：主機(jī)機(jī)與外外設(shè)以以程序序中斷斷方式式進(jìn)行行信息息交換換控制制的接接口。。直接存存儲(chǔ)器器存取取I/O接接口：以直直接存存儲(chǔ)器器存取取(DMA)方方式控控制信信息傳傳送的的接口口。1/4/202343程序序控控制制方方式式的的特特點(diǎn)點(diǎn)：：數(shù)據(jù)據(jù)傳傳輸輸操操作作通通過(guò)過(guò)在在處處理理機(jī)機(jī)上上執(zhí)執(zhí)行行的的I/O指指令令來(lái)來(lái)實(shí)實(shí)現(xiàn)現(xiàn)。。程序序控控制制方方式式下下數(shù)數(shù)據(jù)據(jù)傳傳輸輸?shù)牡倪^(guò)過(guò)程程：：⑴輸入入數(shù)數(shù)據(jù)據(jù)①CPU執(zhí)執(zhí)行行I/O輸輸入入指指令令，，啟啟動(dòng)動(dòng)輸輸入入操操作作總總線線周周期期，，將將I/O接接口口數(shù)數(shù)據(jù)據(jù)緩緩沖沖寄寄存存器器中中的的數(shù)數(shù)據(jù)據(jù)取取到到CPU中中的的累累加加器器中中。。②CPU執(zhí)執(zhí)行行寫寫存存儲(chǔ)儲(chǔ)器器指指令令，，啟啟動(dòng)動(dòng)寫寫存存儲(chǔ)儲(chǔ)器器總總線線周周期期，，將將累累加加器器中中存存放放的的輸輸入入數(shù)數(shù)據(jù)據(jù)寫寫到到內(nèi)內(nèi)存存某某個(gè)個(gè)單單元元中中。。9.3程程序序控控制制方方式式1/4/202344⑵輸出出數(shù)數(shù)據(jù)據(jù)①CPU執(zhí)執(zhí)行行讀讀存存儲(chǔ)儲(chǔ)器器指指令令，，啟啟動(dòng)動(dòng)讀讀存存儲(chǔ)儲(chǔ)器器總總線線周周期期，，將將內(nèi)內(nèi)存存某某個(gè)個(gè)單單元元中中存存放放的的待待輸輸出出數(shù)數(shù)據(jù)據(jù)取取到到CPU的的累累加加器器中中。。②CPU執(zhí)執(zhí)行行I/O輸輸出出指指令令，，啟啟動(dòng)動(dòng)輸輸出出操操作作總總線線周周期期，，將將累累加加器器中中存存放放的的待待輸輸出出數(shù)數(shù)據(jù)據(jù)寫寫到到設(shè)設(shè)備備接接口口的的數(shù)數(shù)據(jù)據(jù)緩緩沖沖寄寄存存器器中中。。在程程序序控控制制方方式式下下，，內(nèi)內(nèi)存存與與外外設(shè)設(shè)交交換換一一個(gè)個(gè)數(shù)數(shù)據(jù)據(jù)需需要要使使用用兩兩次次總總線線，，即即需需要要執(zhí)執(zhí)行行一一個(gè)個(gè)訪訪問(wèn)問(wèn)存存儲(chǔ)儲(chǔ)單單元元的的總總線線周周期期和和一一個(gè)個(gè)訪訪問(wèn)問(wèn)I/O的的總總線線周周期期。。1/4/2023459.3.1直直接程序序控制方方式直接程序序控制方方式完全全通過(guò)程程序來(lái)控控制主機(jī)機(jī)與外設(shè)設(shè)之間信信息傳送送。通常是在在用戶程程序中安安排一段段由I/O指令令和其它它指令組組成的I/O程程序，通通過(guò)執(zhí)行行I/O程序?qū)崒?shí)現(xiàn)對(duì)外外設(shè)的直直接控制制。1/4/2023461.直直接數(shù)據(jù)據(jù)傳送方方式CPU在在控制與與外設(shè)之之間的數(shù)數(shù)據(jù)傳送送之前，，不需了了解外設(shè)設(shè)的工作作狀態(tài)，，也不需需考慮同同步問(wèn)題題，即可可直接執(zhí)執(zhí)行I/0指令令，實(shí)現(xiàn)現(xiàn)數(shù)據(jù)傳傳送。在采用直直接數(shù)據(jù)據(jù)傳送方方式進(jìn)行行數(shù)據(jù)傳傳輸?shù)慕咏涌谥?，，不需設(shè)設(shè)置狀態(tài)態(tài)寄存器器及相關(guān)關(guān)邏輯。。直接數(shù)據(jù)據(jù)傳送方方式也稱稱為無(wú)條件傳傳送方式式，是I/O數(shù)據(jù)據(jù)傳送控控制最簡(jiǎn)簡(jiǎn)單的一一種，多多用于I/0操操作時(shí)間間固定且且已知的情況下下。1/4/202347next:movdx,8000h;DX指向向數(shù)據(jù)端端口inal,dx;從輸入入端口讀讀開關(guān)狀狀態(tài)notal;反相outdx,al;送輸出出端口顯顯示calldelay;調(diào)子程程序延時(shí)時(shí)jmpnext;重復(fù)1/4/2023482.程序查查詢數(shù)據(jù)傳送送控制方式CPU在進(jìn)行行輸入/輸出出操作之前，，先查詢外設(shè)設(shè)的狀態(tài)，只只有當(dāng)外設(shè)準(zhǔn)準(zhǔn)備就緒時(shí)，，才進(jìn)行數(shù)據(jù)據(jù)傳送。也稱稱為條件傳送方式式。當(dāng)有關(guān)操作的的時(shí)間未知或或不定時(shí)，往往往采用程序序查詢方式進(jìn)進(jìn)行同步控制制。1/4/202349程序查詢方式式I/0程序序的操作步驟驟1/4/202350movdx,8000h;DX指指向狀態(tài)端口口status: inal,dx;讀狀態(tài)端端口testal,01h;測(cè)試標(biāo)志志位D0jzstatus;D＝＝0，未就就緒，繼續(xù)續(xù)查詢0incdx;D＝1,就緒，，DX改指指向數(shù)據(jù)端端口0inal,dx;從數(shù)據(jù)端端口輸入數(shù)數(shù)據(jù)1/4/202351在程序查詢?cè)兎绞街?，，為了提供供程序查詢?cè)円罁?jù)，通通常需要設(shè)設(shè)置狀態(tài)寄寄存器，占占用一個(gè)I/O端口口地址。1/4/202352直接程序控控制方式適適用于下述述場(chǎng)合：①CPU速度不高高②CPU工作效率率問(wèn)題不是是很重要③需要調(diào)調(diào)試或診斷斷I/O接接口及設(shè)備備的時(shí)候直接程序控控制方式的的缺點(diǎn)：①CPU與外圍設(shè)設(shè)備無(wú)法并并行工作，，CPU效效率很低。。②無(wú)法發(fā)發(fā)現(xiàn)和處理理異常情況況，不能響響應(yīng)來(lái)自外外部的隨機(jī)機(jī)請(qǐng)求。1/4/2023539.3.2程程序序中中斷斷傳傳送送方方式式程序序中中斷斷方方式式簡(jiǎn)簡(jiǎn)稱稱為為中斷斷方方式式，它它是是目目前前幾幾乎乎所所有有計(jì)計(jì)算算機(jī)機(jī)系系統(tǒng)統(tǒng)都都具具備備的的一一種種重重要要工工作作機(jī)機(jī)制制。。中斷斷不不僅僅用用在在輸輸入入輸輸出出過(guò)過(guò)程程控控制制中中，，而而且且在在多多道道程程序序、、分分時(shí)時(shí)操操作作、、實(shí)實(shí)時(shí)時(shí)處處理理、、人人機(jī)機(jī)聯(lián)聯(lián)系系、、故故障障處處理理、、程程序序的的監(jiān)監(jiān)視視與與跟跟蹤蹤、、目目態(tài)態(tài)程程序序和和操操作作系系統(tǒng)統(tǒng)的的聯(lián)聯(lián)系系以以及及多多處處理理機(jī)機(jī)系系統(tǒng)統(tǒng)中中各各機(jī)機(jī)間間聯(lián)聯(lián)系系方方面面都都起起著著十十分分重重要要的的作作用用。。1/4/2023549.3.2.1中中斷斷的的基基本本概概念念1．．中斷斷中斷斷是是指指處處理理機(jī)機(jī)暫暫時(shí)時(shí)中中止止執(zhí)執(zhí)行行現(xiàn)現(xiàn)行行程程序序而而轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)去去執(zhí)執(zhí)行行處處理理更更加加緊緊迫迫事事件件的的服服務(wù)務(wù)程程序序，，待待處處理理完完畢畢后后，，再再自自動(dòng)動(dòng)返返回回執(zhí)執(zhí)行行原原來(lái)來(lái)的的程程序序的的過(guò)過(guò)程程。。相對(duì)對(duì)于于在在CPU上上運(yùn)運(yùn)行行的的程程序序，，中中斷斷具具有有隨機(jī)機(jī)性性（不不可可預(yù)預(yù)測(cè)測(cè)性性））、、異步步性性和不可可再再現(xiàn)現(xiàn)性性。1/4/2023552．實(shí)現(xiàn)中斷斷應(yīng)考慮的問(wèn)問(wèn)題⑴保護(hù)現(xiàn)場(chǎng)中斷過(guò)程實(shí)質(zhì)質(zhì)上是一種程程序切換過(guò)程程，因此必須須處理好保存存舊現(xiàn)場(chǎng)、建建立新現(xiàn)場(chǎng)的的問(wèn)題。⑵及時(shí)獲得中斷斷請(qǐng)求信號(hào)中斷具有隨機(jī)機(jī)性(程序自自愿中斷除外外)。因此必必須及時(shí)檢測(cè)測(cè)中斷請(qǐng)求信信號(hào)，以便及及時(shí)處理。1/4/2023563．中斷的作作用(1)解決決主機(jī)與外設(shè)設(shè)的速度匹配配問(wèn)題，實(shí)現(xiàn)現(xiàn)CPU與I/O設(shè)備并并行工作。CPU打印機(jī)執(zhí)行主程序繼續(xù)執(zhí)行主程序繼續(xù)執(zhí)行主程序空閑啟動(dòng)準(zhǔn)備發(fā)中斷請(qǐng)求接收數(shù)據(jù)打印發(fā)中斷請(qǐng)求接收數(shù)據(jù)啟動(dòng)打印機(jī)傳送數(shù)據(jù)傳送數(shù)據(jù)響應(yīng)中斷響應(yīng)中斷打印中斷返回中斷返回1/4/202357(2)及時(shí)時(shí)處理異常情情況，提高機(jī)機(jī)器的可靠性性。(3)便于于實(shí)現(xiàn)人—機(jī)機(jī)聯(lián)系(4)便于于實(shí)現(xiàn)多道程程序運(yùn)行(5)便于于實(shí)現(xiàn)多臺(tái)設(shè)設(shè)備并行工作作(6)便于于實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)控控制(7)便于于實(shí)現(xiàn)目態(tài)程程序和操作系系統(tǒng)的聯(lián)系(8)便于于實(shí)現(xiàn)多處理理機(jī)系統(tǒng)中各各處理機(jī)間的的聯(lián)系1/4/2023584．中中斷處處理的的過(guò)程程1/4/202359中斷源源以硬硬件信信號(hào)形形式通通過(guò)中中斷控控制線線路向向CPU提提出中中斷請(qǐng)請(qǐng)求。。中斷源源：引起中中斷事事件的的原因因。中斷源源可以以是外外部的的硬件件設(shè)備備，如如鍵盤盤、打打印機(jī)機(jī)等輸輸入/輸出設(shè)設(shè)備和和各種種控制制設(shè)備備；也也可以以是軟軟件指指令，，如中中斷指指令；；還可可能是是由各各種故故障和和出錯(cuò)錯(cuò)引起起的中中斷，，如計(jì)計(jì)算溢溢出等等。⑴中斷請(qǐng)請(qǐng)求1/4/202360⑵中斷判判優(yōu)及及響應(yīng)應(yīng)根據(jù)中中斷優(yōu)優(yōu)先權(quán)權(quán)進(jìn)行行判斷斷，擇擇優(yōu)予予以響響應(yīng)。。⑶保護(hù)現(xiàn)現(xiàn)場(chǎng)保護(hù)主主程序序的運(yùn)運(yùn)行現(xiàn)現(xiàn)狀，，如PC值值、PSW、寄寄存器器和內(nèi)內(nèi)存中中的重重要數(shù)數(shù)據(jù)。。⑷中斷服服務(wù)按中斷斷源的的工作作要求求，執(zhí)執(zhí)行相相應(yīng)的的中斷斷服務(wù)務(wù)程序序，進(jìn)進(jìn)行特特定的的數(shù)據(jù)據(jù)傳送送或控控制處處理。。1/4/202361⑸恢復(fù)現(xiàn)現(xiàn)場(chǎng)為了正正確返返回原原程序序，需需要進(jìn)進(jìn)行恢恢復(fù)現(xiàn)現(xiàn)場(chǎng)的的工作作，即即將前前面保保存的的寄存存器的的內(nèi)容容送回回原寄寄存器器。⑹中斷返返回返回被被中斷斷的程程序，，繼繼續(xù)執(zhí)執(zhí)行。。1/4/2023625．中中斷的的分類類⑴按按中斷斷源來(lái)來(lái)分內(nèi)中斷外中斷強(qiáng)迫中斷自愿中斷：程序中預(yù)先安排的中斷硬件故障軟件故障外設(shè)請(qǐng)求中斷控制臺(tái)中斷1/4/202363⑵按中斷斷服務(wù)程序序入口的獲獲取方式分分向量中斷：：由中斷系系統(tǒng)硬件，，直接向主主機(jī)提供被被響應(yīng)中中斷的的中斷向量量地址。非向量中斷斷：通過(guò)軟軟件查詢方方式識(shí)別中中斷源，轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)入入相相應(yīng)的中斷斷服務(wù)程序序入口地址址。⑶按是否否可屏蔽分分可屏蔽中斷斷：CPU可以禁止止響應(yīng)的外外部中斷。。不可屏蔽中中斷：CPU必須響響應(yīng)的外部部中斷。1/4/2023646.中斷系系統(tǒng)的設(shè)計(jì)計(jì)要求⑴保證中中斷請(qǐng)求信信號(hào)的建立立及保持的的準(zhǔn)確性，，保證中斷斷在未被響響應(yīng)時(shí)，中中斷請(qǐng)求信信號(hào)不能隨隨便被丟失失。⑵保證各各類中斷都都能及時(shí)得得到響應(yīng)，，不應(yīng)出現(xiàn)現(xiàn)某些中斷斷由于某種種原因長(zhǎng)時(shí)時(shí)間得不到到響應(yīng)的情情況。⑶必須防止在在處理某個(gè)個(gè)中斷過(guò)程程中，又去去響應(yīng)同樣樣的中斷。⑷保證中斷處處理過(guò)程的的正確性，，在中斷處處理過(guò)程結(jié)結(jié)束后能夠夠正確返回回被中斷的的程序使之之繼續(xù)執(zhí)行行。1/4/202365⑸高級(jí)中中斷應(yīng)能中中斷低級(jí)中中斷的處理理，即要允允許中斷嵌嵌套。⑹中斷優(yōu)先級(jí)級(jí)的設(shè)置應(yīng)應(yīng)具備方便便性及靈活活性，允許許動(dòng)態(tài)改變變一個(gè)中斷斷的優(yōu)先級(jí)級(jí)別。1/4/2023669.3.2.2中中斷請(qǐng)求求信號(hào)的的建立與與傳送1．中斷斷請(qǐng)求信信號(hào)的建建立與中中斷屏蔽蔽中斷請(qǐng)求求信號(hào)的的建立，，基于中中斷源有有請(qǐng)求中中斷的需需要。例如，當(dāng)當(dāng)外設(shè)已已“準(zhǔn)備備就緒””或“完完成一次次操作””，可以以用這類類狀態(tài)信信號(hào)作為為中斷請(qǐng)請(qǐng)求信號(hào)號(hào)建立的的原始信信號(hào)，使使中斷請(qǐng)請(qǐng)求觸發(fā)發(fā)器的狀狀態(tài)置““1”，，表明明已有中中斷請(qǐng)求求。設(shè)備中通通常有三三種狀態(tài)態(tài)：空閑閑、就緒緒、忙1/4/202367空閑忙就緒Busy＝0Ready＝0Busy＝0Ready＝1產(chǎn)生中斷斷請(qǐng)求Busy＝1Ready＝0啟動(dòng)清除準(zhǔn)備好再啟動(dòng)清除1/4/202368外設(shè)發(fā)出請(qǐng)求求中斷信號(hào)的的條件①外設(shè)準(zhǔn)備就緒緒（Ready＝1）②外設(shè)的中斷請(qǐng)請(qǐng)求沒(méi)有被屏屏蔽1/4/202369中斷斷請(qǐng)請(qǐng)求求信信號(hào)號(hào)是是否否能能夠夠傳傳送送給給CPU，，要要看看中中斷斷源源是是否否被被屏屏蔽蔽。。中斷斷屏屏蔽蔽1/4/202370中斷斷屏屏蔽蔽：中斷斷源源的的中中斷斷請(qǐng)請(qǐng)求求不不能能向向CPU發(fā)發(fā)出出。?？梢愿鶕?jù)需要要對(duì)中斷請(qǐng)求求信號(hào)予以屏屏蔽。①先屏蔽方式：在中斷請(qǐng)求求觸發(fā)器IRQ的D端進(jìn)進(jìn)行屏蔽。②后屏蔽方式：在中斷請(qǐng)求求觸發(fā)器IRQ的輸出端端進(jìn)行屏蔽。。③集中屏蔽方式式：即在公共接接口邏輯中設(shè)設(shè)置一個(gè)中斷斷控制器，內(nèi)內(nèi)含一個(gè)屏蔽蔽字寄存器，，CPU將屏屏蔽字送入其其中。在各中中斷源的接口口不另設(shè)屏蔽蔽觸發(fā)器。將將各個(gè)請(qǐng)求信信號(hào)匯集到中中斷控制器，，并與屏蔽字字比較，若未未被屏蔽，則則中斷控制器器送出一個(gè)公公共的中斷請(qǐng)請(qǐng)求信號(hào)INT，送往CPU。1/4/202371TD：狀態(tài)信號(hào)，，TD＝1，需要請(qǐng)請(qǐng)求中斷TM：中斷屏蔽信信號(hào)，TM＝1，屏蔽中中斷請(qǐng)求QIRQCPDIRQ&TDTMQIRQCPD1TDTMIRQ1/4/2023728259A的的內(nèi)部結(jié)構(gòu)和和引腳1/4/2023732．中斷請(qǐng)求求信號(hào)的傳送送一臺(tái)計(jì)算機(jī)系系統(tǒng)中有多個(gè)個(gè)中斷源，可可能產(chǎn)生多個(gè)個(gè)中斷請(qǐng)求信信號(hào)，因此需需要解決多個(gè)個(gè)中斷請(qǐng)求信信號(hào)如何傳送送給CPU的的問(wèn)題。⑴獨(dú)立請(qǐng)求線方方式（多線單級(jí)結(jié)結(jié)構(gòu)）各中斷源單獨(dú)獨(dú)設(shè)置自己的的中斷請(qǐng)求線線，多根請(qǐng)求求線直接送往往CPU。當(dāng)當(dāng)CPU接到到中斷請(qǐng)求信信號(hào)后，立即即知道請(qǐng)求源源是誰(shuí)，并予予以相應(yīng)的處處理。這種方法有利利于實(shí)現(xiàn)向量量中斷，因?yàn)闉榭梢酝ㄟ^(guò)編編碼電路形成成向量地址。。但因?yàn)镃PU所能連接接的中斷請(qǐng)求求線數(shù)目有限限，所以中斷斷源數(shù)目難以以擴(kuò)充。1/4/202374獨(dú)立請(qǐng)求線方方式CPUINTR0INTR1INTRn－1┇1/4/202375⑵公共請(qǐng)請(qǐng)求線線方式式（單線線多級(jí)級(jí)結(jié)構(gòu)構(gòu)）各中斷斷源的的請(qǐng)求求信號(hào)號(hào)通過(guò)過(guò)三態(tài)態(tài)門匯匯集到到一根根公共共請(qǐng)求求線，，CPU只只需接接收一一根中中斷請(qǐng)請(qǐng)求線線的請(qǐng)請(qǐng)求信信號(hào)。。這種方方法節(jié)節(jié)省引引腳，，但CPU響應(yīng)應(yīng)中斷斷后，，還需需要通通過(guò)一一定邏邏輯來(lái)來(lái)識(shí)別別是哪哪個(gè)中中斷源源發(fā)出出的中中斷請(qǐng)請(qǐng)求，，所以以響應(yīng)應(yīng)速度度慢一一些。。CPUINTR0INTR1INTRn－1I/OI/OI/O…INT1/4/202376⑶兩維維結(jié)結(jié)構(gòu)構(gòu)（多多線線多多級(jí)級(jí)結(jié)結(jié)構(gòu)構(gòu)））CPU設(shè)設(shè)置置數(shù)數(shù)根根中中斷斷請(qǐng)請(qǐng)求求輸輸入入線線，，它它們們體體現(xiàn)現(xiàn)不不同同的的優(yōu)優(yōu)先先級(jí)級(jí)別別，，稱稱為為主主優(yōu)優(yōu)先先級(jí)級(jí)。。再再將將主主優(yōu)優(yōu)先先級(jí)級(jí)相相同同的的中中斷斷請(qǐng)請(qǐng)求求源源匯匯集集到到同同一一公公共共請(qǐng)請(qǐng)求求線線上上。。這種種方方法法綜綜合合了了前前兩兩種種模模式式的的優(yōu)優(yōu)點(diǎn)點(diǎn)，，既既可可以以在在主主優(yōu)優(yōu)先先級(jí)級(jí)層層次次迅迅速速判判明明中中斷斷源源，，又又能能隨隨意意擴(kuò)擴(kuò)充充中中斷斷源源數(shù)數(shù)目目。。1/4/202377兩維結(jié)構(gòu)構(gòu)CPUINTR0INTR1I/O…INT0INTRk－1I/OI/OINTR0INTR1I/O…INTRn－1I/OI/OINTn－1INTR0INTR1I/O…INT1INTRl－1I/OI/O┇1/4/202378⑷獨(dú)立請(qǐng)求求線與公公共請(qǐng)求求線兼有有方式將要求快快速響應(yīng)應(yīng)的中斷斷請(qǐng)求，，采取獨(dú)獨(dú)立請(qǐng)求求線方式式，以便便快速識(shí)識(shí)別。將將其余響響應(yīng)速度度允許相相對(duì)低些些的中斷斷請(qǐng)求，，匯集為為一根公公共請(qǐng)求求線。有些微處處理器由由于引腳腳數(shù)有限限，就采采取這種種模式。。CPUINTRINTRINTRI/OI/OI/O…I/OI/OINTR0INTR1INTRm－11/4/2023799.3.2.3中中斷排隊(duì)隊(duì)與判優(yōu)優(yōu)1.有有關(guān)概念念中斷排隊(duì)隊(duì)：中斷系系統(tǒng)設(shè)計(jì)計(jì)人員對(duì)對(duì)中斷請(qǐng)請(qǐng)求的響響應(yīng)次序序作出安安排。中斷判優(yōu)優(yōu)：系統(tǒng)運(yùn)運(yùn)行過(guò)程程中，當(dāng)當(dāng)有多個(gè)個(gè)中斷源源同時(shí)請(qǐng)請(qǐng)求中斷斷時(shí)，根根據(jù)中斷斷排隊(duì)事事先規(guī)定定的次序序判斷中中斷請(qǐng)求求的響應(yīng)應(yīng)優(yōu)先次次序。中斷優(yōu)先先級(jí)（中斷優(yōu)優(yōu)先權(quán)））：根據(jù)據(jù)中斷源源中斷任任務(wù)的緊緊迫程度度，給各各中斷請(qǐng)請(qǐng)求安排排的響應(yīng)應(yīng)次序。。1/4/202380中斷排隊(duì)的原原則①內(nèi)部中斷優(yōu)先先于外部中斷斷②故障中斷優(yōu)先先于設(shè)備請(qǐng)求求中斷③非屏蔽中斷優(yōu)優(yōu)先于可屏蔽蔽中斷④輸入操作的中中斷請(qǐng)求優(yōu)先先于輸出操作作的中斷請(qǐng)求求⑤數(shù)據(jù)有效時(shí)間間短的中斷優(yōu)優(yōu)先于數(shù)據(jù)有有效時(shí)間長(zhǎng)的的中斷具體設(shè)計(jì)時(shí)，，中斷優(yōu)先級(jí)級(jí)可以是固定定的，也可以以是動(dòng)態(tài)變化化的?？梢圆刹捎糜布蜍涇浖M(jìn)行中斷斷排隊(duì)和判優(yōu)優(yōu)。1/4/2023812．CPU與與中斷請(qǐng)求間間的判優(yōu)CPU是否響響應(yīng)中斷請(qǐng)求求，要看當(dāng)時(shí)時(shí)占有CPU的程序的優(yōu)優(yōu)先級(jí)。如程序的優(yōu)先先級(jí)高于或等等于當(dāng)前中斷斷請(qǐng)求的優(yōu)先先級(jí)，則CPU可以不響響應(yīng)這個(gè)中斷斷，或說(shuō)CPU不允許被被中斷、中斷斷被禁止。如占有CPU的程序優(yōu)先先級(jí)低于請(qǐng)求求中斷的優(yōu)先先級(jí)，則不應(yīng)應(yīng)禁止這個(gè)中中斷，而使CPU能夠響響應(yīng)這個(gè)中斷斷，或說(shuō)CPU允許中斷斷。中斷禁止：在一定條件下下，CPU不不允許響應(yīng)中中斷。中斷允許：在一定條件件下，CPU允許響應(yīng)中中斷。1/4/202382CPU現(xiàn)行程程序與中斷請(qǐng)請(qǐng)求的判優(yōu)方方法⑴通過(guò)設(shè)置CPU內(nèi)部的““中斷允許””狀態(tài)進(jìn)行判判優(yōu)在CPU內(nèi)部部設(shè)置“允允許中斷”觸觸發(fā)器IEN（或在PSR中設(shè)置相相應(yīng)位P231），指指令系統(tǒng)提供供開中斷與關(guān)關(guān)中斷功能（（特權(quán)指令））。開中斷操作使使TIEN＝1，關(guān)中斷斷使TIEN＝0。如果CPU處處于關(guān)中斷狀狀態(tài)，則表示示所有外部中中斷請(qǐng)求要求求的服務(wù)都沒(méi)沒(méi)有現(xiàn)行程序序的任務(wù)重要要，CPU不不響應(yīng)外部中中斷請(qǐng)求。如果CPU處處于開中斷狀狀態(tài)，則可以以響應(yīng)外部中中斷請(qǐng)求。1/4/2023831/4/202384⑵在現(xiàn)現(xiàn)行行程程序序的的程程序序狀狀態(tài)態(tài)字字（（PSW））中中設(shè)設(shè)置置現(xiàn)現(xiàn)行行程程序序的的優(yōu)優(yōu)先先級(jí)級(jí)若中中斷斷請(qǐng)請(qǐng)求求的的優(yōu)優(yōu)先先級(jí)級(jí)高高于于現(xiàn)現(xiàn)行行程程序序的的優(yōu)優(yōu)先先級(jí)級(jí)，，則則予予以以響響應(yīng)應(yīng)。。CPU內(nèi)內(nèi)部部有有一一個(gè)個(gè)優(yōu)優(yōu)先先級(jí)級(jí)比比較較邏邏輯輯，，對(duì)對(duì)PSW中中給給定定的的優(yōu)優(yōu)先先級(jí)級(jí)與與中中斷斷請(qǐng)請(qǐng)求求的的優(yōu)優(yōu)先先級(jí)級(jí)進(jìn)進(jìn)行行比比較較，，決決定定是是否否需需要要暫暫停?，F(xiàn)現(xiàn)行行程程序序去去響響應(yīng)應(yīng)中中斷斷請(qǐng)請(qǐng)求求。。操操作作系系統(tǒng)統(tǒng)可可以以根根據(jù)據(jù)實(shí)實(shí)際際情情況況動(dòng)動(dòng)態(tài)態(tài)地地對(duì)對(duì)PSW中中的的優(yōu)優(yōu)先先級(jí)級(jí)進(jìn)進(jìn)行行調(diào)調(diào)整整。。1/4/202385例：：某某計(jì)計(jì)算算機(jī)機(jī)內(nèi)內(nèi)部部程程序序與與外外部部中中斷斷請(qǐng)請(qǐng)求求優(yōu)優(yōu)先先級(jí)級(jí)和和PSW的的規(guī)規(guī)定定為為：：處理理機(jī)機(jī)0級(jí)級(jí)處理理機(jī)機(jī)1級(jí)級(jí)處理理機(jī)機(jī)7級(jí)級(jí)外部部請(qǐng)請(qǐng)求求0級(jí)級(jí)外部請(qǐng)求求1級(jí)外部請(qǐng)求求7級(jí)765PSW內(nèi)部?jī)?yōu)先級(jí)1/4/2023862．中斷斷請(qǐng)求之之間的排排隊(duì)與判判優(yōu)(1)軟軟件查查詢響應(yīng)中斷斷請(qǐng)求后后，先轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)入中斷斷查詢程程序，按按優(yōu)先順順序依次次詢問(wèn)各各中斷源源是否提提出請(qǐng)求求。如果果是，則則轉(zhuǎn)入相相應(yīng)的服服務(wù)處理理程序。。如果沒(méi)沒(méi)有，則則繼續(xù)往往下查詢?cè)?。查詢?cè)兊捻樞蛐蝮w現(xiàn)了了優(yōu)先級(jí)級(jí)別的高高低，改改變查詢?cè)冺樞蛞惨簿托薷母牧藘?yōu)先先級(jí)。在硬件上上，每一一個(gè)中斷斷源都附附帶一個(gè)個(gè)標(biāo)志，，用于代代表相應(yīng)應(yīng)的中斷斷源是否否請(qǐng)求中中斷。CPU用用測(cè)試指指令按一一定優(yōu)先先次序檢檢查這些些標(biāo)志，，即可確確定中斷斷源是否否發(fā)出中中斷請(qǐng)求求。1/4/2023871/4/202388軟件查詢?cè)兎椒ㄟm適用于低低速和中中速設(shè)備備，多用用于公共共請(qǐng)求線線方式。。優(yōu)點(diǎn)：中斷條條件標(biāo)志志的優(yōu)先先級(jí)可用用程序任任意改變變，靈活活性好。。缺點(diǎn)：設(shè)備多多時(shí)，響響應(yīng)速度度太慢。。1/4/202389(2)并并行優(yōu)優(yōu)先排隊(duì)隊(duì)邏輯采用硬件件并行優(yōu)優(yōu)先排隊(duì)隊(duì)邏輯對(duì)對(duì)具有獨(dú)獨(dú)立中斷斷請(qǐng)求線線的中斷斷請(qǐng)求進(jìn)進(jìn)行判優(yōu)優(yōu)。并行排優(yōu)優(yōu)邏輯適適于具有有多請(qǐng)求求線的系系統(tǒng)，速速度較快快，硬件件代價(jià)較較高。1/4/2023901/4/202391采用硬件優(yōu)優(yōu)先鏈電路路判斷中斷斷優(yōu)先級(jí)，，判優(yōu)結(jié)果果可用不同同的設(shè)備碼碼或用中斷斷源類型碼碼來(lái)表示。。鏈?zhǔn)絻?yōu)先排排隊(duì)邏輯多多用于采用公公共請(qǐng)求線線的系統(tǒng)。。(3)鏈鏈?zhǔn)絻?yōu)先排排隊(duì)邏輯1/4/202392INTI中斷排隊(duì)輸輸入INTR1INTR2INTR3INTR4INTO中斷排隊(duì)輸輸出INTA中斷回答INTR1INTR2INTR3INTR4453210送CPU0CH0FH12H0EH1/4/202393設(shè)CPU可可以接受n＋1根根中斷請(qǐng)請(qǐng)求線，每每根請(qǐng)求線線的優(yōu)先級(jí)級(jí)稱作主優(yōu)優(yōu)先級(jí)，在在CPU內(nèi)內(nèi)部有一個(gè)個(gè)相應(yīng)的判判優(yōu)電路，，以首先響響應(yīng)優(yōu)先級(jí)級(jí)最高的請(qǐng)請(qǐng)求。如果果程序狀態(tài)態(tài)字中有CPU現(xiàn)行行程序的優(yōu)優(yōu)先級(jí)編碼碼，這個(gè)判判優(yōu)電路同同時(shí)擔(dān)負(fù)CPU與請(qǐng)請(qǐng)求之間的的判優(yōu)問(wèn)題題。將有關(guān)外設(shè)設(shè)分成n＋1組組，每組的的請(qǐng)求匯集集到同一根根請(qǐng)求線上上，占有同同一個(gè)主優(yōu)優(yōu)先級(jí)。在在一個(gè)小組組內(nèi)，各設(shè)設(shè)備又作進(jìn)進(jìn)一步的優(yōu)優(yōu)先級(jí)劃分分，稱為次次優(yōu)先級(jí)。。通常在小小組內(nèi)采取取菊花鏈?zhǔn)绞降膬?yōu)先鏈鏈結(jié)構(gòu)。(4)二二維結(jié)構(gòu)的的優(yōu)先排隊(duì)隊(duì)1/4/202394二維結(jié)構(gòu)構(gòu)的優(yōu)先先排隊(duì)1/4/202395(5)采采用中斷斷控制器器集成芯芯片的優(yōu)優(yōu)先邏輯輯在微型計(jì)計(jì)算機(jī)中中，廣泛泛使用中中斷控制制器集成成芯片，，如Intel8259A。中斷斷控制器器將中斷斷請(qǐng)求信信號(hào)的寄寄存、匯匯集、屏屏蔽、排排優(yōu)、編編碼等邏邏輯，集集成在一一塊芯片片之中。。1/4/202396可編程中中斷控制制器Intel8259A1/4/2023979.3.2.4中中斷響應(yīng)應(yīng)CPU接接到中斷斷請(qǐng)求信信號(hào)后，，若滿足足響應(yīng)中中斷的條條件，即即暫?，F(xiàn)現(xiàn)行程序序的執(zhí)行行，而轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)入中斷斷處理，，將這一一過(guò)程稱稱為中斷響應(yīng)應(yīng)。1.CPU響應(yīng)應(yīng)中斷應(yīng)應(yīng)具備的的條件：：(1)有中斷源源請(qǐng)求中中斷。(2)CPU允允許響應(yīng)應(yīng)中斷，，即處于于開中斷斷狀態(tài)。。(3)現(xiàn)行指令令不是停停機(jī)指令令(4)一條指令令執(zhí)行結(jié)結(jié)束。1/4/202398一般情況下，，CPU響應(yīng)應(yīng)中斷的時(shí)間間是在一條指指令執(zhí)行結(jié)束束。但某些特特殊的中斷，，例如指令執(zhí)執(zhí)行過(guò)程中，，取數(shù)時(shí)所需需數(shù)據(jù)不在主主存，這時(shí)不不及時(shí)處理，，指令就無(wú)法法執(zhí)行下去，，這就要求在在指令執(zhí)行過(guò)過(guò)程中響應(yīng)中中斷。1/4/202399中斷響應(yīng)流程程取指令停機(jī)停機(jī)指令執(zhí)行指令電源故障YN中斷請(qǐng)求N中斷處理YYN1/4/20231002.中斷響響應(yīng)過(guò)程中應(yīng)應(yīng)完成的操作作(1)關(guān)中斷以便在保存現(xiàn)現(xiàn)場(chǎng)過(guò)程中不不允許響應(yīng)新新的中斷請(qǐng)求求，確?，F(xiàn)場(chǎng)場(chǎng)保存的正確確性。(2)保存斷點(diǎn)地址址和程序狀態(tài)態(tài)字(3)轉(zhuǎn)入中斷服務(wù)務(wù)程序入口，以便執(zhí)行相相應(yīng)的中斷服服務(wù)程序，完完成中斷處理理任務(wù)中斷響應(yīng)周期期的操作流程程中的操作不不是在程序中中安排的，而而是直接由硬硬件完成的。。通常把這種種操作稱為執(zhí)執(zhí)行中斷隱指令。。1/4/2023101第六章章模型型機(jī)中中斷周周期操操作流流程1/4/20231029.3.2.5中中斷服服務(wù)程程序入入口地地址的的獲取取方式式1.軟軟件件查詢?cè)兎椒ǚ–PU響應(yīng)應(yīng)中斷斷請(qǐng)求求后，，先轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)入中中斷查查詢程程序，，按優(yōu)優(yōu)先順順序依依次識(shí)識(shí)別中中斷源源，并并轉(zhuǎn)入入相應(yīng)應(yīng)的中中斷服服務(wù)程程序入入口。。例：某機(jī)機(jī)器各接接口將中中斷請(qǐng)求求存放在在狀態(tài)端端口的狀狀態(tài)字寄寄存器STR中中，CPU響應(yīng)應(yīng)中斷請(qǐng)請(qǐng)求后，，轉(zhuǎn)入查查詢程序序。3INTR＝1ReadySTR1/4/2023103INAL,STRATESTAL,08HJNZA入入口INAL,STRBTESTAL,08HJNZB入入口┇1/4/20231042.通通過(guò)硬件件排隊(duì)與與編碼電電路獲得得優(yōu)先級(jí)級(jí)最高的的中斷源源的設(shè)備備碼，并并轉(zhuǎn)入相相應(yīng)的中中斷服務(wù)務(wù)程序入入口。例：響應(yīng)應(yīng)中斷后后，執(zhí)行行程序：：INTAAC；；發(fā)中中斷回答答信號(hào)INTA，將設(shè)設(shè)備備碼碼讀入累累加器AC中JMPAC＋＋100H；；轉(zhuǎn)入入（AC)＋100H處執(zhí)行行1、2兩兩種方法法也稱為為非向量中中斷1/4/20231053.向量中中斷中斷向量：每個(gè)中斷斷源對(duì)應(yīng)的的中斷服務(wù)務(wù)程序的入入口地址及及其程序狀狀態(tài)字PSW。中斷向量存存放在特定定的存儲(chǔ)區(qū)區(qū)中，有些些計(jì)算機(jī)沒(méi)沒(méi)有完整的的程序狀態(tài)態(tài)字，則中中斷向量?jī)H僅指中斷服務(wù)程程序入口地地址。中斷向量表表：存放中斷斷向量的表表。所有的中斷斷服務(wù)程序序入口地址址(或包括括服務(wù)程序序的狀態(tài)字字)組織成成一個(gè)一維維的表格，，存放在一一段連續(xù)的的存儲(chǔ)區(qū)中中。中斷向量地地址：訪問(wèn)中斷斷向量表的的地址碼，，即讀取中中斷向量所所需的地址址，也稱為為中斷指針。1/4/2023106中斷向量地址1入口地址1程序狀態(tài)字1中斷向量地址2入口地址2程序狀態(tài)字2︰︰中斷向量地址n入口地址n程序狀態(tài)字n中斷向量表表中斷向量1/4/2023107向量中斷：將各個(gè)中中斷服務(wù)程程序的入口口地址(或或包括狀態(tài)態(tài)字)組織織成中斷向向量表；響響應(yīng)中斷時(shí)時(shí)，由硬件直接產(chǎn)生對(duì)對(duì)應(yīng)于中斷斷源的向量量地址；據(jù)據(jù)此訪問(wèn)中中斷向量表表，從中讀讀取中斷服服務(wù)程序入入口地址，，由此轉(zhuǎn)向向中斷服務(wù)務(wù)程序。向量中斷的的響應(yīng)工作作一般在中中斷周期中中由硬件直直接實(shí)現(xiàn)。。向量中斷的的特點(diǎn)：能夠根據(jù)中中斷請(qǐng)求信信號(hào)快速、、直接地轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)向?qū)?yīng)的的中斷服務(wù)務(wù)程序?，F(xiàn)代計(jì)算機(jī)機(jī)基本上都都具有向量量中斷功能能。1/4/2023108IBMPC機(jī)的中中斷向量表表1/4/2023109向量中斷的的工作過(guò)程程⑴中斷源源提出中斷斷請(qǐng)求。⑵若CPU允許中中斷，則發(fā)發(fā)出中斷回回答信號(hào)。。⑶優(yōu)先級(jí)級(jí)編碼電路路形成優(yōu)先先級(jí)最高的的中斷請(qǐng)求求的中斷向向量地址存存入中斷向向量地址寄寄存器VAR。⑷保護(hù)斷斷點(diǎn)和現(xiàn)場(chǎng)場(chǎng)，PC、、PSW入入棧。⑸根據(jù)中中斷向量地地址，將對(duì)對(duì)應(yīng)的中斷斷服務(wù)程序序入口地址址和PSW送入PC和PSR。⑹轉(zhuǎn)入中中斷服務(wù)程程序，進(jìn)行行中斷服務(wù)務(wù)。⑺中斷返返回，將保保存的PC和PSW彈回PC和PSR。1/4/2023110主存0級(jí)入口0級(jí)PSW1級(jí)入口1級(jí)PSW┇7級(jí)入口7級(jí)PSWVARINTR0INTR1INTR7堆棧PSWPC××優(yōu)先級(jí)編碼電路PCPSRCPUINTRINTA⑤③①②④⑦⑥中斷服服務(wù)⑥中斷服服務(wù)1/4/20231119.3.2.6多多重中斷斷與中斷屏屏蔽1.多重中斷（（中斷嵌套套）CPU在處處理某一級(jí)級(jí)中斷過(guò)程程中．又遇遇到了新的的中斷請(qǐng)求求，CPU暫停原中中斷的處理理，而轉(zhuǎn)入入處理新的的中斷，待待處理完畢畢，再恢復(fù)復(fù)原來(lái)中斷斷的處理，，這種中斷斷稱為多重重中斷，也也稱中斷嵌嵌套。2.多重重中斷的處處理原則⑴若新的的中斷的優(yōu)優(yōu)先級(jí)高于于原來(lái)中斷斷的優(yōu)先級(jí)級(jí)，則響應(yīng)應(yīng)新的中斷斷請(qǐng)求；⑵若新的的中斷優(yōu)先先級(jí)同于或或低于原來(lái)來(lái)中斷的優(yōu)優(yōu)先級(jí)，則則不予響應(yīng)應(yīng)，必須待待原來(lái)中斷斷處理完，，返回原程程序后，再再響應(yīng)新的的中斷。1/4/2023112中斷嵌套主程序K：K＋1：服務(wù)程序1服務(wù)程序2N1：M1：L：L＋1：中斷返回中斷返回響應(yīng)1響應(yīng)21/4/20231133.實(shí)現(xiàn)多多重中斷處理理的方法采用中斷屏蔽蔽技術(shù)。中斷屏蔽：當(dāng)產(chǎn)生中斷斷請(qǐng)求后，用用程序有選擇擇地封鎖部分分中斷，而允允許其余部分分中斷仍得到到響應(yīng)。4.中斷屏屏蔽的實(shí)現(xiàn)方方法為每一個(gè)可屏屏蔽的中斷源源設(shè)一個(gè)中斷斷屏蔽觸發(fā)器器來(lái)屏蔽該中中斷源的中斷斷請(qǐng)求。為了實(shí)現(xiàn)多重重中斷的處理理原則，當(dāng)CPU響應(yīng)某某個(gè)中斷請(qǐng)求求后，送出一一個(gè)新的屏蔽蔽字，屏蔽同同級(jí)和低級(jí)中中斷，只允許許響應(yīng)更高級(jí)級(jí)中斷。1/4/2023114可編程中斷控控制器Intel8259A1/4/2023115例某計(jì)算機(jī)的中中斷系統(tǒng)有五五級(jí)中斷,優(yōu)優(yōu)先次序?yàn)?＞2＞3＞＞4＞5若CPU在執(zhí)執(zhí)行正常程序序時(shí),有下列列事件發(fā)生:(1)中斷斷1，2，4提出請(qǐng)求求；(2)在處處理中斷4過(guò)過(guò)程中，又有有中斷3提出出請(qǐng)求；(3)在處處理中斷3時(shí)時(shí)，又出現(xiàn)1，5中斷請(qǐng)請(qǐng)求。請(qǐng)畫出CPU對(duì)所有事件件的處理過(guò)程程圖。1/4/2023116中斷源用用戶程序中中斷服務(wù)程程序123451，2，4time31，51/4/20231175.中斷斷屏蔽技術(shù)用用于調(diào)整中斷斷優(yōu)先級(jí)利用硬件排隊(duì)隊(duì)判優(yōu)所分配配的優(yōu)先級(jí)是是固定的，但但有時(shí)需要?jiǎng)觿?dòng)態(tài)地修改優(yōu)優(yōu)先次序。例例如，有些設(shè)設(shè)備的優(yōu)先級(jí)級(jí)低，經(jīng)常得得不到響應(yīng)的的機(jī)會(huì)，在適適當(dāng)?shù)臅r(shí)段中中就需讓它升升級(jí)，使各設(shè)設(shè)備得到的響響應(yīng)機(jī)會(huì)均衡衡、合理一些些。中斷升級(jí)：在一段時(shí)間間內(nèi)，利用屏屏蔽技術(shù)將原原來(lái)優(yōu)先級(jí)高高的設(shè)備暫時(shí)時(shí)屏蔽，而使使優(yōu)先級(jí)低的的設(shè)備的優(yōu)先先級(jí)相對(duì)提高高。過(guò)一段時(shí)時(shí)間再調(diào)整屏屏蔽字，或者者復(fù)原，或者者按一定規(guī)律律修改屏蔽字字，以適應(yīng)程程序的需要。。1/4/2023118例：優(yōu)先級(jí)順順序?yàn)?＞＞2＞3＞4＞5時(shí)的的屏蔽碼1/4/2023119優(yōu)先級(jí)順序修修改為1＞＞4＞3＞2＞5時(shí)的的屏蔽碼1/4/2023120作業(yè)業(yè)P4109.89.91/4/20231219.3.2.7中中斷斷服服務(wù)務(wù)(中中斷斷處處理理)取得得中中斷斷服服務(wù)務(wù)程程序序的的入入口口地地址址后后，，CPU開開始始執(zhí)執(zhí)行行中中斷斷服服務(wù)務(wù)程程序序，，完完成成規(guī)規(guī)定定的的中中斷斷處處理理任任務(wù)務(wù)。。中斷服務(wù)務(wù)程序一一般由起起始、主主體、結(jié)結(jié)尾三部部分組成成。1/4/20231221.起始部分分①判明明中斷原原因，識(shí)別中斷斷源，對(duì)于不不同中斷斷源轉(zhuǎn)入入不同的的服務(wù)程程序。對(duì)于向量量中斷，，直接由由硬件判判明中斷斷源并給給出中斷斷向量地地址，轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)入相應(yīng)應(yīng)中斷服服務(wù)程序序。對(duì)于非向向量中斷斷，需通通過(guò)執(zhí)行行一段程程序判明明中斷源源，轉(zhuǎn)入入相應(yīng)中中斷服務(wù)務(wù)程序。。②設(shè)置屏蔽蔽字，封鎖同同級(jí)與低低級(jí)中斷斷。1/4/2023123③保存中中斷現(xiàn)現(xiàn)場(chǎng)除了PSW外，，還要要保存存一些些在執(zhí)執(zhí)行中中斷服服務(wù)程程序過(guò)過(guò)程中中可能能被改改變的的寄存存器的的內(nèi)容容。④開中斷斷以便在在本次次中斷斷處理理過(guò)程程中，，允許許響應(yīng)應(yīng)更高高級(jí)的的中斷斷請(qǐng)求求。這是因因?yàn)樵谠谥袛鄶囗憫?yīng)應(yīng)時(shí)，，為避避免影影響保保護(hù)現(xiàn)現(xiàn)場(chǎng)，，進(jìn)行行了關(guān)關(guān)中斷斷操作作。1/4/20231242.主主體部部分執(zhí)行具具體的的為中中斷源源服務(wù)務(wù)的程程序。。1/4/20231253.結(jié)結(jié)尾尾部分分①關(guān)中斷斷，以便便在恢恢復(fù)現(xiàn)現(xiàn)場(chǎng)過(guò)過(guò)程中中不允允許響響應(yīng)新新的中中斷。。②恢復(fù)中中斷現(xiàn)現(xiàn)場(chǎng)，將原原來(lái)保保存的的寄存存器內(nèi)內(nèi)容送送回原原寄存存器。。③清中斷斷請(qǐng)求求信號(hào)號(hào)，表示示本次次中斷斷處理理結(jié)束束。④清屏蔽蔽字，開放放同級(jí)級(jí)與低低級(jí)中中斷。。⑤開中斷斷，以便便響應(yīng)應(yīng)新的的中斷斷請(qǐng)求求。⑥恢復(fù)PSW、PC，返回回被中中斷的的程序序。1/4/2023126例：輸輸出設(shè)設(shè)備的的程序序中斷斷過(guò)程程①CPU執(zhí)行行程序序設(shè)置置內(nèi)存存存儲(chǔ)儲(chǔ)區(qū)域域的首首地址址和需需要進(jìn)進(jìn)行數(shù)數(shù)據(jù)傳傳輸?shù)牡淖止?jié)節(jié)數(shù)。。②設(shè)設(shè)置中中斷向向量③發(fā)發(fā)送設(shè)設(shè)備地地址，，啟動(dòng)動(dòng)被選選設(shè)備備④外外設(shè)準(zhǔn)準(zhǔn)備好好，發(fā)發(fā)送中中斷請(qǐng)請(qǐng)求，，并被被響應(yīng)應(yīng)⑤執(zhí)執(zhí)行中中斷服服務(wù)程程序⑥中中斷返返回1/4/20231279.3.2.7中中斷響應(yīng)的的及時(shí)性要要求中斷延遲時(shí)時(shí)間CPU執(zhí)行行中斷響應(yīng)應(yīng)隱指令的的開銷。即中斷源提提出中斷申申請(qǐng)后到中中斷處理程程序的第一一條指令開開始執(zhí)行之之間的時(shí)間間。1/4/2023128影響延遲時(shí)時(shí)間的因素素⑴指令的執(zhí)行行時(shí)間如果指令系系統(tǒng)中有執(zhí)執(zhí)行時(shí)間較較長(zhǎng)的指令令，則需要要考慮提供供在指令執(zhí)執(zhí)行過(guò)程中中也可以對(duì)對(duì)外部中斷斷請(qǐng)求予以以響應(yīng)的能能力。⑵程序執(zhí)行環(huán)環(huán)境的轉(zhuǎn)換換開銷即保護(hù)斷點(diǎn)點(diǎn)、現(xiàn)場(chǎng)和和恢復(fù)斷點(diǎn)點(diǎn)、現(xiàn)場(chǎng)時(shí)時(shí)CPU的的開銷?？梢栽贑PU內(nèi)部采采用多組寄寄存器“窗窗口”，使使得環(huán)境轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)換得以加加快。1/4/2023129⑶中斷服務(wù)程程序入口地地址的確定定方式可采用固定定地址對(duì)應(yīng)應(yīng)的方法，，即某個(gè)中中斷源的中中斷服務(wù)程程序的第一一條指令，，放在固定定的內(nèi)存單單元中，這這樣CPU在響應(yīng)這這個(gè)中斷時(shí)時(shí)，可直接接轉(zhuǎn)入中斷斷服務(wù)程序序?？煽紤]將中中斷向量表表安排在CPU內(nèi)部部的Cache中，，以加快入入口地址的的確定時(shí)間間。1/4/2023130中斷處理程程序的處理理時(shí)間中斷處理程程序最好安安排在Cache中中，以便加加快中斷處處理的速度度。1/4/2023131例：：某某計(jì)計(jì)算算機(jī)機(jī)的的CPU的的主主頻頻為為500MHz，，所所連連接接的的某某外外設(shè)設(shè)的的最最大大數(shù)數(shù)據(jù)據(jù)傳傳輸輸率率是是20kBps，，該該外外設(shè)設(shè)接接口口中中有有一一個(gè)個(gè)16位位的的數(shù)數(shù)據(jù)據(jù)緩緩沖沖器器，，相相應(yīng)應(yīng)的的中中斷斷服服務(wù)務(wù)程程序序的的執(zhí)執(zhí)行行時(shí)時(shí)間間為為500個(gè)個(gè)時(shí)時(shí)鐘鐘周周期期。。請(qǐng)請(qǐng)回回答答：：⑴是否否可可以以用用中中斷斷方方式式進(jìn)進(jìn)行行該該外外設(shè)設(shè)的的輸輸入入輸輸出出？？若若能能，，在在該該設(shè)設(shè)備備持持續(xù)續(xù)工工作作期期間間，，CPU用用于于控控制制該該設(shè)設(shè)備備進(jìn)進(jìn)行行I/O操操作作的的時(shí)時(shí)間間占占整整個(gè)個(gè)CPU時(shí)時(shí)間間的的