《計(jì)算機(jī)操作系統(tǒng) 》課件-5.3輸入輸出控制方式

5.3輸入/輸出控制方式程序I/O控制方式

中斷驅(qū)動(dòng)I/O控制方式

直接存儲(chǔ)器存取（DMA）方式

通道控制方式5.3輸入/輸出控制方式程序I/O方式

（或稱循環(huán)測(cè)試I/O方式）設(shè)備選中，CPU向設(shè)備控制器發(fā)I/O指令，啟動(dòng)設(shè)備將控制器中的狀態(tài)寄存器的值busy置為1CPU循環(huán)測(cè)試busy的值，直到busy=0；設(shè)備控制器控制設(shè)備執(zhí)行I/O操作設(shè)備控制器置busy=0同時(shí)進(jìn)行CPU傳送到內(nèi)存I/O完成二、中斷驅(qū)動(dòng)I/O控制方式：設(shè)備選中，CPU向設(shè)備控制器發(fā)I/O指令，啟動(dòng)設(shè)備，并置狀態(tài)寄存器的允許中斷位=1將控制器中的狀態(tài)寄存器的busy置為1當(dāng)前進(jìn)程阻塞，CPU調(diào)度其他進(jìn)程執(zhí)行設(shè)備控制器控制設(shè)備執(zhí)行I/O操作設(shè)備控制器向CPU發(fā)中斷同時(shí)進(jìn)行CPU響應(yīng)中斷，傳送數(shù)據(jù)到內(nèi)存I/O完成常用于字符設(shè)備的I/O控制特點(diǎn)？5.3輸入/輸出控制方式三.直接存儲(chǔ)器訪問（DMA）I/O控制方式

1.DMA控制方式的特征：

①數(shù)據(jù)傳輸?shù)幕締挝皇菙?shù)據(jù)塊；②數(shù)據(jù)傳送是在設(shè)備與內(nèi)存之間直接進(jìn)行的；③整塊數(shù)據(jù)的傳送是在DMA控制器的控制下完成的，僅在傳送一個(gè)或多個(gè)數(shù)據(jù)塊的開始和結(jié)束時(shí)，才需CPU干預(yù)。常用于塊設(shè)備的I/O控制5.3輸入/輸出控制方式三.直接存儲(chǔ)器訪問（DMA）I/O控制方式

2、DMA控制器：

內(nèi)含于設(shè)備控制器中3、DMA傳送過程：（1）DMA傳送前預(yù)處理：（CPU完成）測(cè)試設(shè)備狀態(tài)CPU初始化DMA控制器：主存緩沖區(qū)首址→MAR；傳送數(shù)據(jù)字節(jié)數(shù)→DC；設(shè)置傳輸方式啟動(dòng)設(shè)備。三.直接存儲(chǔ)器訪問（DMA）I/O控制方式2.DMA傳送過程：DR1B或一個(gè)字?jǐn)?shù)據(jù)總線MAR所指主存單元（2）DMA控制器控制完成設(shè)備與主存間的數(shù)據(jù)傳送①磁盤控制器將整塊數(shù)據(jù)從磁盤讀入DMA控制器的DR中；②磁盤控制器校驗(yàn)讀入的數(shù)據(jù)；③磁盤控制器向DMA控制器發(fā)DMA請(qǐng)求④DMA控制器向CPU請(qǐng)求總線周期，獲得總線控制權(quán)后：⑤

DC--；DC==0？是向CPU發(fā)中斷否

轉(zhuǎn)④MAR++；（3）CPU響應(yīng)中斷進(jìn)行后處理：（CPU完成）思考：

DMA控制方式與中斷驅(qū)動(dòng)控制方式的區(qū)別？（1）對(duì)CPU的中斷頻率不同；（2）數(shù)據(jù)傳輸控制不同。

四.I/O通道控制方式1.通道的運(yùn)算控制部件：

①通道地址字（CAW）：記錄下一條通道指令的地址，其功能類似于CPU的指令計(jì)數(shù)器。

②通道命令字（CCW）：記錄正在執(zhí)行的通道指令，其作用相當(dāng)于CPU的指令寄存器。

③通道狀態(tài)字（CSW）：記錄通道、控制器、設(shè)備的狀態(tài)，包括I/O傳輸完成信息、出錯(cuò)信息、重復(fù)執(zhí)行次數(shù)等。

通道控制方式是一種以內(nèi)存為中心，實(shí)現(xiàn)設(shè)備和內(nèi)存間直接交換數(shù)據(jù)的控制方式。CPU根據(jù)用戶的I/O請(qǐng)求生成通道程序；將其放到內(nèi)存中，并將其首地址放入CAW中CPU執(zhí)行“啟動(dòng)I/O”指令，啟動(dòng)通道工作

通道向CPU發(fā)應(yīng)答信號(hào)，通知“啟動(dòng)I/O”指令完成，CPU可繼續(xù)執(zhí)行其他進(jìn)程通道取出通道程序的下一條指令，放入CCW中，并執(zhí)行之通道向CPU發(fā)中斷CPU響應(yīng)中斷否四.通道控制方式2.I/O控制過程：

是最后一條指令嗎？是思考題：1、磁盤設(shè)備的I/O控制方式主要是采用________方式；打印機(jī)的I/O控制方式主要是采用________方式；2、DMA方式是在（）之間建立一條直接數(shù)據(jù)通路。I/O設(shè)備和主存B.兩個(gè)I/O設(shè)備之間C.I/O設(shè)備和CPUD.CPU和主存3、通道又稱I/O處理機(jī)，用于實(shí)現(xiàn)（）之間的數(shù)據(jù)傳輸。A.內(nèi)存與外設(shè)B.CPU與外設(shè)C.內(nèi)存與Cache

D.CPU與主存4.計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中，不屬于DMA控制器的是（）。命令/狀態(tài)寄存器B.內(nèi)存地址寄存器C.數(shù)據(jù)寄存器D.堆棧指針寄存器思考題：5、本地用戶通過鍵盤登錄系統(tǒng)時(shí)，首先獲得鍵盤輸入信息的是（）。命令解釋程序B.中斷處理程序C.系統(tǒng)調(diào)用服務(wù)程序D.用戶登錄程序6、I/O中斷是CPU與通道協(xié)調(diào)工作的一種手段，所以在（）時(shí)，便要產(chǎn)生中斷。CPU執(zhí)行“啟動(dòng)I/O”指令而被通道拒絕接收通道接收了CPU的啟動(dòng)請(qǐng)求通道完成了通道程序的執(zhí)行通道在執(zhí)行通道程序的過程中思考題：7、某計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中，時(shí)鐘中斷處理程序