片上計(jì)算機(jī)系統(tǒng)06-計(jì)算機(jī)輸入輸出系統(tǒng)

1、大連理工大學(xué) 軟件學(xué)院 賴(lài)曉晨計(jì)算機(jī)組成原理計(jì)算機(jī)組成原理第六章 輸入輸出系統(tǒng)姓姓 名：楊慧晶名：楊慧晶單單 位：軟件學(xué)院位：軟件學(xué)院EmailEmail：大連理工大學(xué) 軟件學(xué)院 賴(lài)曉晨第五章第五章 輸入輸出系統(tǒng)輸入輸出系統(tǒng)p 總線總線p 輸入輸出接口輸入輸出接口p 輸入輸出系統(tǒng)工作方式輸入輸出系統(tǒng)工作方式 程序查詢(xún)方式 程序中斷方式 DMA方式大連理工大學(xué) 軟件學(xué)院 賴(lài)曉晨l 重點(diǎn) 要求掌握程序查詢(xún)、程序中斷及要求掌握程序查詢(xún)、程序中斷及DMA三種主機(jī)與三種主機(jī)與I/O交換信息的方式，交換信息的方式，并能明確不同控制方式各自所需的硬件及軟件編程方法。尤其對(duì)中并能明確不同控制方式各自所需的硬件

2、及軟件編程方法。尤其對(duì)中斷技術(shù)應(yīng)了解更深入，這樣才能進(jìn)一步加深理解整機(jī)的工作過(guò)程。斷技術(shù)應(yīng)了解更深入，這樣才能進(jìn)一步加深理解整機(jī)的工作過(guò)程。l 難點(diǎn) 處理中斷過(guò)程中有各類(lèi)技術(shù)，并要配置相應(yīng)的各類(lèi)硬件：和編寫(xiě)相處理中斷過(guò)程中有各類(lèi)技術(shù)，并要配置相應(yīng)的各類(lèi)硬件：和編寫(xiě)相應(yīng)的軟件程序。應(yīng)的軟件程序。 要真正認(rèn)識(shí)要真正認(rèn)識(shí)DMA與中斷傳送的區(qū)別，前者發(fā)生在存儲(chǔ)周期結(jié)束時(shí)，與中斷傳送的區(qū)別，前者發(fā)生在存儲(chǔ)周期結(jié)束時(shí)，后者發(fā)生在指令周期結(jié)束時(shí)，這就反映了后者發(fā)生在指令周期結(jié)束時(shí)，這就反映了DMA有挪用存儲(chǔ)周期的特有挪用存儲(chǔ)周期的特點(diǎn)。點(diǎn)。大連理工大學(xué) 軟件學(xué)院 賴(lài)曉晨5.1 概述概述一、輸入輸出系統(tǒng)的發(fā)展

3、概況，共經(jīng)歷一、輸入輸出系統(tǒng)的發(fā)展概況，共經(jīng)歷4個(gè)階個(gè)階段：段： 早期階段 接口模塊和DMA階段 通道階段 I/O處理機(jī)階段大連理工大學(xué) 軟件學(xué)院 賴(lài)曉晨1、早期階段、早期階段p CPU和外設(shè)分散連接、串行工作、耦合性和外設(shè)分散連接、串行工作、耦合性強(qiáng)，機(jī)器速度慢、價(jià)格高。強(qiáng)，機(jī)器速度慢、價(jià)格高。while( busy = 1);Do something 主存主存CPUI/O設(shè)備設(shè)備外設(shè)工作在查詢(xún)模式下。外設(shè)工作在查詢(xún)模式下。大連理工大學(xué) 軟件學(xué)院 賴(lài)曉晨p 這種交換方式具有以下幾個(gè)特點(diǎn)：這種交換方式具有以下幾個(gè)特點(diǎn)： 每個(gè)I/O設(shè)備都必須配有一套獨(dú)立的邏輯電路與CPU相連，用來(lái)實(shí)現(xiàn) I/O與

4、主機(jī)交換信息。線路十分零散、龐雜線路十分零散、龐雜 輸入輸出過(guò)程是穿插在CPU執(zhí)行程序之中進(jìn)行的。當(dāng)當(dāng)I/OI/O與主機(jī)交換信息時(shí)，與主機(jī)交換信息時(shí)，CPUCPU不得不停止其各種運(yùn)算。不得不停止其各種運(yùn)算。I/OI/O與與CPUCPU是按串行方式工作的，極浪費(fèi)時(shí)間。是按串行方式工作的，極浪費(fèi)時(shí)間。 每個(gè) I/O設(shè)備的邏輯控制電路與CPU的控制器緊密構(gòu)成一個(gè)不可分割的整體，它們彼此依賴(lài)，相互牽連。因此，欲增添或撤減或更換因此，欲增添或撤減或更換I/O設(shè)備是非常困難設(shè)備是非常困難大連理工大學(xué) 軟件學(xué)院 賴(lài)曉晨2、接口模塊與、接口模塊與DMA階段階段p 具有總線模式，主機(jī)通過(guò)各種接口連接外具有總線模

5、式，主機(jī)通過(guò)各種接口連接外設(shè)，具有中斷或設(shè)，具有中斷或DMA功能。功能。主主機(jī)機(jī)接口接口I/O設(shè)備設(shè)備接口接口I/O設(shè)備設(shè)備接口接口I/O設(shè)備設(shè)備設(shè)備尋址設(shè)備尋址速度匹配速度匹配格式轉(zhuǎn)換格式轉(zhuǎn)換電平轉(zhuǎn)換電平轉(zhuǎn)換內(nèi)內(nèi)存存多個(gè)多個(gè)DMA控制器同時(shí)訪問(wèn)主存可能沖突；控制器同時(shí)訪問(wèn)主存可能沖突；CPU管理眾多管理眾多DMA控制器，任務(wù)繁重?？刂破?，任務(wù)繁重。大連理工大學(xué) 軟件學(xué)院 賴(lài)曉晨通常在接口中都設(shè)有數(shù)據(jù)通路和控制通路。通常在接口中都設(shè)有數(shù)據(jù)通路和控制通路。 數(shù)據(jù)經(jīng)過(guò)接口既起到緩沖作用，又可完成串?dāng)?shù)據(jù)經(jīng)過(guò)接口既起到緩沖作用，又可完成串- -并變換或并變換或 并并- -串變換。串變換。 控制通路用以

6、傳送控制通路用以傳送CPUCPU向向I/OI/O設(shè)備發(fā)出的各種控制命令，設(shè)備發(fā)出的各種控制命令， 或使或使CPUCPU接受來(lái)自接受來(lái)自I/OI/O設(shè)備的反饋信號(hào)。設(shè)備的反饋信號(hào)。許多接口還能滿足許多接口還能滿足中斷請(qǐng)求處理中斷請(qǐng)求處理的要求。的要求。 使使I/OI/O設(shè)備與設(shè)備與CPUCPU可按并行方式工作，大大地提高了可按并行方式工作，大大地提高了CPUCPU 的工作效率。的工作效率。采用接口技術(shù)還可以使多臺(tái)采用接口技術(shù)還可以使多臺(tái)I/OI/O設(shè)備分時(shí)占用總線。設(shè)備分時(shí)占用總線。 使多臺(tái)使多臺(tái)I/OI/O設(shè)備互相之間也可實(shí)現(xiàn)并行工作方式，有利設(shè)備互相之間也可實(shí)現(xiàn)并行工作方式，有利 于整機(jī)工作

7、效率提高。于整機(jī)工作效率提高。大連理工大學(xué) 軟件學(xué)院 賴(lài)曉晨接口存在的問(wèn)題接口存在的問(wèn)題 雖然這個(gè)階段實(shí)現(xiàn)了雖然這個(gè)階段實(shí)現(xiàn)了CPUCPU和和I/OI/O并行工作，但是在主并行工作，但是在主機(jī)與機(jī)與I/OI/O交換信息時(shí)，交換信息時(shí)， CPUCPU要中斷現(xiàn)行程序，也即要中斷現(xiàn)行程序，也即CPUCPU與與I/OI/O還不能做到絕對(duì)的并行工作。還不能做到絕對(duì)的并行工作。DMA (Direct Memory Access)DMA (Direct Memory Access)技術(shù)技術(shù) 其特點(diǎn)是其特點(diǎn)是I/OI/O與主存之間有一條直接數(shù)據(jù)通路，與主存之間有一條直接數(shù)據(jù)通路， I/OI/O設(shè)備可以與主存直

8、接交換信息，使設(shè)備可以與主存直接交換信息，使CPUCPU在在I/OI/O與主存與主存交換信息時(shí)，能繼續(xù)完成自身的工作，故其資源利交換信息時(shí)，能繼續(xù)完成自身的工作，故其資源利用率得到了進(jìn)一步的提高。用率得到了進(jìn)一步的提高。大連理工大學(xué) 軟件學(xué)院 賴(lài)曉晨3、通道結(jié)構(gòu)、通道結(jié)構(gòu)p 通道是用來(lái)負(fù)責(zé)管理通道是用來(lái)負(fù)責(zé)管理I/O設(shè)備以及實(shí)現(xiàn)主存設(shè)備以及實(shí)現(xiàn)主存與與I/O設(shè)備之間交換信息的部件，可視為從設(shè)備之間交換信息的部件，可視為從屬于屬于CPU的的專(zhuān)用處理器專(zhuān)用處理器。p 通道具有專(zhuān)門(mén)指令，能獨(dú)立執(zhí)行由通道指通道具有專(zhuān)門(mén)指令，能獨(dú)立執(zhí)行由通道指令編寫(xiě)的輸入輸出程序。令編寫(xiě)的輸入輸出程序。通道并不能完全把

9、通道并不能完全把CPU解放出來(lái)，解放出來(lái)，CPU還要進(jìn)行諸如碼制轉(zhuǎn)換之類(lèi)的工作。還要進(jìn)行諸如碼制轉(zhuǎn)換之類(lèi)的工作。大連理工大學(xué) 軟件學(xué)院 賴(lài)曉晨通道有專(zhuān)用的通道指令，它能獨(dú)立地執(zhí)行用通通道有專(zhuān)用的通道指令，它能獨(dú)立地執(zhí)行用通道指令所編寫(xiě)的輸入輸出程序。道指令所編寫(xiě)的輸入輸出程序。 但它不是一個(gè)完全獨(dú)立的處理器，它受但它不是一個(gè)完全獨(dú)立的處理器，它受CPUCPU的的I/OI/O指指令啟動(dòng)、停止或改變其工作狀態(tài)，是從屬于令啟動(dòng)、停止或改變其工作狀態(tài)，是從屬于CPUCPU的的一個(gè)專(zhuān)用處理器。一個(gè)專(zhuān)用處理器。依賴(lài)通道管理的依賴(lài)通道管理的I/OI/O設(shè)備在與主機(jī)交換信息時(shí)，設(shè)備在與主機(jī)交換信息時(shí)，CPUC

10、PU不直接參與管理，故不直接參與管理，故CPUCPU的資源利用率更的資源利用率更高。高。大連理工大學(xué) 軟件學(xué)院 賴(lài)曉晨4、外圍處理機(jī)、外圍處理機(jī)p 外圍處理機(jī)又稱(chēng)為外圍處理機(jī)又稱(chēng)為I/O處理機(jī)，獨(dú)立于主機(jī)處理機(jī)，獨(dú)立于主機(jī)工作，除了具備通道功能之外，還具備碼工作，除了具備通道功能之外，還具備碼制轉(zhuǎn)換、格式處理、數(shù)據(jù)校驗(yàn)等功能。制轉(zhuǎn)換、格式處理、數(shù)據(jù)校驗(yàn)等功能。大連理工大學(xué) 軟件學(xué)院 賴(lài)曉晨1. 總線的基本概念2. 總線的分類(lèi)3. 總線控制4. 總線特性及性能指標(biāo)系統(tǒng)總線系統(tǒng)總線大連理工大學(xué) 軟件學(xué)院 賴(lài)曉晨存儲(chǔ)器輸入設(shè)備運(yùn)算器控制器輸出設(shè)備分散連接1：以運(yùn)算器為中心的計(jì)算機(jī)硬件框圖p 采用總線

11、的必要性采用總線的必要性大連理工大學(xué) 軟件學(xué)院 賴(lài)曉晨計(jì)算機(jī)硬件框圖分散連接2：以存儲(chǔ)器為中心的計(jì)算機(jī)硬件框圖程序存儲(chǔ)器輸出設(shè)備輸入設(shè)備運(yùn)算器控制器數(shù)據(jù)結(jié)果計(jì)算在里面使用中斷、DMA提高計(jì)算機(jī)的cpu使用效率無(wú)法解決I/O設(shè)備與主機(jī)之間連接的靈活性是指當(dāng)主機(jī)接到外界硬件(如I/O設(shè)備)發(fā)來(lái)的信號(hào)時(shí)，馬上停止原來(lái)的工作，轉(zhuǎn)去處理這一事件，在處理完了以后，主機(jī)又回到原來(lái)的工作繼續(xù)工作。DMA （Direct Memory Access）是一種在CPU少量干預(yù)下，而直接從內(nèi)存存取數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)交換模式。 大連理工大學(xué) 軟件學(xué)院 賴(lài)曉晨總線的基本概念總線的基本概念p 采用總線的必要性采用總線的必要性 分散

12、連接 vs 總線連接p 總線的概念總線的概念 總線是連接多個(gè)部件的信息傳輸線，是各總線是連接多個(gè)部件的信息傳輸線，是各部件共享的傳輸介質(zhì)?？偩€由許多傳輸線或部件共享的傳輸介質(zhì)。總線由許多傳輸線或通道構(gòu)成，每條線可以傳送一個(gè)二進(jìn)制位。通道構(gòu)成，每條線可以傳送一個(gè)二進(jìn)制位。p 總線的特點(diǎn)總線的特點(diǎn)總線上有總線上有超過(guò)一個(gè)信息接收部件，且在任一個(gè)信息接收部件，且在任一時(shí)刻，只允許有一時(shí)刻，只允許有一個(gè)部件向總線發(fā)送信息。部件向總線發(fā)送信息。大連理工大學(xué) 軟件學(xué)院 賴(lài)曉晨總線的分類(lèi)總線的分類(lèi)p 片內(nèi)總線片內(nèi)總線 芯片內(nèi)部總線，例如運(yùn)算器和cache之間的總線。p 系統(tǒng)總線（板級(jí)總線）系統(tǒng)總線（板級(jí)總線

13、） 處理器與主存、I/O等部件之間的信息傳輸線。 三總線結(jié)構(gòu)：數(shù)據(jù)總線、地址總線、控制總線三總線結(jié)構(gòu)：數(shù)據(jù)總線、地址總線、控制總線p 通信總線通信總線 計(jì)算機(jī)系統(tǒng)之間，或計(jì)算機(jī)與其他設(shè)備之間計(jì)算機(jī)系統(tǒng)之間，或計(jì)算機(jī)與其他設(shè)備之間的信息傳輸線。的信息傳輸線。大連理工大學(xué) 軟件學(xué)院 賴(lài)曉晨總線的分類(lèi)總線的分類(lèi)p 片內(nèi)總線片內(nèi)總線 芯片內(nèi)部總線，例如運(yùn)算器和cache之間的總線。p 系統(tǒng)總線（板級(jí)總線）系統(tǒng)總線（板級(jí)總線） 處理器與主存、I/O等部件之間的信息傳輸線。 三總線結(jié)構(gòu)：數(shù)據(jù)總線、地址總線、控制總線三總線結(jié)構(gòu)：數(shù)據(jù)總線、地址總線、控制總線p 通信總線通信總線 計(jì)算機(jī)系統(tǒng)之間，或計(jì)算機(jī)與其他

14、設(shè)備之間計(jì)算機(jī)系統(tǒng)之間，或計(jì)算機(jī)與其他設(shè)備之間的信息傳輸線。的信息傳輸線。片內(nèi)總線片內(nèi)總線處理處理器核器核cacheCPU大連理工大學(xué) 軟件學(xué)院 賴(lài)曉晨總線的分類(lèi)總線的分類(lèi)p 片內(nèi)總線片內(nèi)總線 芯片內(nèi)部總線，例如運(yùn)算器和cache之間的總線。p 系統(tǒng)總線（板級(jí)總線）系統(tǒng)總線（板級(jí)總線） 處理器與主存、I/O等部件之間的信息傳輸線。 三總線結(jié)構(gòu)：數(shù)據(jù)總線、地址總線、控制總線三總線結(jié)構(gòu)：數(shù)據(jù)總線、地址總線、控制總線p 通信總線通信總線 計(jì)算機(jī)系統(tǒng)之間，或計(jì)算機(jī)與其他設(shè)備之間計(jì)算機(jī)系統(tǒng)之間，或計(jì)算機(jī)與其他設(shè)備之間的信息傳輸線。的信息傳輸線。聲卡聲卡CPU顯卡顯卡網(wǎng)卡網(wǎng)卡系統(tǒng)總線系統(tǒng)總線dbabcb大

15、連理工大學(xué) 軟件學(xué)院 賴(lài)曉晨總線的分類(lèi)總線的分類(lèi)p 片內(nèi)總線片內(nèi)總線 芯片內(nèi)部總線，例如運(yùn)算器和cache之間的總線。p 系統(tǒng)總線（板級(jí)總線）系統(tǒng)總線（板級(jí)總線） 處理器與主存、I/O等部件之間的信息傳輸線。 三總線結(jié)構(gòu)：數(shù)據(jù)總線、地址總線、控制總線三總線結(jié)構(gòu)：數(shù)據(jù)總線、地址總線、控制總線p 通信總線通信總線 計(jì)算機(jī)系統(tǒng)之間，或計(jì)算機(jī)與其他設(shè)備之間計(jì)算機(jī)系統(tǒng)之間，或計(jì)算機(jī)與其他設(shè)備之間的信息傳輸線。的信息傳輸線。計(jì)算機(jī)計(jì)算機(jī)計(jì)算機(jī)計(jì)算機(jī)設(shè)備設(shè)備1設(shè)備設(shè)備2通信總線通信總線大連理工大學(xué) 軟件學(xué)院 賴(lài)曉晨一、系統(tǒng)總線一、系統(tǒng)總線1、數(shù)據(jù)總線 雙向傳輸總線。 數(shù)據(jù)總線的位數(shù)稱(chēng)為數(shù)據(jù)總線寬度數(shù)據(jù)總線寬

16、度。 位數(shù)即為機(jī)器位數(shù)機(jī)器位數(shù)，與機(jī)器字長(zhǎng)、存儲(chǔ)器字長(zhǎng)有關(guān)。CPU存儲(chǔ)器存儲(chǔ)器data bus8大連理工大學(xué) 軟件學(xué)院 賴(lài)曉晨2、地址總線、地址總線p 用來(lái)標(biāo)識(shí)主存或用來(lái)標(biāo)識(shí)主存或I/O設(shè)備上存儲(chǔ)單元的位設(shè)備上存儲(chǔ)單元的位置。置。p 單向總線單向總線p 地址總線的位數(shù)如何確定？CPU存儲(chǔ)器存儲(chǔ)器address bus？大連理工大學(xué) 軟件學(xué)院 賴(lài)曉晨2、地址總線、地址總線p 用來(lái)標(biāo)識(shí)主存或用來(lái)標(biāo)識(shí)主存或I/O設(shè)備上存儲(chǔ)單元的位置。設(shè)備上存儲(chǔ)單元的位置。p 單向總線單向總線p 地址總線的位數(shù)如何確定？地址總線的位數(shù)與存儲(chǔ)單元的個(gè)數(shù)有關(guān)，與存儲(chǔ)地址總線的位數(shù)與存儲(chǔ)單元的個(gè)數(shù)有關(guān)，與存儲(chǔ)單元的二進(jìn)制位

17、長(zhǎng)度無(wú)關(guān)。如地址總線有單元的二進(jìn)制位長(zhǎng)度無(wú)關(guān)。如地址總線有n條，則條，則最多可以尋址到最多可以尋址到2n個(gè)存儲(chǔ)單元。個(gè)存儲(chǔ)單元?；卮鹨韵聠?wèn)題：回答以下問(wèn)題：如有如有256B存儲(chǔ)單元，需要多少條地址線？存儲(chǔ)單元，需要多少條地址線？如有如有2KB存儲(chǔ)單元，需要多少條地址線？存儲(chǔ)單元，需要多少條地址線？如有如有16MB存儲(chǔ)單元，需要多少條地址線？存儲(chǔ)單元，需要多少條地址線？如有如有4GB存儲(chǔ)單元，需要多少條地址線？存儲(chǔ)單元，需要多少條地址線？大連理工大學(xué) 軟件學(xué)院 賴(lài)曉晨3、控制總線、控制總線p 用來(lái)發(fā)出各種控制信號(hào)的傳輸線。用來(lái)發(fā)出各種控制信號(hào)的傳輸線。p 單一控制線通常是單向的。單一控制線通常是

18、單向的。p 控制總線總體來(lái)說(shuō)是雙向總線。控制總線總體來(lái)說(shuō)是雙向總線。p 典型控制線典型控制線 復(fù)位、時(shí)鐘、中斷相關(guān)、總線請(qǐng)求、存儲(chǔ)器復(fù)位、時(shí)鐘、中斷相關(guān)、總線請(qǐng)求、存儲(chǔ)器讀寫(xiě)、讀寫(xiě)、I/O讀寫(xiě)、讀寫(xiě)、I/O讀寫(xiě)、忙閑檢測(cè)、傳輸響應(yīng)讀寫(xiě)、忙閑檢測(cè)、傳輸響應(yīng)等。等。CPU存儲(chǔ)器存儲(chǔ)器/外設(shè)外設(shè)control bus大連理工大學(xué) 軟件學(xué)院 賴(lài)曉晨二、通信總線二、通信總線p 概念概念用于計(jì)算機(jī)系統(tǒng)之間、計(jì)算機(jī)系統(tǒng)和其他系用于計(jì)算機(jī)系統(tǒng)之間、計(jì)算機(jī)系統(tǒng)和其他系統(tǒng)之間的通信。統(tǒng)之間的通信。p 特點(diǎn)特點(diǎn)類(lèi)別繁雜，連接規(guī)格、傳輸距離、速度、工類(lèi)別繁雜，連接規(guī)格、傳輸距離、速度、工作模式各不相同。作模式各不相同

19、。傳輸速度和距離成反比。傳輸速度和距離成反比。p 類(lèi)型：串行、并行類(lèi)型：串行、并行大連理工大學(xué) 軟件學(xué)院 賴(lài)曉晨1、串行通信、串行通信p 數(shù)據(jù)在單條數(shù)據(jù)在單條1位寬的傳輸線上一位一位按順序依位寬的傳輸線上一位一位按順序依次傳送。次傳送。p 適宜遠(yuǎn)距離數(shù)據(jù)傳送，可從幾米到幾千千米。適宜遠(yuǎn)距離數(shù)據(jù)傳送，可從幾米到幾千千米。成本低。成本低。p 一個(gè)字節(jié)分一個(gè)字節(jié)分8次傳送完畢次傳送完畢 MSB LSB大連理工大學(xué) 軟件學(xué)院 賴(lài)曉晨串行通信舉例：串行通信舉例：IIC串行總線串行總線大連理工大學(xué) 軟件學(xué)院 賴(lài)曉晨2、并行通信、并行通信p 數(shù)據(jù)在多條數(shù)據(jù)在多條1位寬位寬的傳輸線上并行傳的傳輸線上并行傳送，

20、同時(shí)由源傳送送，同時(shí)由源傳送到目的地。到目的地。p 適宜近距離的數(shù)據(jù)適宜近距離的數(shù)據(jù)傳送，通常小于傳送，通常小于30米。米。p 短距離內(nèi)，傳輸速短距離內(nèi)，傳輸速度遠(yuǎn)快于串行方式。度遠(yuǎn)快于串行方式。 大連理工大學(xué) 軟件學(xué)院 賴(lài)曉晨并行通信舉例：并行通信舉例：8255并口控制器并口控制器大連理工大學(xué) 軟件學(xué)院 賴(lài)曉晨p 單總線單總線p 多總線多總線 雙總線 三總線 四總線總線結(jié)構(gòu)總線結(jié)構(gòu)大連理工大學(xué) 軟件學(xué)院 賴(lài)曉晨一、單總線結(jié)構(gòu)一、單總線結(jié)構(gòu) CPU 主存主存 I/O接口接口 I/O 設(shè)備設(shè)備1 I/O 設(shè)備設(shè)備2 I/O接口接口 I/O 設(shè)備設(shè)備n I/O接口接口大連理工大學(xué) 軟件學(xué)院 賴(lài)曉晨

21、一、單總線結(jié)構(gòu)一、單總線結(jié)構(gòu) CPU 主存主存 I/O接口接口 I/O 設(shè)備設(shè)備1 I/O 設(shè)備設(shè)備2 I/O接口接口 I/O 設(shè)備設(shè)備n I/O接口接口結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、便于擴(kuò)充、傳輸速率低、容易形結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、便于擴(kuò)充、傳輸速率低、容易形成瓶頸。成瓶頸。大連理工大學(xué) 軟件學(xué)院 賴(lài)曉晨二、多總線結(jié)構(gòu)二、多總線結(jié)構(gòu)通道通道 I/O接口接口 設(shè)備設(shè)備n I/O接口接口 設(shè)備設(shè)備0 CPU主存主存主存總線主存總線I/O總線總線1、雙總線結(jié)構(gòu)、雙總線結(jié)構(gòu)大連理工大學(xué) 軟件學(xué)院 賴(lài)曉晨大連理工大學(xué)軟件學(xué)院 賴(lài)曉晨1、雙總線結(jié)構(gòu)、雙總線結(jié)構(gòu)通道通道 I/O接口接口 設(shè)備設(shè)備n I/O接口接口 設(shè)備設(shè)備0 CPU主存

22、主存主存總線主存總線I/O總線總線將速度較低的設(shè)備從主存總線上分離出來(lái)，將速度較低的設(shè)備從主存總線上分離出來(lái)，形成主存總線與形成主存總線與I/O總線分開(kāi)的結(jié)構(gòu)。總線分開(kāi)的結(jié)構(gòu)。通道通道是一個(gè)具有特殊功能的處理器，負(fù)責(zé)對(duì)是一個(gè)具有特殊功能的處理器，負(fù)責(zé)對(duì)I/O統(tǒng)一管理。統(tǒng)一管理。大連理工大學(xué) 軟件學(xué)院 賴(lài)曉晨2、三總線結(jié)構(gòu)、三總線結(jié)構(gòu)1主存總線主存總線DMA總線總線I/O總線總線 CPU 主存主存設(shè)備設(shè)備1設(shè)備設(shè)備n高速外設(shè)高速外設(shè)I/O接口接口I/O接口接口I/O接口接口大連理工大學(xué) 軟件學(xué)院 賴(lài)曉晨2、三總線結(jié)構(gòu)、三總線結(jié)構(gòu)1主存總線主存總線DMA總線總線I/O總線總線 CPU 主存主存設(shè)備

23、設(shè)備1設(shè)備設(shè)備n高速外設(shè)高速外設(shè)I/O接口接口I/O接口接口I/O接口接口主存總線用于主存總線用于CPU和主存交換信息，和主存交換信息，I/O總總線用于線用于CPU和和I/O設(shè)備見(jiàn)傳送信息，設(shè)備見(jiàn)傳送信息，DMA總總線負(fù)責(zé)在主存和線負(fù)責(zé)在主存和I/O設(shè)備間直接傳遞信息。設(shè)備間直接傳遞信息。大連理工大學(xué) 軟件學(xué)院 賴(lài)曉晨局域網(wǎng)局域網(wǎng)系統(tǒng)總線系統(tǒng)總線CPUCache局部總線局部總線擴(kuò)展總線接口擴(kuò)展總線接口擴(kuò)展總線擴(kuò)展總線Modem串行接口串行接口SCSI局部局部I/O控制器控制器主存主存3、三總線結(jié)構(gòu)、三總線結(jié)構(gòu)2大連理工大學(xué) 軟件學(xué)院 賴(lài)曉晨局域網(wǎng)局域網(wǎng)系統(tǒng)總線系統(tǒng)總線CPUCache局部總線局

24、部總線擴(kuò)展總線接口擴(kuò)展總線接口擴(kuò)展總線擴(kuò)展總線Modem串行接口串行接口SCSI局部局部I/O控制器控制器主存主存3、三總線結(jié)構(gòu)、三總線結(jié)構(gòu)2處理器采用局部總線連到處理器采用局部總線連到cache，再利用系，再利用系統(tǒng)總線連接主存，通過(guò)擴(kuò)展總線接口連接其統(tǒng)總線連接主存，通過(guò)擴(kuò)展總線接口連接其他接口。他接口。大連理工大學(xué) 軟件學(xué)院 賴(lài)曉晨多媒體多媒體 Modem主存主存擴(kuò)展總線接口擴(kuò)展總線接口局域網(wǎng)局域網(wǎng)SCSICPU串行接口串行接口FAX系統(tǒng)總線系統(tǒng)總線局部總線局部總線高速總線高速總線擴(kuò)展總線擴(kuò)展總線圖形圖形Cache/橋橋4、四總線結(jié)構(gòu)、四總線結(jié)構(gòu)大連理工大學(xué) 軟件學(xué)院 賴(lài)曉晨多媒體多媒體

25、Modem主存主存擴(kuò)展總線接口擴(kuò)展總線接口局域網(wǎng)局域網(wǎng)SCSICPU串行接口串行接口FAX系統(tǒng)總線系統(tǒng)總線局部總線局部總線高速總線高速總線擴(kuò)展總線擴(kuò)展總線圖形圖形Cache/橋橋4、四總線結(jié)構(gòu)、四總線結(jié)構(gòu)系統(tǒng)把設(shè)備總線分為兩個(gè)層次，高速設(shè)備連系統(tǒng)把設(shè)備總線分為兩個(gè)層次，高速設(shè)備連接高速總線，低速設(shè)備連接擴(kuò)展總線，各總接高速總線，低速設(shè)備連接擴(kuò)展總線，各總線直接由橋連接。線直接由橋連接。大連理工大學(xué) 軟件學(xué)院 賴(lài)曉晨總線控制總線控制p 總線上連接有多個(gè)部件時(shí)，何時(shí)由哪個(gè)部總線上連接有多個(gè)部件時(shí)，何時(shí)由哪個(gè)部件發(fā)送信息，如何給信息傳送定時(shí)，如何件發(fā)送信息，如何給信息傳送定時(shí)，如何防止信息丟失，如何

26、避免多個(gè)部件同時(shí)發(fā)防止信息丟失，如何避免多個(gè)部件同時(shí)發(fā)送信息，如何規(guī)定信息發(fā)送的部件等問(wèn)題，送信息，如何規(guī)定信息發(fā)送的部件等問(wèn)題，由總線控制器統(tǒng)一管理。由總線控制器統(tǒng)一管理。p 總線判優(yōu)控制（仲裁邏輯）總線判優(yōu)控制（仲裁邏輯）p 通信控制通信控制大連理工大學(xué) 軟件學(xué)院 賴(lài)曉晨一、總線判優(yōu)一、總線判優(yōu)p 主設(shè)備：對(duì)總線有控制權(quán)，可以發(fā)起信：對(duì)總線有控制權(quán)，可以發(fā)起信息傳送。息傳送。p 從設(shè)備：只能響應(yīng)總線上的命令：只能響應(yīng)總線上的命令p 判優(yōu)邏輯：當(dāng)多個(gè)主設(shè)備同時(shí)申請(qǐng)使用：當(dāng)多個(gè)主設(shè)備同時(shí)申請(qǐng)使用總線時(shí)，總線判優(yōu)邏輯電路按照一定的總線時(shí)，總線判優(yōu)邏輯電路按照一定的優(yōu)先級(jí)順序來(lái)確定哪個(gè)主設(shè)備可以使

27、用優(yōu)先級(jí)順序來(lái)確定哪個(gè)主設(shè)備可以使用總線。總線。p 判優(yōu)邏輯分類(lèi)：分布式、集中式（鏈?zhǔn)讲樵?xún)、計(jì)算器定分布式、集中式（鏈?zhǔn)讲樵?xún)、計(jì)算器定時(shí)查詢(xún)、獨(dú)立請(qǐng)求方式）時(shí)查詢(xún)、獨(dú)立請(qǐng)求方式）大連理工大學(xué) 軟件學(xué)院 賴(lài)曉晨總總線線控控制制部部件件I/O接口接口0BSBRI/O接口接口1I/O接口接口nBG數(shù)據(jù)線數(shù)據(jù)線地址線地址線BS 總線忙總線忙BR總線請(qǐng)求總線請(qǐng)求BG總線同意總線同意I/O接口接口11、鏈?zhǔn)讲樵?xún)方式、鏈?zhǔn)讲樵?xún)方式大連理工大學(xué) 軟件學(xué)院 賴(lài)曉晨總總線線控控制制部部件件I/O接口接口0BSBRI/O接口接口1I/O接口接口nBG數(shù)據(jù)線數(shù)據(jù)線地址線地址線BS 總線忙總線忙BR總線請(qǐng)求總線請(qǐng)求BG

28、總線同意總線同意I/O接口接口11、鏈?zhǔn)讲樵?xún)方式、鏈?zhǔn)讲樵?xún)方式自動(dòng)支持優(yōu)先級(jí)自動(dòng)支持優(yōu)先級(jí)連接簡(jiǎn)單，易于擴(kuò)充設(shè)備，但是對(duì)電路故障連接簡(jiǎn)單，易于擴(kuò)充設(shè)備，但是對(duì)電路故障敏感，而且優(yōu)先級(jí)低的設(shè)備獲得請(qǐng)求很難。敏感，而且優(yōu)先級(jí)低的設(shè)備獲得請(qǐng)求很難。大連理工大學(xué) 軟件學(xué)院 賴(lài)曉晨 0BS 總線忙總線忙BR總線請(qǐng)求總線請(qǐng)求總總線線控控制制部部件件數(shù)據(jù)線數(shù)據(jù)線地址線地址線I/O接口接口0BSBRI/O接口接口1I/O接口接口n設(shè)備地址設(shè)備地址I/O接口接口1 計(jì)數(shù)器計(jì)數(shù)器設(shè)備地址設(shè)備地址 12、計(jì)數(shù)器定時(shí)查詢(xún)方式、計(jì)數(shù)器定時(shí)查詢(xún)方式大連理工大學(xué) 軟件學(xué)院 賴(lài)曉晨 0BS 總線忙總線忙BR總線請(qǐng)求總線請(qǐng)求總

29、總線線控控制制部部件件數(shù)據(jù)線數(shù)據(jù)線地址線地址線I/O接口接口0BSBRI/O接口接口1I/O接口接口n設(shè)備地址設(shè)備地址I/O接口接口1 計(jì)數(shù)器計(jì)數(shù)器設(shè)備地址設(shè)備地址 12、計(jì)數(shù)器定時(shí)查詢(xún)方式、計(jì)數(shù)器定時(shí)查詢(xún)方式對(duì)故障不敏感，但是增加了設(shè)備地址線，控對(duì)故障不敏感，但是增加了設(shè)備地址線，控制復(fù)雜。制復(fù)雜。大連理工大學(xué) 軟件學(xué)院 賴(lài)曉晨排隊(duì)器排隊(duì)器排隊(duì)器排隊(duì)器總總線線控控制制部部件件數(shù)據(jù)線數(shù)據(jù)線地址線地址線I/O接口接口0I/O接口接口1I/O接口接口nBR0 BG0BR1BG1BRnBGnBG總線同意總線同意BR總線請(qǐng)求總線請(qǐng)求3、獨(dú)立請(qǐng)求方式、獨(dú)立請(qǐng)求方式大連理工大學(xué) 軟件學(xué)院 賴(lài)曉晨排隊(duì)器排隊(duì)

30、器排隊(duì)器排隊(duì)器總總線線控控制制部部件件數(shù)據(jù)線數(shù)據(jù)線地址線地址線I/O接口接口0I/O接口接口1I/O接口接口nBR0 BG0BR1BG1BRnBGnBG總線同意總線同意BR總線請(qǐng)求總線請(qǐng)求3、獨(dú)立請(qǐng)求方式、獨(dú)立請(qǐng)求方式響應(yīng)速度快，優(yōu)先次序控制靈活，但是控制響應(yīng)速度快，優(yōu)先次序控制靈活，但是控制線數(shù)目多，總線控制邏輯更加復(fù)雜。線數(shù)目多，總線控制邏輯更加復(fù)雜。大連理工大學(xué) 軟件學(xué)院 賴(lài)曉晨二、總線通信控制二、總線通信控制p 目的：解決通信方法協(xié)調(diào)配合的問(wèn)題目的：解決通信方法協(xié)調(diào)配合的問(wèn)題p 總線周期分為四個(gè)階段：總線周期分為四個(gè)階段： 申請(qǐng)分配階段：各主模塊提出申請(qǐng)申請(qǐng)，總線仲裁器選中合適的模塊。

31、 尋址階段：主模塊發(fā)出地址和命令地址和命令 傳數(shù)階段：主模塊和從模塊交換數(shù)據(jù)交換數(shù)據(jù) 結(jié)束階段：主模塊撤銷(xiāo)撤銷(xiāo)有關(guān)信息大連理工大學(xué) 軟件學(xué)院 賴(lài)曉晨三、總線通信的四種方式三、總線通信的四種方式p 同步通信：發(fā)送同步通信：發(fā)送時(shí)鐘信號(hào)來(lái)同步數(shù)據(jù)傳送來(lái)同步數(shù)據(jù)傳送p 異步通信：沒(méi)有時(shí)鐘，采用異步通信：沒(méi)有時(shí)鐘，采用握手信號(hào)同步同步p 半同步通信：同步、異步半同步通信：同步、異步結(jié)合，插入插入等待周期。p 分離式通信：傳輸周期分離式通信：傳輸周期劃分為功能獨(dú)立的為功能獨(dú)立的子周期子周期大連理工大學(xué) 軟件學(xué)院 賴(lài)曉晨 讀讀命令命令T1總線傳輸周期總線傳輸周期T2T3T4 時(shí)鐘時(shí)鐘 地址地址 數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)1

32、、同步通信（讀）、同步通信（讀）大連理工大學(xué) 軟件學(xué)院 賴(lài)曉晨 數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)T1總線傳輸周期總線傳輸周期T2T3T4 時(shí)鐘時(shí)鐘 地址地址 寫(xiě)寫(xiě)命令命令1 1、同步通信（寫(xiě)）、同步通信（寫(xiě)）大連理工大學(xué) 軟件學(xué)院 賴(lài)曉晨不互鎖不互鎖半互鎖半互鎖全互鎖全互鎖主設(shè)備主設(shè)備從設(shè)備從設(shè)備請(qǐng)請(qǐng)求求回回答答2、異步通信、異步通信大連理工大學(xué) 軟件學(xué)院 賴(lài)曉晨3、半同步通信、半同步通信p 發(fā)送方仍然發(fā)送時(shí)鐘。發(fā)送方仍然發(fā)送時(shí)鐘。p 接收方根據(jù)自身情況反饋信息給發(fā)送方，接收方根據(jù)自身情況反饋信息給發(fā)送方，使發(fā)送方進(jìn)行相應(yīng)調(diào)整。增加一條使發(fā)送方進(jìn)行相應(yīng)調(diào)整。增加一條等待響響應(yīng)信號(hào)線（應(yīng)信號(hào)線（wait）p “主體同步

33、，細(xì)節(jié)異步主體同步，細(xì)節(jié)異步”p 允許不同速率的設(shè)備和諧工作允許不同速率的設(shè)備和諧工作大連理工大學(xué) 軟件學(xué)院 賴(lài)曉晨 讀讀 命令命令WAIT 地址地址 數(shù)據(jù)數(shù)據(jù) 時(shí)鐘時(shí)鐘總線傳輸周期總線傳輸周期T1T2TWTWT3T4半同步通信時(shí)序圖半同步通信時(shí)序圖大連理工大學(xué) 軟件學(xué)院 賴(lài)曉晨上述三種通信方式的共同點(diǎn)上述三種通信方式的共同點(diǎn)p 對(duì)于一個(gè)總線周期，以讀為例對(duì)于一個(gè)總線周期，以讀為例占用總線從模塊發(fā)出數(shù)據(jù)不占用總線從模塊準(zhǔn)備數(shù)據(jù)占用總線主模塊發(fā)出地址、命令大連理工大學(xué) 軟件學(xué)院 賴(lài)曉晨4、分離式通信、分離式通信p 每個(gè)總線傳輸周期分為兩個(gè)子周期每個(gè)總線傳輸周期分為兩個(gè)子周期 子周期1：主模塊申請(qǐng)

34、占用總線，使用完后即放棄總線的使用權(quán)。 子周期2：從模塊申請(qǐng)占用總線，將各種信息送到總線上。充分挖掘系統(tǒng)總線每個(gè)瞬間的潛力充分挖掘系統(tǒng)總線每個(gè)瞬間的潛力大連理工大學(xué) 軟件學(xué)院 賴(lài)曉晨分離式通信的特點(diǎn)分離式通信的特點(diǎn)p 各模塊有權(quán)申請(qǐng)占用總線。各模塊有權(quán)申請(qǐng)占用總線。p 采用同步方式通信，省去握手開(kāi)銷(xiāo)。采用同步方式通信，省去握手開(kāi)銷(xiāo)。p 各模塊準(zhǔn)備數(shù)據(jù)時(shí)，不占用總線資源。各模塊準(zhǔn)備數(shù)據(jù)時(shí)，不占用總線資源。p 總線無(wú)空閑等待時(shí)間，提高了利用率。總線無(wú)空閑等待時(shí)間，提高了利用率。大連理工大學(xué) 軟件學(xué)院 賴(lài)曉晨一、總線物理實(shí)現(xiàn)一、總線物理實(shí)現(xiàn)總線特性及性能指標(biāo)總線特性及性能指標(biāo)CPU 插板插板主存主存

35、 插板插板I/O 插板插板BUS主板主板大連理工大學(xué) 軟件學(xué)院 賴(lài)曉晨二、總線特性二、總線特性p 機(jī)械特性機(jī)械特性p 電氣特性電氣特性p 功能特性功能特性p 時(shí)間特性時(shí)間特性大連理工大學(xué) 軟件學(xué)院 賴(lài)曉晨二、總線特性二、總線特性p 機(jī)械特性：機(jī)械特性：物理尺寸、插頭形狀、管腳數(shù)、排列順序。物理尺寸、插頭形狀、管腳數(shù)、排列順序。p 電氣特性：電氣特性：信號(hào)線的電平范圍。邏輯信號(hào)線的電平范圍。邏輯“1”，邏輯，邏輯“0”。TTL電平、電平、CMOS電平。電平。 大連理工大學(xué) 軟件學(xué)院 賴(lài)曉晨二、總線特性二、總線特性p 機(jī)械特性：機(jī)械特性：物理尺寸、插頭形狀、管腳數(shù)、排列順序。物理尺寸、插頭形狀、管

36、腳數(shù)、排列順序。p 電氣特性：電氣特性：信號(hào)線的電平范圍。邏輯信號(hào)線的電平范圍。邏輯“1”，邏輯，邏輯“0”。TTL電平、電平、CMOS電平、電平、RS-232C。 10大連理工大學(xué) 軟件學(xué)院 賴(lài)曉晨二、總線特性二、總線特性p 功能特性：功能特性：每根傳輸線的功能：數(shù)據(jù)、地址、控制。每根傳輸線的功能：數(shù)據(jù)、地址、控制。p 時(shí)間特性：時(shí)間特性：信號(hào)的前后時(shí)序關(guān)系。信號(hào)的前后時(shí)序關(guān)系。大連理工大學(xué) 軟件學(xué)院 賴(lài)曉晨二、總線特性二、總線特性p 功能特性：功能特性：每根傳輸線的功能：數(shù)據(jù)、地址、控制。每根傳輸線的功能：數(shù)據(jù)、地址、控制。p 時(shí)間特性：時(shí)間特性：信號(hào)的前后時(shí)序關(guān)系。信號(hào)的前后時(shí)序關(guān)系。

37、大連理工大學(xué) 軟件學(xué)院 賴(lài)曉晨三、總線性能指標(biāo)三、總線性能指標(biāo)p 總線寬度：總線寬度：數(shù)據(jù)線位數(shù)位數(shù)p 總線帶寬：數(shù)據(jù)傳輸速率總線帶寬：數(shù)據(jù)傳輸速率p 時(shí)鐘同步方式：同步、異步時(shí)鐘同步方式：同步、異步p 總線復(fù)用：地址、數(shù)據(jù)、控制線復(fù)用總線復(fù)用：地址、數(shù)據(jù)、控制線復(fù)用p 信號(hào)線數(shù)：三總線所有信號(hào)線總數(shù)信號(hào)線數(shù)：三總線所有信號(hào)線總數(shù)p 總線控制方式：突發(fā)工作、仲裁方式等總線控制方式：突發(fā)工作、仲裁方式等p 其他指標(biāo)：帶載能力、電源電壓等其他指標(biāo)：帶載能力、電源電壓等大連理工大學(xué) 軟件學(xué)院 賴(lài)曉晨大連理工大學(xué) 軟件學(xué)院 賴(lài)曉晨總線標(biāo)準(zhǔn)總線標(biāo)準(zhǔn)1、概念： 系統(tǒng)與模塊、模塊與模塊之間第一個(gè)互連的系統(tǒng)與

38、模塊、模塊與模塊之間第一個(gè)互連的標(biāo)準(zhǔn)界面，能夠隱藏符合標(biāo)準(zhǔn)的部件內(nèi)部的操標(biāo)準(zhǔn)界面，能夠隱藏符合標(biāo)準(zhǔn)的部件內(nèi)部的操作細(xì)節(jié)。作細(xì)節(jié)。標(biāo)準(zhǔn)界面模塊1模塊2模塊3模塊4系統(tǒng)1系統(tǒng)2模塊、系統(tǒng)之間模塊、系統(tǒng)之間不需知道對(duì)方的不需知道對(duì)方的實(shí)現(xiàn)細(xì)節(jié)。實(shí)現(xiàn)細(xì)節(jié)。什么樣的總線什么樣的總線大連理工大學(xué) 軟件學(xué)院 賴(lài)曉晨2、總線標(biāo)準(zhǔn)舉例、總線標(biāo)準(zhǔn)舉例p ISA/AT總線總線 p EISA總線總線 p VESA（VL-BUS）總線）總線 p PCI總線總線p AGP總線總線p RS-232C總線總線p USB總線總線自學(xué)：自學(xué)：p48-p52大連理工大學(xué) 軟件學(xué)院 賴(lài)曉晨總線標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)線總線時(shí)鐘帶寬ISA168 MH

39、z（獨(dú)立）33 MBpsEISA328 MHz（獨(dú)立）33 MBpsVESA(VL-BUS)3232 MHz（CPU）133 MBpsPCI326433 MHz（獨(dú)立）64 MHz（獨(dú)立）132 MBps528 MBpsAGP3266.7 MHz（獨(dú)立）133 MHz（獨(dú)立）266 MBps533 MBpsRS-232串行通信總線標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)終端設(shè)備（計(jì)算機(jī)）和數(shù)據(jù)通信設(shè)備（調(diào)制解調(diào)器）之間的標(biāo)準(zhǔn)接口USB串行接口總線標(biāo)準(zhǔn)普通無(wú)屏蔽雙絞線帶屏蔽雙絞線最高1.5 Mbps (USB1.0)12 Mbps (USB1.0)480 Mbps (USB2.0)大連理工大學(xué) 軟件學(xué)院 賴(lài)曉晨二、輸入輸出系統(tǒng)

40、的組成二、輸入輸出系統(tǒng)的組成p I/O軟件軟件 輸入輸出系統(tǒng)軟件的主要任務(wù)是：輸入輸出系統(tǒng)軟件的主要任務(wù)是： 如何將用戶編制的程序如何將用戶編制的程序(或數(shù)據(jù)或數(shù)據(jù))輸入至主機(jī)內(nèi)；輸入至主機(jī)內(nèi)； 如何將運(yùn)算結(jié)果輸送給用戶；如何將運(yùn)算結(jié)果輸送給用戶； 如何實(shí)現(xiàn)如何實(shí)現(xiàn)I/O系統(tǒng)與主機(jī)工作的協(xié)調(diào)等。系統(tǒng)與主機(jī)工作的協(xié)調(diào)等。 不同結(jié)構(gòu)的不同結(jié)構(gòu)的I/O系統(tǒng)所采用的軟件技術(shù)差異很大。系統(tǒng)所采用的軟件技術(shù)差異很大。 當(dāng)采用接口模塊方式時(shí)，應(yīng)用機(jī)器指令系統(tǒng)中的當(dāng)采用接口模塊方式時(shí)，應(yīng)用機(jī)器指令系統(tǒng)中的I/O指令指令及及系統(tǒng)軟件中的系統(tǒng)軟件中的管理程序管理程序，便可使，便可使I/O與主機(jī)與主機(jī)協(xié)調(diào)工作。協(xié)調(diào)

41、工作。 當(dāng)采用通道管理方式時(shí)，除當(dāng)采用通道管理方式時(shí)，除I/O指令外，還必須有指令外，還必須有通道指令通道指令及相應(yīng)的及相應(yīng)的操作系統(tǒng)操作系統(tǒng) 即使都采用操作系統(tǒng)，不同的機(jī)器其操作系統(tǒng)的復(fù)雜程度差即使都采用操作系統(tǒng)，不同的機(jī)器其操作系統(tǒng)的復(fù)雜程度差異也是很大的。異也是很大的。 大連理工大學(xué) 軟件學(xué)院 賴(lài)曉晨二、輸入輸出系統(tǒng)的組成二、輸入輸出系統(tǒng)的組成p I/O軟件軟件 I/O指令：CPU指令 操作碼： I/O指令標(biāo)志 命令碼：指令功能，讀、寫(xiě)、檢測(cè)、控制命令 設(shè)備碼：地址碼 通道指令： 通道自身的指令，用于執(zhí)行I/O操作，存放于主存，由通道執(zhí)行，完成輸入輸出功能 在具有通道的計(jì)算機(jī)中， I/O

42、指令不完成數(shù)據(jù)輸入輸出，而主要完成啟停設(shè)備、通道控制，實(shí)際數(shù)據(jù)傳輸由通道完成。操作碼操作碼 命令碼命令碼 設(shè)備碼設(shè)備碼操作碼操作碼 地址碼地址碼大連理工大學(xué) 軟件學(xué)院 賴(lài)曉晨二、輸入輸出系統(tǒng)的組成二、輸入輸出系統(tǒng)的組成p I/O硬件：硬件： 輸入輸出系統(tǒng)的硬件組成是多種多樣的，在帶有接口的I/O系統(tǒng)中，一般包括接口模塊接口模塊及設(shè)設(shè)備備兩大部分。 在帶有通道的I/O系統(tǒng)中一般包括通道通道-設(shè)備設(shè)備控制器控制器-設(shè)備設(shè)備大連理工大學(xué) 軟件學(xué)院 賴(lài)曉晨三、三、I/O設(shè)備與主機(jī)的聯(lián)系方式設(shè)備與主機(jī)的聯(lián)系方式p I/O與主機(jī)聯(lián)系方式包括與主機(jī)聯(lián)系方式包括 CPU如何對(duì)I/O編址； 如何尋找I/O設(shè)備號(hào)

43、； 信息傳送是逐位串行還是多位并行： I/O與主機(jī)以什么方式進(jìn)行聯(lián)絡(luò)，使它們之間彼此都知道雙方處于何種狀態(tài)； I/O與主機(jī)是怎么連接的等等。大連理工大學(xué) 軟件學(xué)院 賴(lài)曉晨三、三、I/O設(shè)備與主機(jī)的聯(lián)系方式設(shè)備與主機(jī)的聯(lián)系方式p I/O設(shè)備編址方式設(shè)備編址方式 統(tǒng)一編址： I/O占用存儲(chǔ)器地址空間，無(wú)須專(zhuān)門(mén)的I/O指令。減少了存儲(chǔ)器最大容量。 獨(dú)立編址： I/O地址與存儲(chǔ)器地址分開(kāi)，采用專(zhuān)門(mén)指令來(lái)訪問(wèn)I/O。不占用主存容量。p 設(shè)備尋址設(shè)備尋址 每臺(tái)設(shè)備都有設(shè)備號(hào)，啟動(dòng)設(shè)備時(shí)，由I/O指令的設(shè)備碼字段直接指出設(shè)備號(hào)，經(jīng)接口中的設(shè)備選擇電路選中設(shè)備。操作碼操作碼 命令碼命令碼 設(shè)備碼設(shè)備碼大連理工

44、大學(xué) 軟件學(xué)院 賴(lài)曉晨三、三、I/O設(shè)備與主機(jī)的聯(lián)系方式設(shè)備與主機(jī)的聯(lián)系方式p 傳送方式傳送方式 并行：多位同時(shí)傳送，需要多條數(shù)據(jù)線，速度快。 串行：一條數(shù)據(jù)線和一條地線，逐位傳送，速度慢，適用于遠(yuǎn)距離傳送。p 聯(lián)絡(luò)方式聯(lián)絡(luò)方式 不論是串行傳送還是并行傳送， I/O設(shè)備與主機(jī)之間必須互相了解彼此當(dāng)時(shí)所處的狀態(tài)，如相互是否可以傳送，傳送是否已結(jié)束等等。這就是I/O設(shè)備與主機(jī)之間的聯(lián)絡(luò)問(wèn)題。 立即響應(yīng)式：對(duì)于一些工作速度十分緩慢的簡(jiǎn)單的外設(shè)，例如指示燈、繼電器等設(shè)備，隨時(shí)處在待命狀態(tài)，只要收到CPU的信號(hào)，立刻做出響應(yīng)。大連理工大學(xué) 軟件學(xué)院 賴(lài)曉晨三、三、I/O設(shè)備與主機(jī)的聯(lián)系方式設(shè)備與主機(jī)的聯(lián)

45、系方式p 聯(lián)絡(luò)方式聯(lián)絡(luò)方式 異步工作采用應(yīng)答信號(hào)聯(lián)絡(luò) 當(dāng)I/O設(shè)備與主機(jī)工作速度不匹配時(shí)，通常采用異步工作方式。 這種方式在交換信息前， I/O與CPU各自完成自身的任務(wù)，一旦出現(xiàn)聯(lián)絡(luò)信號(hào)時(shí)，彼此才準(zhǔn)備交換信息“Ready”“Strobe”I/O 接接 口口I/O 設(shè)設(shè) 備備CPU大連理工大學(xué) 軟件學(xué)院 賴(lài)曉晨三、三、I/O設(shè)備與主機(jī)的聯(lián)系方式設(shè)備與主機(jī)的聯(lián)系方式p 聯(lián)絡(luò)方式聯(lián)絡(luò)方式 同步工作采用同步時(shí)標(biāo)聯(lián)絡(luò) 要求外設(shè)與CPU的工作速度完全一致例如在數(shù)據(jù)采集過(guò)程中，若外部數(shù)據(jù)以2400位/秒速率傳送至接口，則CPU也必須以1/2400秒的速率接收每一位數(shù)。 這種聯(lián)絡(luò)互相之間還得配有專(zhuān)用電路，用

46、以產(chǎn)生同步時(shí)標(biāo)來(lái)控制同步工作。大連理工大學(xué) 軟件學(xué)院 賴(lài)曉晨三、三、I/O設(shè)備與主機(jī)的聯(lián)系方式設(shè)備與主機(jī)的聯(lián)系方式p I/O設(shè)備與主機(jī)的連接方式設(shè)備與主機(jī)的連接方式 輻射式：每臺(tái)設(shè)備都配有一套控制線路和一組信號(hào)線 總線式：便于增刪設(shè)備 外設(shè)外設(shè) 外設(shè)外設(shè) 外設(shè)外設(shè) 主主機(jī)機(jī)大連理工大學(xué) 軟件學(xué)院 賴(lài)曉晨四、四、I/O設(shè)備與主機(jī)信息傳送控制方式設(shè)備與主機(jī)信息傳送控制方式p I/O設(shè)備與主機(jī)信息傳送的控制方式如下：設(shè)備與主機(jī)信息傳送的控制方式如下： 程序查詢(xún)方式 中斷方式 DMA方式 通道方式 外圍處理機(jī)方式大連理工大學(xué) 軟件學(xué)院 賴(lài)曉晨1、程序查詢(xún)方式、程序查詢(xún)方式p 由由CPU通過(guò)程序不斷通過(guò)

47、程序不斷查詢(xún)查詢(xún)I/O設(shè)備是否己做設(shè)備是否己做好準(zhǔn)備，從而控制好準(zhǔn)備，從而控制I/O與主機(jī)交換信息。與主機(jī)交換信息。 I/O接口內(nèi)設(shè)置一個(gè)能接口內(nèi)設(shè)置一個(gè)能反映設(shè)備是否準(zhǔn)備就反映設(shè)備是否準(zhǔn)備就緒的狀態(tài)標(biāo)記，緒的狀態(tài)標(biāo)記， CPU通過(guò)對(duì)此標(biāo)記的檢測(cè)，通過(guò)對(duì)此標(biāo)記的檢測(cè)，可得知設(shè)備的準(zhǔn)備情可得知設(shè)備的準(zhǔn)備情況。況。 CPU和和I/O串行工作，串行工作， I/O工作時(shí)工作時(shí)CPU原地踏原地踏步。步。從從I/O接口中讀接口中讀 一個(gè)字到一個(gè)字到CPU從從CPU向主存向主存 寫(xiě)入一個(gè)字寫(xiě)入一個(gè)字CPU讀讀I/O狀態(tài)狀態(tài)檢查狀態(tài)檢查狀態(tài) 完成否完成否未準(zhǔn)備就緒未準(zhǔn)備就緒是是出錯(cuò)出錯(cuò)已準(zhǔn)備就緒已準(zhǔn)備就緒否否

48、現(xiàn)行程序現(xiàn)行程序現(xiàn)行程序現(xiàn)行程序大連理工大學(xué) 軟件學(xué)院 賴(lài)曉晨2、中斷方式、中斷方式p CPU在啟動(dòng)I/O設(shè)備后，對(duì)設(shè)備是否已準(zhǔn)備就緒不加過(guò)問(wèn)，繼續(xù)執(zhí)行自身程序，只是當(dāng)I/O設(shè)備準(zhǔn)備就緒并向CPU發(fā)出中斷請(qǐng)求中斷請(qǐng)求后才予理睬， CPU和I/O部分并行工作，在中斷服務(wù)子程序中完成數(shù)據(jù)的傳送。大連理工大學(xué) 軟件學(xué)院 賴(lài)曉晨CPU 向向 I/O 發(fā)讀指令發(fā)讀指令CPU 讀讀 I/O 狀態(tài)狀態(tài)檢查狀態(tài)檢查狀態(tài)完成否？完成否？CPU 做其他事情做其他事情I/O 設(shè)備工作設(shè)備工作準(zhǔn)備就緒準(zhǔn)備就緒CPU I/O從從 CPU 向主存寫(xiě)入一個(gè)字向主存寫(xiě)入一個(gè)字CPU 主存主存從從 I/O 接口中讀一個(gè)字到接口

49、中讀一個(gè)字到CPUI/O CPU中斷請(qǐng)求中斷請(qǐng)求I/O CPU出錯(cuò)出錯(cuò)是是否否未錯(cuò)未錯(cuò)大連理工大學(xué) 軟件學(xué)院 賴(lài)曉晨CPU 向向 I/O 發(fā)讀指令發(fā)讀指令CPU 讀讀 I/O 狀態(tài)狀態(tài)檢查狀態(tài)檢查狀態(tài)完成否？完成否？CPU 做其他事情做其他事情I/O 設(shè)備工作設(shè)備工作準(zhǔn)備就緒準(zhǔn)備就緒CPU I/O從從 CPU 向主存寫(xiě)入一個(gè)字向主存寫(xiě)入一個(gè)字CPU 主存主存從從 I/O 接口中讀一個(gè)字到接口中讀一個(gè)字到CPUI/O CPU中斷請(qǐng)求中斷請(qǐng)求I/O CPU出錯(cuò)出錯(cuò)是是否否未錯(cuò)未錯(cuò)中斷程序消除了中斷程序消除了CPU原地踏步的情況，但是，原地踏步的情況，但是，CPU在響應(yīng)中斷請(qǐng)求后，必須暫停現(xiàn)程序，在

50、響應(yīng)中斷請(qǐng)求后，必須暫?，F(xiàn)程序，轉(zhuǎn)而去執(zhí)行中斷服務(wù)子程序，消耗了轉(zhuǎn)而去執(zhí)行中斷服務(wù)子程序，消耗了CPU資資源，并且，中斷處理過(guò)程是有開(kāi)銷(xiāo)的。源，并且，中斷處理過(guò)程是有開(kāi)銷(xiāo)的。大連理工大學(xué) 軟件學(xué)院 賴(lài)曉晨3、DMA方式方式p 在主存和在主存和I/O之間建立數(shù)據(jù)傳送的直接通道，之間建立數(shù)據(jù)傳送的直接通道，由由DMA控制器來(lái)完成信息傳送，不需要中控制器來(lái)完成信息傳送，不需要中斷斷CPU的運(yùn)行。進(jìn)一步提高了的運(yùn)行。進(jìn)一步提高了CPU和和I/O的的并行程度。并行程度。 CPU周期竊取若出現(xiàn)若出現(xiàn)DMADMA和和CPUCPU同時(shí)訪問(wèn)主存，同時(shí)訪問(wèn)主存， CPUCPU總是將總線占有權(quán)讓給總是將總線占有權(quán)讓

51、給DMADMA，通，通常把常把DMADMA的這種占有叫做的這種占有叫做“竊取竊取”或或“挪用挪用”。竊取的時(shí)間一般為一。竊取的時(shí)間一般為一個(gè)存儲(chǔ)周期，故又把個(gè)存儲(chǔ)周期，故又把DMADMA占用的存占用的存取周期叫做取周期叫做“竊取周期竊取周期”或或“挪用挪用周期周期”。而且，在。而且，在DMADMA竊取存取周竊取存取周期時(shí)，期時(shí)， CPUCPU尚能繼續(xù)作內(nèi)部操作尚能繼續(xù)作內(nèi)部操作( (如乘法運(yùn)算如乘法運(yùn)算) )。大連理工大學(xué) 軟件學(xué)院 賴(lài)曉晨存取周期結(jié)束存取周期結(jié)束CPU 執(zhí)行現(xiàn)行程序執(zhí)行現(xiàn)行程序CPU 執(zhí)行現(xiàn)行程序執(zhí)行現(xiàn)行程序DMA請(qǐng)求請(qǐng)求啟動(dòng)啟動(dòng)I/OI/O準(zhǔn)備準(zhǔn)備I/O準(zhǔn)備準(zhǔn)備一個(gè)存取周期

52、一個(gè)存取周期實(shí)現(xiàn)實(shí)現(xiàn)I/O與主存與主存之間的傳送之間的傳送CPU 執(zhí)行執(zhí)行現(xiàn)行程序現(xiàn)行程序CPU查詢(xún)等待并傳輸查詢(xún)等待并傳輸I/O數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)CPU 執(zhí)行執(zhí)行現(xiàn)行程序現(xiàn)行程序啟動(dòng)啟動(dòng)I/OI/O 準(zhǔn)備及傳送準(zhǔn)備及傳送指令執(zhí)行周期結(jié)束指令執(zhí)行周期結(jié)束CPU 執(zhí)行現(xiàn)行程序執(zhí)行現(xiàn)行程序CPU 執(zhí)行現(xiàn)行程序執(zhí)行現(xiàn)行程序啟動(dòng)啟動(dòng)I/O中斷請(qǐng)求中斷請(qǐng)求I/O準(zhǔn)備準(zhǔn)備I/O準(zhǔn)備準(zhǔn)備CPU 處理中斷服務(wù)程序處理中斷服務(wù)程序?qū)崿F(xiàn)實(shí)現(xiàn) I/O 與主機(jī)之間的傳送與主機(jī)之間的傳送間間斷斷啟動(dòng)啟動(dòng)I/O啟動(dòng)啟動(dòng)I/OI/O準(zhǔn)備準(zhǔn)備中斷請(qǐng)求中斷請(qǐng)求啟動(dòng)啟動(dòng)I/OI/O準(zhǔn)備準(zhǔn)備一個(gè)存取周期一個(gè)存取周期DMA請(qǐng)求請(qǐng)求程序程序查詢(xún)

53、查詢(xún)方式方式程序程序中斷中斷方式方式DMA 方式方式I/O 準(zhǔn)備及傳送準(zhǔn)備及傳送間間斷斷I/O準(zhǔn)備準(zhǔn)備I/O準(zhǔn)備準(zhǔn)備大連理工大學(xué) 軟件學(xué)院 賴(lài)曉晨I/O設(shè)備設(shè)備p 計(jì)算機(jī)中除主機(jī)外的其余部分，稱(chēng)為外部計(jì)算機(jī)中除主機(jī)外的其余部分，稱(chēng)為外部設(shè)備（設(shè)備（ I/O 設(shè)備、外設(shè)）設(shè)備、外設(shè)）主機(jī)主機(jī) 設(shè)備設(shè)備控制器控制器機(jī)、電機(jī)、電磁、光磁、光部分部分I/O接接口口外部設(shè)備外部設(shè)備大連理工大學(xué) 軟件學(xué)院 賴(lài)曉晨外設(shè)分類(lèi)外設(shè)分類(lèi)p 分為三類(lèi)分為三類(lèi) 人機(jī)交互設(shè)備：鍵盤(pán)、鼠標(biāo)、打印機(jī)、顯示人機(jī)交互設(shè)備：鍵盤(pán)、鼠標(biāo)、打印機(jī)、顯示器。器。 信息存儲(chǔ)設(shè)備：磁盤(pán)、光盤(pán)、磁帶。信息存儲(chǔ)設(shè)備：磁盤(pán)、光盤(pán)、磁帶。 機(jī)機(jī)-

54、機(jī)通信設(shè)備：調(diào)制解調(diào)器、機(jī)通信設(shè)備：調(diào)制解調(diào)器、A/D、D/A。大連理工大學(xué) 軟件學(xué)院 賴(lài)曉晨二、輸入設(shè)備1. 鍵盤(pán)2. 鼠標(biāo)3. 觸摸屏按鍵判斷哪個(gè)鍵按下將此鍵翻譯成 ASCII 碼 （編碼鍵盤(pán)法）機(jī)械式 金屬球 電位器光電式 光電轉(zhuǎn)換器大連理工大學(xué) 軟件學(xué)院 賴(lài)曉晨三、輸出設(shè)備1. 顯示器(1) 字符顯示(2) 圖形顯示(3) 圖像顯示字符發(fā)生器主觀圖像客觀圖像2. 打印機(jī)(1) 擊打式(2) 非擊打式點(diǎn)陣式（逐字、逐行）噴墨（逐字）激光（逐頁(yè)）大連理工大學(xué) 軟件學(xué)院 賴(lài)曉晨四、其他1. A/D、D/A2. 終端3. 漢字處理五、多媒體技術(shù)完成顯示控制與存儲(chǔ)、鍵盤(pán)管理及通信控制模擬/數(shù)字（

55、數(shù)字/模擬）轉(zhuǎn)換器漢字輸入、漢字存儲(chǔ)、漢字輸出1. 什么是多媒體2. 多媒體計(jì)算機(jī)的關(guān)鍵技術(shù)由鍵盤(pán)和顯示器組成大連理工大學(xué) 軟件學(xué)院 賴(lài)曉晨I/O接口接口p 接口接口 可以看做兩個(gè)系統(tǒng)或部件之間的交接部分，它既是兩種硬可以看做兩個(gè)系統(tǒng)或部件之間的交接部分，它既是兩種硬件設(shè)備之間的連接電路，也可以看做兩個(gè)軟件之間的共同件設(shè)備之間的連接電路，也可以看做兩個(gè)軟件之間的共同邏輯邊界。邏輯邊界。p I/O接口接口 通常是指主機(jī)與外部設(shè)備之間設(shè)置的一個(gè)硬件電路及其相通常是指主機(jī)與外部設(shè)備之間設(shè)置的一個(gè)硬件電路及其相應(yīng)的軟件控制。應(yīng)的軟件控制。 不同的設(shè)備都有其相應(yīng)的設(shè)備控制器，而它們往往都是通不同的設(shè)備都

56、有其相應(yīng)的設(shè)備控制器，而它們往往都是通過(guò)過(guò)I/O接口與主機(jī)取得聯(lián)系的。接口與主機(jī)取得聯(lián)系的。主機(jī)主機(jī) 設(shè)備設(shè)備控制器控制器機(jī)、電機(jī)、電磁、光磁、光部分部分I/O接接口口外部設(shè)備外部設(shè)備大連理工大學(xué) 軟件學(xué)院 賴(lài)曉晨一、為什么要采用一、為什么要采用I/O接口接口p 實(shí)現(xiàn)設(shè)備的選擇實(shí)現(xiàn)設(shè)備的選擇p 實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)緩沖達(dá)到速度匹配實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)緩沖達(dá)到速度匹配p 實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)串實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)串-并格式轉(zhuǎn)換并格式轉(zhuǎn)換p 實(shí)現(xiàn)電平轉(zhuǎn)換實(shí)現(xiàn)電平轉(zhuǎn)換p 傳送控制命令傳送控制命令p 反映設(shè)備的狀態(tài)（反映設(shè)備的狀態(tài)（“忙忙”、“就緒就緒”、“中斷請(qǐng)求中斷請(qǐng)求”）大連理工大學(xué) 軟件學(xué)院 賴(lài)曉晨p 接口與端口的概念接口與端口的概念 端口

57、是指接口電路中的一些寄存器，這些寄存器分別用來(lái)存放數(shù)據(jù)信息，控制信息和狀態(tài)信息，相應(yīng)的就是數(shù)據(jù)端口、控制端口和狀態(tài)端口。 若干個(gè)端口加上相應(yīng)的控制邏輯才能組成接口。CPU通過(guò)輸入指令，從端口讀入信息，通過(guò)輸出指令，可將信息寫(xiě)入到端口中。大連理工大學(xué) 軟件學(xué)院 賴(lài)曉晨二、接口的功能與組成二、接口的功能與組成p 總線連接方式的總線連接方式的I/O接口電路接口電路 設(shè)備選擇線 數(shù)據(jù)線 命令線 狀態(tài)線I/O 接口接口設(shè)備設(shè)備I/O 接口接口設(shè)備設(shè)備數(shù)據(jù)線數(shù)據(jù)線命令線命令線狀態(tài)線狀態(tài)線I/O總線總線設(shè)備選擇線設(shè)備選擇線大連理工大學(xué) 軟件學(xué)院 賴(lài)曉晨 數(shù)據(jù)線：是數(shù)據(jù)線：是I/O與主機(jī)之間數(shù)據(jù)代碼的傳送線，

58、其根數(shù)一般等于與主機(jī)之間數(shù)據(jù)代碼的傳送線，其根數(shù)一般等于存儲(chǔ)字長(zhǎng)的位數(shù)或字符的位數(shù)，它通常是雙向的，也可以是單存儲(chǔ)字長(zhǎng)的位數(shù)或字符的位數(shù)，它通常是雙向的，也可以是單向的。若采用單向數(shù)據(jù)總線，則必須用兩組才能實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的輸向的。若采用單向數(shù)據(jù)總線，則必須用兩組才能實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的輸入和輸出兩種功能，而雙向數(shù)據(jù)總線只需一組即可。入和輸出兩種功能，而雙向數(shù)據(jù)總線只需一組即可。 設(shè)備選擇線：是用來(lái)傳送設(shè)備碼的，它的根數(shù)取決于設(shè)備選擇線：是用來(lái)傳送設(shè)備碼的，它的根數(shù)取決于I/O指令中指令中設(shè)備碼的位數(shù)。如果把設(shè)備碼看作是地址號(hào)，那么設(shè)備選擇線設(shè)備碼的位數(shù)。如果把設(shè)備碼看作是地址號(hào)，那么設(shè)備選擇線又可稱(chēng)為地址線。

59、又可稱(chēng)為地址線。 命令線：主要用以傳輸命令線：主要用以傳輸CPU向設(shè)備發(fā)出的各種命令信號(hào)，如啟向設(shè)備發(fā)出的各種命令信號(hào)，如啟動(dòng)、屏蔽、讀、寫(xiě)等等。它是一組單向總線，其根數(shù)與命令信動(dòng)、屏蔽、讀、寫(xiě)等等。它是一組單向總線，其根數(shù)與命令信號(hào)多少有關(guān)。號(hào)多少有關(guān)。 狀態(tài)線：是將狀態(tài)線：是將I/O設(shè)備的狀態(tài)向主機(jī)報(bào)告的信號(hào)線，如設(shè)備是否設(shè)備的狀態(tài)向主機(jī)報(bào)告的信號(hào)線，如設(shè)備是否準(zhǔn)備就緒，是否向準(zhǔn)備就緒，是否向CPU發(fā)出中斷請(qǐng)求等等。它也是一組單向總發(fā)出中斷請(qǐng)求等等。它也是一組單向總線線大連理工大學(xué) 軟件學(xué)院 賴(lài)曉晨p接口的功能和組成接口的功能和組成功能功能組成組成選址功能選址功能傳送命令的功能傳送命令的功

60、能傳送數(shù)據(jù)的功能傳送數(shù)據(jù)的功能反映設(shè)備狀態(tài)的功能反映設(shè)備狀態(tài)的功能設(shè)備選擇電路設(shè)備選擇電路命令寄存器、命令譯碼器命令寄存器、命令譯碼器數(shù)據(jù)緩沖寄存器數(shù)據(jù)緩沖寄存器設(shè)備狀態(tài)標(biāo)記設(shè)備狀態(tài)標(biāo)記完成觸發(fā)器完成觸發(fā)器 D工作觸發(fā)器工作觸發(fā)器 B中斷請(qǐng)求觸發(fā)器中斷請(qǐng)求觸發(fā)器 INTR屏蔽觸發(fā)器屏蔽觸發(fā)器 MASK大連理工大學(xué) 軟件學(xué)院 賴(lài)曉晨I/O接口的基本組成接口的基本組成 命令寄存器命令寄存器和命令譯碼器和命令譯碼器 設(shè)備選擇設(shè)備選擇 電路電路 設(shè)備狀態(tài)設(shè)備狀態(tài) 標(biāo)記標(biāo)記 數(shù)據(jù)緩沖數(shù)據(jù)緩沖 寄存器寄存器DBR 控制邏輯電路控制邏輯電路I/O接口接口外外 部部 設(shè)設(shè) 備備數(shù)據(jù)線數(shù)據(jù)線命令命令狀態(tài)狀態(tài)數(shù)據(jù)線數(shù)據(jù)線