计算机组成原理笔记（哈工大刘宏伟）第五章 输入输出系统

第五章 输入输出系统

一、概述

1.1、数据输出系统的发展概况

1. 早期 ：分散连接，CPU 和 I/O 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 I/O 设备并行工作（中断方式，DMA 方式）
3. 具有通道结构的阶段：通道，一个小型的，功能更强的 DMA 控制器， 他能够执行通道程序，可以控制连接在通道上的 I/O 程序
4. 具有 I/O 处理及的阶段。

随着 I/O 系统发展，数据的输入输出逐渐从 CPU 中分离出来。

1.2、输入输出系统的组成

1. I/O 软件
   1. I/O 指令：CPU 指令的一部分，（操作码、命令码、设备码）
   2. 通道指令：通道自身指令，主机和 I/O 设备直接通信；指出数组的首地址、传送字数、操作命令
2. I/O 硬件
   1. 设备；I/O 接口
   2. 设备；设备控制器；通道

1.3、I/O 设备与主机的练习方式

1. I/O 设备编址方式
   1. 统一编址：把 I/O 地址看成内存地址的一部分，如果输入输出指令地址落入了 I/O 指令部分，那么这次操做就是对 I/O 设备进行操做的；取数、存数指令
   2. 不统一编址：有专门的 I/O 指令
2. 设备选址
   1. 用设选择电路设别是否被选中
3. 传送方式
   1. 串行：一位一位传送，适合远距离传输
   2. 并行：多位传送，适合高速传输
4. 联络方式
   1. 立即响应
   2. 异步工作采用应答信号

5. I/O 设备与主机的连接方式
   1. 辐射式连接（分散连接）
   2. 总线连接：便于增删设备

1.4、I/O 设备与主机信息传送的控制方式

1. 程序查询方式：I/O 准备好数据之前，CPU 一直处于等待状态，效率非常低。
2. 程序中断方式
3. DMA 方式