《计算机组成原理》第3版PPT电子课件教案-第八章输入输出系统.ppt

,cpu,ms,接口1,接口n,i/o1设备,i/on设备,外设必须通过接口部件，才能接到总线上。 接口：又称i/o控制器或适配器。,4.i/o系统包括：外设，接口部件和相应的管理软件。,第八章 输入输出系统 p272 输入输出系统概述： 1.计算机的输入输出系统，简称i/o系统。 2.外设:（外围设备） 具体执行输入输出操作的设备i/o设备。 3. 外设和总线的连接（单总线下）,4. i/o系统任务: (1) 选择i/o设备。 (2) 控制选定的i/o设备，完成cpu或ms和i/o设备之 信息传递。 5. i/o系统功能 (1) 信息转换： d/a或a/d、串并转移。 (2) 数据缓冲：cpu 接口 i/o设备 (3) 速度配合：高速 低速,8.1外围设备的定时和信息交换方式p272 1.外围设备定时方式 (1)高速主机和不同速度工作的外围设备相连接遇到的问题：如何保证主机与外围设备在时间上的同步？定时问题。 (2)输入/输出设备同cpu交换数据的过程： 1)输入过程：cpu从外设读入数据。包括3个步骤： a)cpu把一个地址值放在地址总线上，选择一个输入设备。 b) cpu等候输入设备的数据成为有效。 c) cpu从数据总线上读入数据，并放在一个相应的寄存器中。,2)输出过程：cpu把数据从外设输出。包括3个步骤： a)cpu把一个地址值放在地址总线上，选择一个输出设备。 b) cpu把数据放在数据总线上。 c)输出设备认为数据有效，从而从数据总线上把数据取走。 (3)cpu与外围设备之间定时方法，有三种方法； 1)速度极慢或简单外围设备：例如：机械开关、显示二极管(大型显示屏幕)。 若输出设备，该设备一定准备就绪。cpu采用数据输出就可以。 若输入设备，该设备数据一直有效，cpu采用接受数据输入就可。 总之，cpu只要接受或发送数据即可。,2)慢速或中速的外围设备：该类设备的速度和cpu不是同一个数量级，或者如键盘工作时间不规则。cpu与这类设备之间数据传送采用异步定时的方式(应答式数据交换)。 a)cpu从外设接受一个字的过程(输入)：首先询问外设的状态，如果外设的状态标志位表示设备已“准备就绪“，cpu就从总线上接收数据。cpu在接收数据以后，发出输入响应信号，告诉外设已经把数据总线上的数据取走。然后，外设把“准备就绪“的状态标志位复位，为准备下一个字交换。 如果外设的状态标志位表示设备没有“准备就绪“，则设备发出“忙“的标志，此时cpu进入一个循环程序等待。 b)cpu向外设发送一个字的过程(输出)：外设先发出请求信号，然后cpu询问外设是否准备就绪，如果外设已准备就绪，cpu送出数据，并发出数据已准备就绪，外设接收数据后，向cpu发出“数据已取走“的信号。,3)高速的外围设备：例如：磁盘。采用同步定时方式或dma方式(直接内存存贮访问方式)。 (4)cpu管理外设的五种控制数据传送方式：p274 1)程序查询方式：早期计算机采用方式。cpu执行程序直接控制i/o设备的数据传送。 优点:cpu的操作和外设操作能够同步,而且硬件结构简单。 缺点：外设操作速度很慢，cpu执行查询的循环程序浪费cpu大量时间，cpu效率极低。 2)程序中断方式：i/o设备要求一次数据传送，向cpu提出一个i/o的中断，cpu暂定它的现行程序，转向更进迫的i/o中断服务程序，从而进行一次的数据传送，这个任务完成后，cpu又返回它原来暂定的地方，继续进行下去。 优点：节省大量cpu询问等待的时间，提高了cpu的使用效率。适用于随机服务的中低速i/o设备。 缺点：硬件结构相对复杂一些，执行中断程序，服务开销时间较大。(后面有一节专门讲中断概念),3)dma(直接内存访问)方式： 用程序中断方式交换一次数据，执行中断服务程序需要几十微秒到几百微秒，对于例如磁盘这类高速设备，采用成组(一批数据)交换数据，速度太慢，甚至会丢失信息。 dma(直接内存访问)方式：是一种完全由硬件执行i/o交换的工作方式。由dma接口(i/)控制器)从cpu接管对总线的控制，数据交换不经过cpu，直接在内存和高速的外设之间进行，高速传送数据。 优点：数据传送速度很高，cpu使用的效率和高速设备的效率得到充分发挥。 缺点： 在dma接口中需要更多的硬件。 4)通道方式：为了进一步减轻cpu对i/o设备控制的压力，可把它交给通道(iop)的硬件来完成。,通道是一个具有特殊功能的处理器(iop),它可以实现对外围设备的统一管理和外围设备与内存之间的数据传送。 优点：更进一步提高了cpu使用效率。 缺点：使用更多的硬件。 5)外围处理机(ppu)方式： 外围处理机(ppu)方式是通道方式的进一步发展，所有的i/o操作全部有ppu完成，cpu对i/o的操作完全解放出来。 ppu直接上是一个微小型的计算机，就是专门控制执行i/o操作。,外围设备的i/o控制方式：动画演习八(1)。,p275.图8.1,i/o控制方式,主要由软件和少量硬件实现,主要由附加硬件实现,高速i/o 设备,程序查询方式,程序中断方式,dma 方式,通道 方式,ppu方式,中低速i/o 设备,总结：程序查询方式和程序中断方式适用与数据传送率i/o部件低的外围设备。 dma方式、通道方式和ppu方式适用于数据传送率i/o部件高的外围设备。 单片机、微型机采用程序查询方式、程序中断方式和dma方式。 大、中型计算机采用通道方式和ppu方式。 下面重点讲上述的各种i/o控制方式。,主程序（cpu）,就绪,n,数据输入指令,y,cpu等待,忙触发器置“1”，就绪触发器为“0”,i/o设备工作, 忙触发器 ，启动设备工作读。, 输入数据 接口中的数据缓冲寄存器。,i/o启动指令,补充 程序查询方式 cpu执行程序：完成i/o操作,需要的基本接口。 (以数据输入为例）分六步进行。 基本接口需要的硬件：数据口(数据缓冲寄存器)，控制口(忙触发器)，状态口(就绪触发器),当i/o设备中读出的数据全部送入数据缓冲寄存器，i/o设备发出一个动作结束标志，使i/o就绪触发器为1。 由于cpu执行指令一直在等待查询就绪触发器状态，一旦它为1，等待状态结束。 cpu执行一条输入指令，从i/o接口中的数据缓冲寄存器中，读出数据经数据总线送入cpu通用寄存器中，且使忙触发器“1” “0”，说明此时设备不忙。完成了一次数据输入操作。,缺点：,1) cpu和i/o外设只能串行工作，在执行i/o操作时，高速cpu只能等待，95%时间浪费。 2) cpu只能和一台外设交换信息，其他外设不能同时工作。 3)不可能知道外设工作中出现的错误和异常情况。 早期计算机，没有中断处理的方法。,程序直接控制方法特点： 优点： 传送方式简单，i/o接口硬件设备少。,8.2程序中断方法 1.中断的基本概念； 计算机在执行主程序的过程中，出现了某种意外事件或因本程序需要而暂停运行，转去执行意外事件所要求的紧迫任务，当该紧迫任务执行完后，再返回到原来的程序继续运行下去。,| | |,| | |,中断请求（意外事件）,中断响应,中断处理程序,主程序,k:,k+1:,意外事件,1.有硬件故障引起中断：电源断电、主存读/写校验错、超时错、数据通路校验错。,2. i/o设备交换数据中断。,3. 执行软件发生异常情况引起中断： 溢出、阶上溢、阶下溢、除数为0、执行了非法指令，一般用户执行了特权指令等。,中断返回,cpu执行程序,就绪?,n,y,从i/o 接口取到数据,一般外设启动后，一个数据送到i/o接口需要1ms，计算机通过查询方式，检测就绪=？，计算机执行速度很快，一条指令1s ,当从i/o接口取到数据只要一条指令执行就可完成。为了接收一个数据，计算机要浪费99%时间，处在等待状态。,2.中断概念的最早提出： 目的:为解决i/o设备输入和输出时，cpu效率太低问题。 无中断时：,当计算机无中断时，计算机直接通过执行程序，控制i/o操作，而i/o设备操作速度慢。高速计算机在i/o操作中，效率低。 因此cpu工作，i/o不能工作。当i/o工作时，cpu停下来， 控制i/o操作。cpu和i/o工作只能串行工作。 当计算机有了中断时，可使i/o和cpu并行工作，大大提高cpu使用效率。 p275 图8.2 中断处理示意图，a,b,c三个设备数据准备就绪时，cpu才仃下自己的主程序，分别执行中断服务的子程序，完成数据交换；然后返回主程序继续自己的工作。,有中断时：,| | | |,i/o中断响应,i/o中断服务程序 完成一个数据交换,| | | |,i/o设备工作,i/o启动,主程序,i/o中断请求,cpu执行其它功能程序,通过中断，可解决 cpu和 i/o设备并行工作。,3.中断的作用 （1）提高机器使用效率 （2）实现多通程序和多任务运用 （3）实现实时控制 （4）提高机器的可靠性 （5）实现多机联系 （6）实现目态和管态联系,目态：用户态 管态：核心态 操作系统 int 20h ，用户通过执行中断指令，进行系统调用。,4.程序中断整个过程,1.中断响应条件,1.有中断源，且该中断源不屏蔽。 2.开中（cpu允许中断）。 3.在本条指令执行完，下一条指令执行之前（中断保留现场最少）。,2.中断响 应过程,1.关中(不允许响应其他中断源）。 2.保留断点(为返回断点用)。 3.按中断源性质，取到该中断服务程序首地址。,具体实现各计算机不一样。,3.中断服务,1.中断响 应条件,2.中断响应过程,3.中断服务,1.保留程序中断时的现场 2.为该中断服务。 3.恢复中断现场 4.返回断点,开中,开中,关中,为实现 中断嵌套。,5.中断处理过程流程图：p276 图8.3 动画演习八(3)。 i/o中断仅是程序中断中的一种。根据中断处理过程流程图，我们讨论以下的几个问题： (1)cpu响应i/o中断的条件：有中断源,开中，在本条指令执行完，下一条指令执行前响应中断。 (2)中断响应的过程(对应于中断流程图中的中断周期)中断硬件做的三件事：关中(不再响应其它的中断)，保留断点(为了中断服务执行完，可返回主程序继续执行下去),按中断源的性质取到中断服务程序的首地址(可以用软件或硬件得到) (3)关于中断屏蔽触发器im: im=0,开中，cpu可以响应中断。 im=1,关中，cpu关闭中断，cpu不响应中断。,(4)关于中断处理过程由硬件和软件结合起来完成: 根据图8.3的流程图，其中中断周期是由硬件自动完成。 中断服务程序是由软件执行机器指令序列完成。由操作系统设计。 中断服务程序的功能逻辑结构：保存中断时cpu的现场；为该中断服务对i/o操作，交换一个数据。恢复中断cpu的现场，开中断，返回主程序。 6.程序中断方式的需要的硬件接口：程序查询方式的基本接口中断需要的硬件 (1)程序中断方式的需要接口示意图： p277 图8.4 动画演习八(3)。 包括外设接口和cpu中断控制两部分硬件。,外设接口的硬件： 1)bs(工作标志触发器)：bs=0,设备不忙；bs=1,设备忙。 2)rd(就绪触发器)：rd=0,数据未准备好接收或发送； rd=1,数据已准备好接收或发送。 3)数据缓冲寄存器：存放i/o设备输入/输出的数据。 4)设备选择：cpu选中该设备。 适应中断需要的硬件： 5)ei(该设备允许中断触发器) ：通过软件指令进行设置。 ei=0,该设备不允许向cpu发出中断请求； ei=1,该设备允许向cpu发出中断请求。 6)中断向量逻辑：产生该中断服务程序的首地址。,cpu中断控制硬件： ir(中断请求触发器):暂时存放外设发出的中断请求信号。 ir1,表示设备已发出了中断请求。 ir0,表示设备没有发出了中断请求。 2)im(中断屏蔽触发器)：是cpu是否响应中断的标志。 im1, 关中，表示cpu关闭所有中断请求。 im0, 开中，表示cpu可以响应中断请求。 (2)根据图8.4 某一输入设备通过程序中断输入一个数据控制过程：步 cpu通过执行指令，启动外设，将外设的bs=1,rd=0。 之后，cpu可以执行自己的工作。,接口的bs的正跳变启动外部设备。 设备工作，把读出的数据送到接口的数据缓冲寄存器。 设备一个数据传送结束后,将接口中的rd置1,说明数据就绪。 当接口中的ei=1(表示设备中断允许)时, rd=1, 接口向cpu提出中断请求信号。 当cpu执行的一条指令末尾，检查中断请求信号，把中断请求信号接收到ir1。 若im=0,cpu允许中断时，在下一条指令执行前，受理外设中断请求，向外设发出响应中断并关闭中断(im=1)。接口中断逻辑产生的中断服务程序的入口地址存入pc。 cpu执行中断服务程序中的一条输入指令，把接口中的数据缓冲寄存器的数据读入cpu的通用寄存器。 cpu发出控制信号，将接口中的rd=0,bs=0。 一次程序中断，只是完成输入一个数据。,下面简单讨论有关中断的一些问题：中断源不是一个，而是多个，如何对待多个中断源？单级中断和多级中断。 (3)单级中断： 多个中断源属于同一级，所有中断源触发器排成一行。 中断的优先级：离cpu近的，优先权高。从左向右。 1)单级中断处理的示意图：p278 图8.5(a) 不允许实现中断嵌套。 2)单级中断结构图：p278 图8.5(b) 以链式查询方式识别中断源。 3)单级中断源识别 p279 图8.6 串行排队链判优逻辑及中断向量的产生。动画演习八(4)。 (4)多级中断： 将计算机中多个中断源，根据中断事件的轻重缓急程度不同而分成若干级别，每个中断级分配一个优先级。 1)多级中断处理的示意图：p280 图8.7(a) 优先级高的中断级可以打断优先级低的中断服务程序，可以实现中断嵌套。（设中断优先级：三级二级一级） 2)一维、二维多级中断结构图：p280 图8.7(b)(设：2级1级0级）,一维多级中断：每级中断只有一个中断源。 二维多级中断：每级中断有多个中断源。 3)多级中断源识别 p282 图8.8 独立请求方式的排队逻辑-并行排队线路。动画演习八(6)。 设多级中断源寄存器为ir:(ir1ir2ir3ir4) 设每级中断源屏蔽寄存器为im:(im1,im2,im3,im4) 并行排队线路输出为irs1 irs4为1级4级中断选中信号，它们的逻辑表达式如下： irs1 ir1 im1 irs2= irs1ir2 im2 irs3= irs1irs2ir3 im3 irs4= irs1irs2irs3ir4 im4,(4) 中断举例： p282 例1 图8.7 多级中断处理的4个问题。 p282 例2 图8.7 单级中断处理的计算。(自己看) (5) 中断控制器8259是一个中断控制器的集成电路芯片。 自己看。 (6) 奔腾计算机的中断机制。p284 简单介绍几点： 1)中断类型： 中断外部中断，cpu外部硬件信号引起的。可以分成可屏蔽的中断，例如：中低i/o设备数据传送引起的中断。 不可屏蔽的中断：dma高速i/o设备。,异常中断执行指令引起异常中断。两种情况： a)执行一条指令过程中，发生的错误、故障等； b)执行软件中断指令(int0,int1,intn)。 奔腾机共有256种中断和异常(0255中断向量号)。 中断优先级分为5级。异常中断外部中断。 2)奔腾机中断服务子程序进入过程：p285 图8.10(a)(b) 动画演习八(8)。 cpu识别中断类型取到中断向量号三种方法： 1)指令给出intn；2)外部提供(可屏蔽的中断intr请求信号)；3)cpu识别的错误、故障。 中断服务子程序入口地址信息存放在中断向量号检索表内。 实模式下使用中断向量表ivt。 保护模式(虚模式)下使用中断描述符表idt。,实模式下使用中断向量表ivt，如何得到中断服务子程序入口地址？ 中断向量表ivt在内存地址0开始的1k空间。 实模式是16位寻址。中断服务子程序入口地址(段、段内偏移)各为16位，存放在ivt表内，占用4个字节。cpu按中断向量号4访问ivt表，取到相应表项段地址和段内偏移量送入cs，ip，得到该中断服务子程序的入口地址。,保护模式(虚模式)下使用中断描述符表idt，如何得到中断服务子程序入口地址？ 保护式是32位寻址。每个中断向量号对应中断描述符表的一个表项称为中断门描述符/陷阱门描述符。 cpu按中断向量号8访问idt中断描述符表，取到相应中断门描述符/陷阱门描述符表项。通过门描述符给出该中断服务子程序的入口地址32位(段、偏移)。把门描述符中的32位偏移量装入eip寄存器；另外门描述符中的16位选择符访问gdt/ldt表(cs描述符缓存器)，得到段的基地址。,3)奔腾机中断服务子程序处理过程：p286 (1)(7)自己看。 实际上，和前面讲的一般中断处理模式相同。 关中，保护现场，中断服务，恢复现场，开中，中断返回。 其中具体内容不一样。,8.3 dma方式 p286 1.程序中断i/o控制方式的缺点： 一般程序中断i/o控制方式适应于中低速i/o设备，如像磁带、磁盘等高速外设如果用此方式，可能带来的问题： (1）采用程序中断控制方式，就要执行一段中断服务程序，保护现场，为i/o设备服务，恢复现场，返回断点。可能需要几十条指令，需要几个s，仅交换一个数据，效率比较低。 （2）高速外设两个数据输入（或输出）也需一个1个s （在一批数据交换中），这样在中断服务程序处理过程中，第一个数据还未取走，新的数据又输入了，可能取到的是第2个数据，第一个数据丢失。,2.dma的基本概念 直接内存存取方式。是一种完全由硬件(dma接口)执行i/o数据交换的工作方式。在这种方式中，dma接口从cpu完全接管对总线的控制，数据交换不经过cpu控制，直接在内存和i/o设备之间进行。 dma方式一般用于高速传送成组数据，例如磁盘。 dma方式优点：速度快,cpu和高速i/o设备可以并行工作，提高了cpu使用效率。防止高速设备数据传送中的丢失问题。 3.dma控制器至少应能执行的基本操作： 1)从i/o设备的接口向cpu发出dma请求。 2)cpu响应请求，把cpu工作方式改成dma操作方式，dma控制器从cpu接管对总线的控制。,3)由dma控制器执行向内存访问一次，进行数据传送的控制操作；然后接口完成对内存地址和传送个数的修改。 4)当dma控制器完成了一批数据交换后，向cpu报告本次dma操作结束。 4.dma传送方式： cpu执行指令(取指令、读写操作数)访问内存，dma接口也要访问内存，内存只有一个，怎样分时使用内存？ dma控制传送方式 p287 图8.11 (1）停止cpu访问主存贮器(a)。 （2）周期挪用：窃取一个或几个存贮周期(b)。 （3）dma接口和cpu交替访问内存(c）。 解释三种基本方法特点和优缺点。,5.基本dma控制器的硬件 (1)dma控制器的组成 dma控制器总线和i/o设备之间的接口电路。 dma接口的基本硬件组成：p289 图8.12 基本接口中断需要的硬件dma控制需要专门硬件 0) 设备选择：磁盘地址寄存器：磁盘驱动器号，磁道号，扇区号。 1） 内存地址字计数器：dma传送前，由cpu执行指令，送入交换一批数据在主存中首地址。每交换一个字数据，地址计数器加1。 2） 字计数器：dma传送前，由cpu执行指令，送入交换一批数据的字数(或字节数)负数补码；每交换一个字，字计数器加1，当字计数器为0时，表示一批数据交换结束，由dma接口向cpu发出中断请求。 3） 数据缓冲寄存器：存放要传送的数据(一个字或字节)。,4） dma请求标志：每当设备准备一个数据字（如输入从磁盘读入一个字）后，dma请求标志触发器置“1”，由控制状态逻辑硬件向总线发出dma请求信号。（发出后，dma请求标志清0） 5）控制/状态逻辑：由时序电路组成。功能：用于修改内存地址计数器和字计数器（每传送一个数据字），指定本次传送类型（输入/输出），并发出dma请求信号和cpu（总线管理）应答协调同步。 6） 中断机构：功能：当一批数据传送完毕，向cpu提出中断请求及中断向量地址形成逻辑等。 根据程序中断接口中需要的硬件有：ir(中断请求信号)，ei(中断允许)，中断向量地址形成逻辑等。,主程序,对dma接口置初值启动i/o设备,dma接口开始工作启动i/o工作,dma传送前预处理（cpu执行）,6.一次完整dma数据传送过程 (p290)： dma传送前的预处理阶段(cpu执行指令)； 传送一些参数给dma接口，包括磁盘的地址，主存首地址，交换一批数据的字节数，是读或写操作等。 在dma接口控制下一批数据传送阶段(外设 主存，由dma接口硬件做，cpu不干预i/o操作，cpu和i/o设备可以并行工作）具体操作过程看后面一页的流程。 dma传送结束后的处理阶段（cpu通过中断服务程序)。,dma接口开始工作启动i/o工作,i/o设备数据准备好,n,修改接口中存贮器地址和字数计数器,计数器=0,n,在dma接口控制下传送一批数据。dma接口收到一个字数据(从i/o设备上）dma接口向总线提出一个dma请求。要求窃取一个存贮周期, 使dma接口和主存之间交换一个数据，然后接口修改存贮器地址和字数计数器，完全有dma接口控制。如果一批数据未交换结束(判断字计数器)，继续下一个数据交换，直至一批数据交换为止。,p290 图8.13 dma传送数据流程图,dma请求,dma响应,发送内存地址,传送一个字数据,dma数据传送结束,计数器=0,dma控制器向cpu发中断请求,y,k:,k+1：,中断服务程序,i/o中断响应,i/o中断请求,cpu执行中断服务程序，不是为了传送数据，只是告诉计算机操作系统本次i/o操作已结束，是否还进行，有否发生错误。,程序,n,7. 选择型 和多路型dma控制器(p291)： 前面介绍的简单的dma控制器，一个控制器只控制一个i/o设备；实际中的dma控制器，一个控制器可同时控制多个i/o设备。就是选择型 和多路型dma控制器。 (1)选择型dma控制器 p291 图8.14 动画演习八(8)。 特点：物理上可连接多个i/o设备，逻辑上只允许接一个i/o设备，即某一时期内，选择其中的一个设备进行dma以数据块方式传送。 适用于数据传送率很高的接近于内存存取速度的i/o设备。 (2)多路型dma控制器 p292 图8.15 动画演习八(9)。 图8.15(a)链式多路型dma控制器 图8.15(b)独立请求多路型dma控制器 适用于同时为多个数据传送率较慢速的i/o设备服务。各设备以字节交叉方式通过dma控制器进行数据交换。,8.4 通道方式(iop) dma控制器减轻了cpu对数据输入输出的控制，使cpu效率有了显著的提高，而通道进一步提高cpu的效率。 1.通道的功能： 通道是一个特殊的处理器，它有自己的指令和程序，专门负责数据的输入输出的传送控制。cpu只负责数据的处理；通道负责数据的输入输出。这样，通道和cpu分时使用内存，实现了cpu内部运算和设备i/o操作的并行工作。 2.具有通道的计算机系统结构图 p295 图8.19 ibm4300 动画演习八(10)-最好演习说明通道。 (1)具有通道的计算具有两类总线类型： 1)存贮总线：cpu与内存、通道与内存之间数据传送。 2)通道总线(i/o总线)：通道与外围设备之间数据传送。 通道总线可接多个设备控制器；一个设备控制器可接多个设备。,(2) 在通道方式下，i/o系统四级连接： cpu/内存通道设备控制器外围设备。 通道方式适用于大、中型计算机。 计算机有多个通道类型：选择通道；字节多路通道；数组多路通道(后面讲)。 (3)内存控制部件存贮管理部件的功能 cpu、多个通道同时访问内存，由存贮管理部件决定优先次序，决定下一个存贮周期由哪一个部件使用存贮总线访问内存。 一般优先权程序如下(高低)： 选择通道/数组多路通道字节多路通道cpu (为什么？),(4)通道的具体执行功能(p295） 1)执行通道指令 2)组织外围设备和内存之间进行数据传送。 3)按i/o指令要求启动i/o设备。 4)向cpu报告中断。 (5)通道类型：选择通道；字节多路通道；数组多路通道。 1)选择通道高速通道，连接高速的外围设备，例如：磁盘，磁带，光盘等。 信息数据以成组方式(数据块为单位)；某个时间内，只有一个设备占用该通道的i/o总线，直到一块数据传送完成结束。 选择通道的传送速率：选择所有高速设备中速度最高设备的速率作为通道的传送速率。,2)数组多路通道 是对选择通道的改进；基本思想：当设备进行数据传送时，通道只为该设备服务；当设备下一个数据未准备好，等待时，挂起该设备的通道程序，去为其它的设备服务，进行数据传送；所以它是一个多道程序的处理器。在某时间内，可以有多个设备同时工作。 优点：保留了选择通道高速传送数据的优点，又充分利用设备控制性操作的时间间隔(几个ms)为其它设备服务，使通道效率充分得到发挥。 信息数据以成组方式(数据块为单位)。 数组多路通道的传送速率：高于选择所有高速设备中速度最高设备的速率。,3)字节多路通道低速通道，连接低速的外围设备，例如：鼠标，打印机等。 信息数据以字节方式(字节为单位)。 字节多路通道和数组多路通道有共同之处:在某一时间内，可以有多个设备同时工作。 字节多路通道传送速率：该子通道所有设备速率之和。 字节多路通道和数组多路通道不同之处： a)数组多路通道允许多个设备同时工作，但只允许一个设备进行传输型操作，其它设备进行控制型的操作；而字节多路通道不仅允许多个设备同时操作，而且也允许它们同时进行传输型操作。 b)数组多路通道与设备之间数据传送的基本单位是数据块；而字节多路通道与设备之间数据传送的基本单位是字节。,(5)通道结构的发展 1)i/o处理器(iop):输入输出处理器。 iop可以和cpu并行工作，提供高速dma处理能力，实现数据的高速传送，但是它不独立于cpu工作，而是主机的一个部件。 例如：intel 8089 iop,还提供数据的变换、搜索和字装配/拆卸能力。 iop应用于中小型、微型计算机系统中。 2)外围处理机(ppu):基本上独立于主机工作cpu。自己有指令系统，完成算术/逻辑运算，读写主存贮器，与外设交换信息。 ppu应用大型高速的计算机系统中。,8.5 通用i/o标准接口 p298 1.并行i/o标准接口scsi: scsi(small computer system interface)小型计算机系统接口的简称。它是一个高速智能的接口，在该接口下可混接各种i/o设备，例如：磁盘、光盘、磁带机、打印机、扫描仪、条码阅读器和通讯设备。 首先在macintosh, sun平台，以后在工作站，网络服务器、pentium系统中成为ansi(美国国家标准局)标准。 scsi性能特点：p298(1)(7)。 (1)scsi接口总线有8条数据线，1条奇偶校验线，9条控制线。使用50芯的电缆。