计算机组成原理输入输出系统3

I/O设备

概念：除主机外的大部分硬件设备

I/O设备的结构

主机<-->I/O接口<-->I/O设备(设备控制器<-->机，电，磁，光部件)

分类：人机交互，计算机信息存储设备，机-机通信设备

I/O接口

I/O接口一般是指主机与I/O设备之间设置的一个硬件电路和相应的软件控制

设置I/O接口的原因：通过接口可实现设备的选择，数据缓冲，数据串-并转换，电平转换，传递控制信号，向CPU报告来自I/O设备的状态信息(忙，就绪，错误，中断请求)

端口：接口电路中的一些寄存器，存储某种信息，比如数据信息，控制信息，状态信息，I/O指令会读/写相应的端口

接口的功能和组成

每台I/O设备都是通过I/O接口挂到系统总线上的，I/O设备只能和I/O接口进行直接信息交换

数据线：传送数据的线路

设备选择线：传送设备码

命令线：传送CPU发送的各种控制信号

状态线：I/O设备向主机报告其状态的线路

接口的功能总结如下：

设备选择：通过接口内的设备选择电路完成，当选中该设备时该电路可输出SEL1信号以控制该设备与主机交换信息，设备选择线与设备选择电路相连

命令传送：命令线与接口电路中的命令寄存器相连（还有命令译码器），只有当SEL信号有效时（既选中该设备时），命令寄存器才可接受命令线上的I/O指令中的命令码

数据传输：通过数据缓冲寄存器与数据线相连以完成I/O设备与主机之间的信息传送，寄存器中的位数随设备的不同而变化

状态回馈：通过在接口电路中设置触发器标志设备当前状态，所有触发器均与I/O总线中的状态线相连

接口类型

按数据传送方式：分为并行接口和串行接口，注意接口与主机之间都是按字节或字并行传送，串行传送只会发生在I/O接口与I/O设备之间

按灵活性分为：可编程接口和不可编程接口，可编程接口的功能和操作方式可通过程序来改变或选择

按通用性分为：通用接口和专用接口，通用接口可供多种设备使用

按数据传送的控制方式分为：程序型接口（连接速度较慢的设备）和DMA接口（连接速度较快的设备，比如磁盘）