1.5 输入/输出系统
I/O系统在CPU、存储器和各种外部设备之间负责协调和控制数据的输入/输出。
I/O系统控制器基本结构:
数据寄存器:
状态寄存器:
控制寄存器:
控制电路:
外设接口控制:
I/O系统的工作方式:
程序控制:CPU完全控制,CPU必须时时查询I/O设备的状态;
程序中断:I/O设备以中断方式通知CPU,定期查询状态
DMA方式:CPU只在数据传输前和完成后才介入
I/O系统的发展主要阶段:
数据通信:CPU直接控制外设;
程序控制:CPU不关心外设的具体细节,I/O增加了数据交换的功能;
中断方式:中断机制减少了CPU的等待时间,
DMA方式:暂停、周期窃取、共享方式
输入输出通道:专门的处理器控制I/O功能;
输入输出处理机:不仅拥有处理器,还有本地存储器
根据外部设备和I/O系统交换数据方式,设备接口可分为串行和并行接口。
常见的磁盘设备接口有:总线、DMA、通道、SCSI、并行口、RS232C、USB、IEEE1394
SCSI接口:并行接口;系统级的设备接口
P1394接口:高速串行总线,数据传输率高,价格低容易实现
I/O设备的类型和特性:
键盘:标准101键,主要作为字符、数字和汉字的输入
鼠标:坐标定位部件,有机械式、光电式和混合式三种。
显示器:输出设备,输出图象和字符,性能参数是分辨率和灰度级
打印机:输出设备,分击打式和非击打式打印机
扫描仪:图象输入设备,扫描图象或文本成数字图片,然后输入计算机处理
摄像头:图象输入设备图象数字化后存入到磁盘。
例题:
为了快速传送大量数据,微型计算机中采用存储器直接访问技术,简称DMA。用DMA方式传送时,在存储器和A之间直接建立高速传输数据的通路,不需要B的干预。利用DMA方式传送数据时,数据的传送过程完全由成为DMA控制器的硬件控制。DMA控制器具有如下功能:
1) 向CPU申请C传送。
2) 在CPU允许DMA工作时,处理总线控制的传交。
3) 在DMA期间管理D,控制数据传送。
4) 确定数据传送的起始地址和E ,并在传送过程中不断修正。
5) 数据传送结束时,给出表示DMA操作完成的信号。
A~E: ①控制台 ②硬件 ③外部设备 ④数据长度
⑤CPU ⑥存储器 ⑦DMA ⑧系统总线
⑨数据方向 ⑩传输速率
[分析]
DMA(Direct Memory Access,直接存储器访问)是一种不需要CPU干预,在存储器和外部设备之间直接通过系统总线高速传输数据的方法。DMA方法使用DMA控制器DMAC来控制和管理数据传输。
[答案]
A:③ B:⑤ C:⑦ D:⑧ E:④