【计算机组成原理/笔记+习题】第五章 I/O

一、概述

5.1输入输出系统的发展概况

1.早期

分散连接

IO设备与主存交换信息必须通过CPU

CPU和IO设备串行工作

程序查询方式

2.接口模块和DMA阶段

总线连接

CPU和IO设备并行工作

程序中断方式、DMA方式

3.具有通道结构的阶段

通道可以视为从属于CPU的一个专用处理器，有专用的通道指令，能独立执行用通道指令编写的输入输出程序。IO通过通道与主机交换信息时，CPU不直接参与管理。

4.具有IO处理机的阶段

5.2输入输出系统的组成

1.IO软件

（1）IO指令

是CPU指令/机器指令的一部分

操作码作为IO指令和其他指令的判别代码；命令码体现IO具体操作；设备码是多台IO设备的选择码。

IO指令格式与其他指令既有相似之处，又有所不同。可以与其它机器指令的字长相等，但它还应该能反映CPU与IO设备交换信息的各种特点。

（2）通道指令

通道自身的指令

指出数组的首地址、传送字数、操作命令

2.IO硬件

IO接口，或者设备控制器+通道

下列关于IO指令的说法，错误的是()

A.IO指令是CPU 系统指令的一部分

B.IO指令是机器指令的一类

C.IO指令反映CPU 和IO设备交换信息的特点

D.IO指令的格式和通用指令格式相同

D，通用指令包括操作码和操作数

5.3IO设备与主机的联系方式

1.IO设备编址方式

（1）统一编址：将IO地址看作存储器地址的一部分，所用指令与访存指令相似

（2）不统一编址：有专门的IO指令

2.设备选址

用设备选择电路识别是否被选中

3.传送方式

（1）串行：同一瞬间只传送一位信息，不同时刻连续逐位传送一串信息

（2）并行：同一瞬间传送n位信息

在统一编址的方式下，区分存储单元和IO设备是靠（）

A不同的地址码

B不同的地址线

C不同的控制线

D不同的数据线

A

IO的编址方式采用统一编址方式时，进行输入/输出操作的指令是（）

A控制指令

B访存指令

C输入/输出指令

D都不对

B

4.联络方式

（1）立即响应

对于工作速度缓慢的设备，只要CPU的IO指令一到，便立即响应，无需特殊联络信号

（2）异步工作采用应答信号

并行：CPU将数据输到IO接口后，接口向IO设备发出“Ready”信号，设备取完数据后发送“Strobe”信号。如果IO设备发信号，则先向接口发数据，并发送Stobe，数据被取走后CPU发送Ready。

串行，用9.09ms低电平表示起始，用2*9.09高电平表示终止。

（3）同步工作采用同步时标

5.IO设备与主机的连接方式

（1）辐射式连接

每台设备都有一套控制线路和一组信号线，不便于增删设备

（2）总线连接

通过一组总线（地址线、数据线、控制线等）将所有的IO设备与主机连接。便于增删设备。

5.4IO设备与主机信息传送的控制方式

1.程序查询方式

CPU和IO串行工作

只要一启动IO设备，CPU便不断查询其准备情况，从而终止了原程序的运行。