計算機(jī)組成原理部分-指令

計算機(jī)組成原理部分

北航計算機(jī)學(xué)院劉旭東

第三部分指令系統(tǒng)

一.指令格式

二.尋址方式

三.指令編碼

L1指令格式

。機(jī)器指令的要素

A操作碼(OperationCode)：指明進(jìn)行的何種操作(如ADD,I/O)

?源操作數(shù)地址(SourceOperandReference)：參加操作的操作數(shù)的地址

,可能有多個。

＞目的操作數(shù)地址(DestinationOperandReference)：保存操作結(jié)果的地

±Lto

A下一條指令的地址(NextInstructionReference)：指明下一條要運(yùn)行的

指令的位置，一般指令是按順序依次執(zhí)行的，所以絕大多數(shù)指令中

并不顯示的指明下一條指令的地址，也就是說，指令格式中并不包

含這部分信息。只有少數(shù)指令需要顯示指明下一條指令的地址。

。操作數(shù)的來源

A存儲器(存儲器地址)

A寄存器(寄存器地址)

A輸入輸出端口(輸入輸出端口地址)

L1指令格式

?:?操作數(shù)的類型

A地址（操作數(shù)地址，指令地址）

A數(shù)值（整型數(shù)或定點(diǎn)數(shù)，浮點(diǎn)數(shù)，十進(jìn)制數(shù)）

A字符

A邏輯型數(shù)

?:?指令的表示

A機(jī)器表示：二進(jìn)制代碼

OpCodeS.OperandRetD.OperandRef.

A符號化表示：助記符

MOVAX,BX

?:?指令編碼

A指令長度

A指令在內(nèi)存中的表示

L2尋址方式______________________________________

?:?形式地址與有效地址

A形式地址：指令中直接給出的地址編碼。

A有效地址：根據(jù)形式地址和尋址方式計算出來的操作數(shù)在內(nèi)存單元中

的地址。

。尋址：根據(jù)形式地址查找到操作數(shù)的過程。內(nèi)存

L2尋址方式

。尋址方式

A定義：指令代碼中地址字段的一部分，指明操作數(shù)的獲取方式或操作

數(shù)地址的計算方式。

A指令中每一個地址字段均有其尋址方式編碼（或隱含尋址方式）

源操作數(shù)尋址方式Add

L2尋址方式_______________________________________

。指令代碼和尋址描述中有關(guān)縮寫的約定

>0P：操作碼

>Des：目的操作數(shù)地址

>Sur：源操作數(shù)地址

AA或Add：形式地址（內(nèi)存地址）

>Mod：尋址方式

>Rn：通用寄存器

>Rx：變址寄存器

>Rb：基址寄存器

>SP：堆棧指針（寄存器）

>EA：有效地址

>Data：操作數(shù)

>Operand：操作數(shù)

>（X）：表示對象X的內(nèi)容（值），如（Rn）表示寄存器Rn的內(nèi)容（值）

,（A）：內(nèi)存本地址為A的單元的內(nèi)容。

Data：立即數(shù)

>XXH：16進(jìn)制數(shù)XX

L2尋址方式

。立即尋址

?操作數(shù)直接在指令代碼中給出。

OPDesModImme.Data

源操作數(shù)

。說明

A立即尋址只能作為雙操作數(shù)指令的源操作數(shù)。

>Operand=Imme.Data

A例：MOVAX,1000H

?思考

A立即尋址的操作數(shù)在什么地方，存儲器or寄存器?

A立即數(shù)的地址？

L2尋址方式

。寄存器直接尋址

A操作數(shù)在寄存器中，指令地址字段給出寄存器的地址(編碼)

>EA=Rn,Operand=(Rn)

A例：MOV[BX],AX

L2尋址方式

?:?存儲器直接尋址

A操作數(shù)在存儲器中，指令地址字段直接給出操作數(shù)在存儲器中的地址

>EA=A,Operand=(A)

A例:MOVAX,[1000H]

L2尋址方式

。寄存器間接尋址

A操作數(shù)在存儲器中，指令地址字段中給出的寄存器的內(nèi)容是操作數(shù)在

存儲器中的地址。

>EA=(Rn),Operand=((Rn))

A例：MOVAX,[BX]

A寄存器Rn

L2尋址方式

?:?存儲器間接尋址

A操作數(shù)在存儲器中，指令地址字段中給出的存儲器地址的單元內(nèi)容是

操作數(shù)在存儲器中的地址。

>EA=(A1),Operand=((A1))

A例：MOVR1,@(1000H)PDP-11的指令

L2尋址方式

?；穼ぶ?/p>

?操作數(shù)在存儲器中，指令地址字段給出一基址寄存器和一形式地址,

基變址寄存器的內(nèi)容與形式地址之和是操作數(shù)的內(nèi)存地址。

>EA=(Rb)+A,Operand=((Rb)+A)

A例：MOVAX,1000H[BX]

基址尋址的作用：較短的形式地址長度可以實(shí)現(xiàn)較大的

存儲空間的尋址。

L2尋址方式_____________________________________

?:?變址尋址

A操作數(shù)在存儲器中，指令地址字段給出一變址寄存器和一形式地址,

變址寄存器的內(nèi)容與形式地址之和是操作數(shù)的內(nèi)存地址。

>EA=(Rx)+A,Operand=((Rx)+A)

A有的系統(tǒng)中，變址尋址完成后，變址寄存器的內(nèi)容將自動進(jìn)行調(diào)整。

RxQ(Rx)+??操作藪Data的字節(jié)數(shù)？

?例：MOVAX,1000H[DI]

A

A+1

A+N

A變址尋址的作用：數(shù)組操作，串操作

L2尋址方式______________________________________

。相對尋址

A基址尋址的特例，由程序計數(shù)器PC作為基址寄存器，指令中給出的形

式地址作為位移量，二者之和是操作數(shù)的內(nèi)存地址。

>EA=(PC)+A,Operand=((PC)+A)

A例：JNEA

L3指令編碼

。如何確定指令的長度

A16位定長指令系統(tǒng)，指令編碼長度一般為16位，

如：MOVR15R2

?如果指令中出現(xiàn)了立即數(shù)、變址值，指令長度是32

位.如：MOVR1,1000或MOV1000(R1),R2

L3指令編碼

?:*8086指令（直接尋址）

>MOVAX,BX（指令代碼：89D8H）

存儲器

CS:IP89H

D8H

L3指令編碼

?:*8086指令(基址變址尋址)

>MOVAX,1000H[BX](指令代碼:8B870001H)

?等價于MOVAX,DS:[BX+1000H]

>EA=DS:(BX)+1000H存儲器

CS:IP8BH

87H

OOH

01H

L3指令編碼

。如何確定CPU讀取指令所需要的讀取周期

?計算機(jī)字長16位，讀取16位指令需要一個讀指

令周小

?計算加字長16位，讀取32位指令需要兩個讀周

期。重際上，第二個讀周期讀取了指令的法心部分（

操隹碼，寄存器緘號，尋址方式部分），第二個讀周

期隹取指令的附屬部分（立即數(shù)，變址值）。

試題講解

1.某計算機(jī)主存大小64KB,CPU內(nèi)部有8個16位通用寄存

器，8個8位通用寄存器，1個16位變址寄存器。該機(jī)

指令系統(tǒng)有64條指令，全部為寄存器寄存器型或寄存

器存儲器型指令，同時支持8位和16位運(yùn)算。當(dāng)操作數(shù)

不在寄存器中是，采用下列尋址方式：

(1)寄存器間接尋址(用16位寄存器)

(2)存儲器直接尋址

(3)基址變址尋址(任意16位寄存器做基址寄存器，

位移量16位)。

設(shè)計適合該計算機(jī)的指令格式，使指令長度最短。

61132316

Reg1MODReg2MemAddorDisp

第四部分中央處理器一運(yùn)算器

、加法與乘法運(yùn)算

、運(yùn)算器結(jié)構(gòu)

L1加減法運(yùn)算

?:?加法單元（全加器）

Si

E-G

AiBi

S=A5/C.+AB.G+AB/G+A.B.C

1/1/V1/1/V

G「A4+G（aB）

L1加減法運(yùn)算

?:?并行加法器一一串行進(jìn)位

L1加減法運(yùn)算

?:?并行加法器一一并行進(jìn)位（或先行進(jìn)位）

令Gi=A4?=ABj

G=G0+與c°

。2=。+?！?。+5片+4用品

C3=G2+。2鳥=G2+。鳥+G0々巴+4片《。0

C4=G3+C34=G3^G2P3+GM心如陋+玲々鳥鳥C°

?:?并行進(jìn)位的特點(diǎn)

?同時產(chǎn)生進(jìn)位

A加法延時縮短

?實(shí)現(xiàn)相對復(fù)雜

L1加減法運(yùn)算

?:?并行進(jìn)位鏈

L2補(bǔ)碼乘法

?:?補(bǔ)碼乘法規(guī)則

?乘積的補(bǔ)碼=被乘數(shù)的補(bǔ)碼X乘數(shù)的真值

［尸］補(bǔ)二X。］補(bǔ)二［M］補(bǔ)xQ

L2補(bǔ)碼乘法

?:?算法規(guī)則

A比較乘數(shù)相鄰的兩位：Qi和QM

■QiQM=OO或11,上一次部分積直接右移一位形

成新的部分積

■QiQ=01,上一次部分積加上被乘數(shù)補(bǔ)碼后右移

一位姓H成新的部分積

-Q.QM=10,上一次部分積減去被乘數(shù)補(bǔ)碼后右移

一位形成新的部分積

?重復(fù)n次。

?對于n位數(shù)的一位比較法，需要執(zhí)行n次加法運(yùn)算

和n次移位運(yùn)算。

L2補(bǔ)碼乘法

L3浮點(diǎn)數(shù)的運(yùn)算

。浮點(diǎn)數(shù)的加減法運(yùn)算

A規(guī)格化

A對階（小階向大階對齊）

A尾數(shù)加減運(yùn)算

A結(jié)果規(guī)格化

A結(jié)果溢出問題

?:?浮點(diǎn)數(shù)的乘除法運(yùn)算

A乘法：階碼相加，尾數(shù)相乘，結(jié)果規(guī)格化。

A除法：階碼相減，尾數(shù)相除，結(jié)果規(guī)格化。

L4運(yùn)算器的簡單結(jié)構(gòu)

總線

PC

AC：累加器

ALU：算術(shù)邏輯運(yùn)算單元

A,B：緩沖器

GR:通用寄存器

IR:指令寄存器

ID：指令譯碼器

PCt程序計數(shù)器

MAR：地址寄存器

MBR：數(shù)據(jù)寄存器

第五部分中央處理器一控制器

一、模型機(jī)結(jié)構(gòu)

二、控制方式與時序系統(tǒng)

三、執(zhí)行執(zhí)行微操作流程

四、微程序控制器

返回

L1模型機(jī)結(jié)構(gòu)

L1模型機(jī)結(jié)構(gòu)

?:?簡化的8086/8088結(jié)構(gòu)

A16位系統(tǒng)

A通用寄存器部件

?主存地址寄存器MAR

?主存數(shù)據(jù)寄存器MDR

A暫存器C,D,Z

A程序計數(shù)器PC

?指令寄存器IR

>ALU

A存儲器部件

?控制部件

A數(shù)據(jù)通路與控制信號

A微操作控制信號與控制脈沖

L2模型機(jī)的指令系統(tǒng)____________________________

。雙操作數(shù)指令格式

A16位定長指令系統(tǒng)

A指令中不包含立即數(shù)和變址值：16位，如MOVAX,BX

?指令中只包含立即數(shù)或變址值：32位，如MOVAX,1000H;

MOVAX,1000H[BX];

A指令中包含立即數(shù)和變址值：48位，如MOV2000H[BX],1000H;

6112338888

M

OpcodedW0REGR/MData_LowData-HighDisp_LowDisp_High

D

L3捽制方式與時序系統(tǒng)__________

?？刂品绞?/p>

A同步控制方式

A異步控制方式

?:?時序系統(tǒng)

?脈沖時序信號：主時鐘脈沖

A節(jié)拍信號：T1,T2,T3,T4

A機(jī)器周期信號：M1,M2,M3,M4

。指令周期

?指令周期、機(jī)器周期、節(jié)拍周期

?指令周期：取指周期、取數(shù)周期、執(zhí)行周期

?指令周期與機(jī)器周期的關(guān)系

?機(jī)器周期與節(jié)拍周期的關(guān)系

L3捽制方式與時序系統(tǒng)

?:?時序系統(tǒng)

L3捽制方式與時序系統(tǒng)

?:?時序部件

Ml

=M2

機(jī)器周期

主振AM3

觸發(fā)器AM4

A

AT1

CLKAT2

主時鐘發(fā)生器節(jié)拍發(fā)生器AT3

T4

T4T3T2T1

L4指令執(zhí)行微操作流程______________________________

?:?指令的執(zhí)行過程

A取指：從存取器讀取當(dāng)前指令送到指令寄存器（IR）,要根據(jù)指令編碼的

長度才能確定讀取指令的詳細(xì)流程。

A取數(shù)：計算操作數(shù)地址，讀取操作數(shù)，要根據(jù)操作數(shù)的來源與尋址方式才

能確定具體的操作過程。

?執(zhí)行：執(zhí)行并送結(jié)果。

?:?取指周期

A指令的核心部分占16Bits,機(jī)器字長16Bits,每一次從存儲器能讀取16Bits

A指令編碼長度有2個字節(jié)（16位），4個字節(jié)（32位），甚至6個字節(jié)，但指

令核心就分長誨為16位。

A取指周期特指讀取指令核心部分（16Bits）的周期，所以在這種前提下，

所有指令的取指周期是完全一樣的。

結(jié)構(gòu)圖

L4指令執(zhí)行微操作流程

?:?取指周期的微操作流程

A取指流程需要4個節(jié)拍

A每條指令執(zhí)行過程的第一個機(jī)器周期M1都是取指周期（取到指令核心部分）

時間節(jié)拍完成功能得要的微操作信號需要的控制脈沖

M1.T1指令地址送MARIBRPCCPMAR

M1.T2ReadMemoryABRMAR,RD

指令送MDRMDR6DBCPMDR

M1.T3

調(diào)整PCPC+1CPPC

M1.T4MDR（指令）送IRIB6MDRCPIR

結(jié)構(gòu)圖

L4指令執(zhí)行微操作流程_________________

?MOVAX,BX指令執(zhí)行的微操作流程

?指令長度：16位，一次可讀取完畢（指令代碼：89DBH）

A讀取指令周期：機(jī)器周期M1內(nèi)完成

?執(zhí)行周期：機(jī)器周期M2內(nèi)完成

時間節(jié)拍完成功能需要的微操作信弓需要的控制脈沖

M1.T1指令地址送MARIBSPCCPMAR

取

指M1.T2ReadMemoryABRMAR,RD

周

期指令送MDRMDRGDBCPMDR

M1.T3

調(diào)整PCPC+1CPPC

M1.T4MDR（指令）送IRIBGMDRCPIR

執(zhí)M2.T1BX送暫存器CIBVGR,RDGRCPC,BX地址

行

周M2.T2暫存器C送AXIBGC,WRGRAX地址

期

M2.T3無操作

M2.T4無操作

結(jié)構(gòu)圖

L4指令執(zhí)行微操作流程___________

?ADDAX,BX指令執(zhí)行的微操作流程

?指令長度：16位，一次讀取

A讀取指令周期：機(jī)器周期M1內(nèi)完成

?執(zhí)行周期：機(jī)器周期M2內(nèi)完成

時間節(jié)拍完成功能需要的微操作信號需要的控制脈沖

M1.T1指令地址送MARIB6PCCPMAR

取

指M1.T2ReadMemoryABJMAR,RD

周

期指令送MDRMDRGDBCPMDR

M1.T3

調(diào)整PCPC+1CPPC

M1.T4MDR（指令）送舊IB6MDRCPIR

執(zhí)M2.T1BX送暫存器DIBGGR,RDGRCPD,BX地址

行

周M2.T2AX送ALU,完成加法IB6GR,ADDCPZ,AX地址

期

結(jié)果送AX舊GZ,WRGRAX地址

M2.T4無操作

結(jié)構(gòu)圖

L4指令執(zhí)行微操作流程__________________

?MOVAX,1000H[BX]指令執(zhí)行的微操作流程

?指令長度：32位，分兩次讀取（指令代碼：8B870010H）

A讀取指令周期：機(jī)器周期M1內(nèi)完成（讀第一個16位）

A讀變址值周期：機(jī)器周期M2內(nèi)完成

A取操作數(shù)周期：機(jī)器周期M3內(nèi)完成

A執(zhí)行周期：機(jī)器周期M4內(nèi)完成

時間節(jié)拍完成功能需要的微操作信號需要的控制脈沖

<

M1.T1指令地址送MARIBVPCCPMAR

取

指M1.T2ReadMemoryAB6MAR,RD

周X

期I指令送MDRMDRVDBCPMDR

M1.T3

調(diào)整PCPC+1CPPC

M1.T4MDR（指令）送舊IB6MDRCPIR

結(jié)構(gòu)圖

L4指令執(zhí)行微操作流程

時間節(jié)拍完成功能需要的微操作信號需要的控制脈沖

M2.T1PC送MARIBRPCCPMAR

取

變M2.T2從存儲器讀取1000HABRMAR,RD

址

值1000H送MDRMDR6DBCPMDR

M2.T3

調(diào)整PCPC+1CPPC

M2.T4MDR(1000H)送DIB6MDRCPD

取送IBGGR,RDGR,地址,

M3.T1(BX)+1000HZADDBXCPZ

數(shù)

周M3.T2源操作數(shù)地址Z送MARIBVZCPMAR

期

M3.T3讀取源操作數(shù)ABRMAR,RD

M3.T4源操作數(shù)送MDRMDR6DBCPMDR

結(jié)構(gòu)圖

L4指令執(zhí)行微操作流程

時間節(jié)拍完成功能需要的微操作信號需要的控制脈沖

M4.T1源操作數(shù)送AXIBRMDR,WRGRAX的地址

執(zhí))

行<M4.T2

周i

期M4.T3

M4.T4

L5微操作信號的綜合

A譯碼與微操作控制信號部分邏輯圖

ToControlBus

微操作信號

時

序

部微操作信號生成部件

件

A▲A▲▲

MAsJR

,

oDuNF

VDBET

:尋址方式尋址方式

指令譯碼器（in）

AAMAAAAUI-

操作眄IIB/WI用四方足

指令寄存器（IR）

1.6微程序原理___________________________________

?:?基本概念

A指令的執(zhí)行特點(diǎn)：按順序執(zhí)行一系列的微操作，每一個時鐘周

期（節(jié)拍）完成一個或多個微操作。

?將指令執(zhí)行微操作序列中一個節(jié)拍內(nèi)同時完成的微操作用一個

二進(jìn)制代碼串來表示，這就是微指令。

A微指令的執(zhí)行：通過某種邏輯產(chǎn)生該微指令所表示的微操作控

制信號，送控制總線，并維持一個時鐘周期。

A指令的執(zhí)行=微指令的序列

?微指令序列=微程序

A一條機(jī)器指令對應(yīng)一段微程序

A將所有指令對應(yīng)的微程序保存在存儲器中（控制存儲器）

A基于這種思想構(gòu)造的控制器：微程序控制器

L6微程序原理_______________________________________

?:?微指令

?存儲：控制存儲器

?執(zhí)行：向控制總線輸出微指令表示的位值為1的微操作控制信號

,并維持一個時鐘周期

?順序控制：在微指令中設(shè)置次地址字段，直接指定下一條微指

令。

?條件控制：在指令中設(shè)置表示條件的字段，通過某種邏輯根據(jù)

條件值得到下一條微指令的地址。

微操作控制信息字段條件字段次地址字段

L6微程序原理

?:?微程序控制器的原理指令寄存器

?根據(jù)指令譯碼得到該指令的

第一條微指令的地址。控制器

譯碼器

?讀取微指令送微指令寄存器

?生成微操作信號送控制總線控制地址寄存器CMAR

（執(zhí)行該微指令）

A順序邏輯根據(jù)次地址信息和

ALU標(biāo)志信息形成下一條微ALufzX

指令的地址并送CMAR標(biāo)控制存儲器

時鐘一?

微指令寄存器

次地址控制

微操作控制信號

L7微指令格式

?:?微操作控制字段編碼方式

A直接控制編碼：每一個二進(jìn)制位代表1個微操作控制信號。1表示執(zhí)

行該微操作，0表示不執(zhí)行該微操作。不需要譯碼。

?分段直接編譯：將微操作分組，同一組微操作互斥，不會同時執(zhí)行

，任何時候最多只有一個微操作被執(zhí)行，組間微操作可能同時執(zhí)行

,組內(nèi)微操作采用編碼方式。從編碼到微操作信息需要譯碼。

L7微指令格式____________________________________

?:?順序控制字段

?條件字段：該微指令執(zhí)行完后，是否要根據(jù)ALU的標(biāo)志以及根據(jù)其

他標(biāo)志來確定下一條微指令在控制存儲器中的地址。

A次地址字段：順序執(zhí)行時，指出下一條微指令的地址，有條件測試

時，需要與條件字段配合才能確定真正要執(zhí)行的下一條微指令的地

質(zhì)。

微操作控制信息字段條件字段次地址字段

L7微指令格式

?:?控制存儲器

取指公共微程序

ADD微程序

SUB微程序

1控制存儲

AND微程序(器結(jié)構(gòu)

XXX指令微程序

L8微指令的順序控制

?:?順序控制技術(shù)

A決定下一條微指令的因素：當(dāng)前微指令，條件標(biāo)志，指令操作碼

》順序執(zhí)行時：次地址字段直接給定，每條機(jī)器指令的微程序的最后

一條微指令的次地址字段一定是公共取指微程序的第一條微指令在

控制存儲器中的地址。

?公共取指微程序的最后一條微指令的次地址沒有什么意義，需要根

據(jù)操作碼的譯碼結(jié)果才能確定下一次要執(zhí)行的微指令的地址。

?微指令中有條件轉(zhuǎn)移是的次地址技術(shù)：

■雙次地址字段

-地址邏輯生成次地址

L8微指令的順序控制

L8微指令的順序控制

雙地址字段

L8微指令的順序捽制

生成次地址

L8微指令執(zhí)行的時序捽制

微指令周期----》

取微取微取微

指令指令指令

執(zhí)行微指令執(zhí)行微指令

微程序控制器的速度與硬接線控制器的速度誰快?

L9微指令格式設(shè)計舉例

結(jié)構(gòu)圖

L9微指令格式設(shè)計舉例______________________

A微指令格式（40位字）

■控制字段（24位）：表示24個微操作，依次是：

GRRB,PC3IB,Z習(xí)B,FR習(xí)B,D習(xí)B,C習(xí)B,

MDR^IB,RDGR,WRGR,MAR^AB,MDR9DB,

DB9MDR,RD,WR,SAL,SAR,ADD,SUB,B-1,

W/B,P+1,CLPC,NOT,NEG

■條件字段：4位，表示16種狀態(tài)，可以表示15個不同的

ALU標(biāo)志，還有一無標(biāo)志狀態(tài)（順序執(zhí)行時）。

■次地址字段：控制存儲器容量為4KW,所以12位，

微操作控制字段（24位）條件字段（4位）次地址字段（12位）

試題講解

1.一CPU內(nèi)部包含16個寄存器，一個支持16種算術(shù)運(yùn)算

和16種邏輯運(yùn)算的ALU,一個支持8種操作的移位器。

所有部件均由CPU內(nèi)部總線連接在一起。請?jiān)O(shè)計指定

該CPU內(nèi)部不同操作的微指令格式（不必考慮次地址

部分）。（選自2000年考研試題）

2.某機(jī)采用微程序控制器設(shè)計，已知每一條機(jī)器指令的

執(zhí)行過程均可分解成8條微指令組成的微程序，該機(jī)指

令系統(tǒng)采用6位定長操作碼格式，控制存儲器至少應(yīng)能

容納多少條微指令？如何確定機(jī)器指令操作碼與該指

令微程序的起始地址的對應(yīng)關(guān)系，請給出具體方案。

（選自1999年考研試題）

試題講解

?某機(jī)字長為16位，采用16位定長指令拾式，結(jié)構(gòu)如圖所

示，控制方式米用混合控制方式，每小CPU周期包含4

個節(jié)拍，指令：

/NC200但“；加7指令，基址尋址方式，87為基址寄存器。

寫出執(zhí)行該指令的詳細(xì)微操作流程，該指令執(zhí)行共需多少個CPU周期。

總線

微操作控制信號

PC

IlliI

微操作信號IAC:累加器

發(fā)生器ALU：算術(shù)邏輯運(yùn)算單元

A.B：緩沖器

GRS通用寄存器

IR：指令寄存器

ID：指令譯碼器

PC:程序計數(shù)器

MARMAR：地址寄存器

MBR：數(shù)據(jù)寄存器

第六部分輸入輸出部分

一.輸入輸出一般概念

二.中斷輸入輸出方式

三.總線

L1I/漏口

?:?外部設(shè)備并不直接掛接在系統(tǒng)總線上，而是通過I/O接口最為

橋梁實(shí)現(xiàn)與系統(tǒng)總線的連接

?各種外設(shè)使用不同的操作方法，由CPU來直接控制不同的外設(shè)不切實(shí)際。

A外設(shè)的數(shù)據(jù)傳送速度比存儲器和處理器的速度慢得多，使用高速的系統(tǒng)總

線與慢速的外設(shè)直接連接，不切實(shí)際。

?外設(shè)經(jīng)常使用與處理器不同的數(shù)據(jù)格式和字長度。

L11/微口

*1/0接口的功能

A識別I/O地址，即地址譯碼；

A實(shí)現(xiàn)主機(jī)與I/O設(shè)備的數(shù)據(jù)交換、控制命令的傳遞和狀態(tài)檢測與傳遞;

?提供緩沖、暫存和驅(qū)動能力；

A進(jìn)行數(shù)據(jù)格式、類型方面的轉(zhuǎn)換（串并行轉(zhuǎn)換，電平轉(zhuǎn)換等）；

A支持一定的I/O方式（程序查詢、程序中斷、DMA等）；

AI/O控制與定時

。I/O接口的分類

A按傳送數(shù)據(jù)格式：串行接口，并行接口

?串行接口適合速度低、傳輸距離長的環(huán)境

■并行接口適合速度高、傳輸距離短的環(huán)境

A按I/O方式：程序查詢接口、中斷接口、D