計算機組成原理—硬件結構(3)

三.輸入輸出系統

1.I/O接口

1.1概述

可以看作兩個系統或兩個部件之間的交接部分，即可以是兩種硬設備之間的連接電路，也可以是兩個軟件的共同邏輯邊界。

• 接口和端口的區別

接口：若干端口+相應的控制邏輯 = 接口

端口：是接口的一些寄存器，存放數據、控制信息

1.2接口的功能和組成

2.程序查詢方式

每時每刻需要CPU不斷查詢I/O設備是否準備就緒

3.中斷查詢方式

當出現中斷請求時，CPU先完成當前程序，再跳入中斷請求的位置執行，執行完后，再回到當初的位置，繼續執行原程序

3.1中斷過程

中斷請求->中斷判優->中斷響應->中斷服務->中斷返回

其中中斷服務又包括：保護現場->中斷服務->恢復現場->中斷返回

開中斷后，可以被中斷。關中斷后，則不可被打斷

4.DMA方式

DMA接口和主存之間有一條數據通路，可以實現成組數據的傳輸

注：DMA和主存交換數據有三種方法

• CPU停止訪問：DMA獲得總線的控制權
• 周期挪用：DMA請求時，I/O占用幾個周期。無請求時，CPU繼續訪問主存
• DMA和CPU交替訪問：將CPU工作周期分成DMA和CPU的兩個周期

4.1DMA接口功能和組成

• 功能

CPU申請DMA傳送

處理總線控制權的轉交

控制數據傳送

確定和修改數據首地址和數據長度

給出DMA操作完成信號

• 組成

4.2工作過程

• 預處理

• 數據傳送

• 后處理

由中斷服務程序完成

5.中斷和DMA的區別