第八章 输入输出系统

1、第八章输入/输出系统、基本概念节目查询方法节目中断方法DMA方法通道方法通用I/O标准介面，2020年八月4日11:44分，基本概念输入/输出系统的功能，输入/输出系统的功能：选择输入/输出设备以实现高效可靠的数据传输。在选定的输入/输出设备和CPU之间交换数据。2020年八月4日11:44，输入输出设备和CPU更换数据进程：输入进程：CPU将地址值放置在地址总线上方。在牙齿阶段，选择输入设备CPU，等待输入设备上的数据成为有效的CPU。从“数据总线”中读取数据，然后将其放置在其中一个寄存器上。输出处理作业：CPU会将位址值放在位址总线上方。2020年八月4日11:44，基本概念CPU和外围设

2、备的计时，CPU和外围设备的计时，三个茄子情况：慢速外围设备中速外围设备高速外围设备，2020年八月4日11:44，基本概念CPU和外围设备的计时，速度非常慢或简单的外围设备一般为机械开关，显示器二极管等。交换机- CPU认为输入数据始终有效。显示器二极管-输出必须已准备就绪。2020年八月4日11:44，基本概念CPU和外围设备的计时，低速或中速外围设备：CPU和这些设备之间的数据交换通常使用异步计时方法。在牙齿中，CPU和外围设备之间通过查询响应信号计时的方法称为响应式数据交换。异步计时设备状态：2020年八月4日11:44，CPU接收外围设备的数据字放置的过程3360，2020年八月4日

3、11:44，基本概念CPU和外围设备计时，高速外围设备：CPU和这些设备之间通常使用同步计时方法。CPU和1)同步计时CPU定期发出I/o命令。用时钟脉冲控制进行。2)DMA方法，2020年八月4日11:44，基本概念CPU和外围设备之间的信息更换方法，CPU和外围设备之间的信息更换方法，节目祖怀方法节目中断方法直接内存访问(DMA)方法通道方法外围处理器方法，2020年8月4日11:44，基本概念CPU 2020工作流程：首先，主机通过启动命令启动外围操作，启动后，主机使用测试命令继续查询外围操作是否完成，完成外围操作后，可以传输数据。特征：牙齿方法控制简单，但主机和外围设备串行运行。外围设

4、备的速度很慢时，主机在测试等待中花费了很多时间，使主机不能充分发挥效率。2020年八月4日11:44，节目查询方法的基本概念，CPU需要持续监视状态位以确定是否需要执行以下I/o操作：轮询需要浪费很多CPU时间，因为CPU比I/o设备快得多。2020年八月4日11:44，节目祖怀方法节目流程图，设置计数值，设置内存缓冲区地址，外围设备开始，资料传输，记忆体位址修改，I/o传输结束，柜台修改，准备？传输完成了吗？、节目祖怀方法的节目流程图，否、是、否、2020年八月4日11点44分，节目中断方法，中断技术的出现为响应外部异常事件改变状态过程提供了有效的手段。这允许多个节目运行和多个用户同时共享整

5、个电脑资源。充分利用计算机的高速处理和实时处理功能，以及自动处理器内部故障功能。2020年八月4日11:44，节目中断方法基本概念，中断基本概念中断问题毽子中断类型多个中断和单阶段中断功能，2020年8月4日11:44，提出中断问题：在程序查看方法中，CPU和外围设备的操作是串行的。CPU和外围设备交换信息时，CPU的大部分工作时间都被浪费了。CPU开始处理外围设备后，取消对CPU的控制，使CPU可以继续运行；在外围设备活动完成后向CPU发送中断请求信号，如果CPU响应中断响应，请停止正在运行的程序，切换中断服务程序，以便为该程序提供服务。这样，CPU和外围设备可以同时工作，从而最大限度地提高

6、CPU的效率。2020年八月4日11:44，节目中断方法的基本概念，中断类型：按中断处理分类：节目中断：主机响应中断请求后，运行程序一段时间以处理相关问题。简单中断：主机响应中断请求后，无需运行服务程序。相反，通过允许一个或多个主内存周期，I/O设备和主内存可以直接交换数据。2020年八月4日11点44分，节目中断方法的基本概念，按中断源分类：强制中断：随机生成。用于强制生成中断的中断源有四个方面：内部中断：硬件故障和节目故障产生的中断。外部中断：由系统配置外部设备引起的中断。执行中的现行程序引起的中断。处理器之间的中断。自愿中断(节目本身中断):在节目初期，借用断点安装、中断处理方式，引入现

7、场保护、服务程序。2020年八月4日11:44，节目中断方法基本概念，是否根据中断源提供矢量地址分类：矢量中断：CPU响应中断后，中断机构将自动向处理器通知矢量地址，矢量地址指示中断向量位置，实施矢量切换，无需通过处理程序查询中断源的中断功能。称为向量中断。非矢量中断：不能直接提供中断服务程序的门户地址，必须使用软件祖怀操作找到服务节目门户地址，然后转到中断服务程序。2020年八月4日11:44，节目中断方法基本概念，多级中断和单层中断：单层中断：中断运行过程中，如果只能为此次中断服务提供服务，则不允许中断服务程序，只有在服务程序完成后才能响应称为单层中断的新请求。多级中断：运行一次服务节目，

8、允许高优先级中断级别低的中断服务程序，保存断点和现场，然后切换到高响应优先级中断程序以运行新的中断服务程序。可分为2020年八月4日11点44分，根据系统配置的不同，多阶段中断一维中断和二维多阶段中断。一维中断意味着每个中断(一级)只有一个中断源，而二维多级中断(二维)意味着每个级别中断()有多个中断源。2020年八月4日11:44，节目中断基本概念，中断功能：引入中断系统后，CPU和I/O设备可以同时运行，从而显着提高CPU的工作效率。利用中断处理故障，提高了机器的可靠性。使用中断进行实时处理。实时处理是指在某个事件或现象发生的实际时间内及时处理。累积后不批处理任务。使用中断进行人机对话。要

9、实现多道程序的运行，必须利用中断系统。，2020年八月4日11:44，节目中断式中断基本介面，中断基本介面：任务徽标触发器BS准备徽标flop RD允许中断flop RD允许中断flop EI中断请求触发器IR中断屏蔽触发器IM，2020年8月4日11:44，程序中断方式中断的基本接口，2020年8月4日11:44每个触发器特定功能：就绪标记(RD):当设备接受并发送一次数据时，将发送设备操作完成信号，并将RD标记设置为“1”。允许中断触发器(EI):可以使用节目命令指定位置。如果EI等于1，则设备可以向CPU发送中断请求。如果EI为零，则无法向CPU发送中断请求。这意味着某种中断酱被禁止了。

10、2020年八月4日11:44，节目中断式中断基础介面，中断请求触发器(IR):就绪中断请求行从设备发出的中断请求信号。如果IR牙齿“1”，则表明设备发出了中断请求。中断屏蔽触发器(IM): CPU是否批准中断或批准中断的指示符。当IM牙齿为“0”时，CPU可以接收外部中断请求，相反，CPU不接收外部中断。2020年八月4日11:44；节目中断式中断基础介面；2020年八月4日11:44；节目中断方式中断结构；中断过程：中断过程包含中断请求、中断响应、保存状态、中断掩码、中断处理、恢复和返回。中断源：中断源是中断发生事件和中断请求发生的源。中断结构：表示中断系统中处理器与设备、设备和设备之间的互

11、连关系。2020年八月4日11:44，节目中断式中断结构，中断结构中断请求中断请求发送和中断优先级队列，2020年8月4日11:44，程序中断方式中断结构，提交中断请求：中断请求：从中断源发送到处理器的中断请求称为中断请求。中断原发中断请求必须满足两个茄子条件：外围设备工作已经完成。外围设备上的中断设备未被系统阻止。2020年八月4日11:44，节目中断式中断结构，中断请求发送和中断优先级队列：中断源优先级多个队列最优化方法单线请求软件查询判定优秀单线请求软件查询判定优秀单线请求菊花链响应多线请求响应多线请求菊花链响应，2020年8月4日11:44，程序中断方式中断结构，中断源优先级：分别为简

12、单中断和I输入设备的优先级高于输出设备。2020年八月4日11:44，节目中断式中断结构，排队方法：单线请求软件查询判断：所有设备的中断请求连接到通用中断请求线IRQ。2020年八月4日11:44，CPU，I/O，I/O，节目中断中断结构，具有公共请求行的中断请求传输方案，IRQ，2020年八月4日11:44，节目中断中断结构，硬电缆，2020年八月4日11:44，CPU INACK，1#设备，2#设备，n#设备，节目中断中断结构，单线请求菊花链响应，地址数据线；在每个设备上安装中断响应线以发送中断响应信号。，2020年八月4日11:44，IRQ CPU INVEC，判断逻辑，1#设备，2#设

13、备，n#设备，不同的请求具有不同的联机I/O设备中断优先级。2020年八月4日11:44，节目中断中断结构，CPU IRQ in ack invec，IRQ 0 in ack 0 IRQ 1 in ack 1 IRQ 2 in ack 2，1 #设备，2#设备，3#设备，3 中断响应：如果处理器在中断响应期间从一个程序切换到另一个程序，那么在重要硬件状态下识别存储中断请求设备应加快响应速度。 2020年八月4日11:44，节目中断式中断响应和响应条件，单线请求中断查询的响应单线请求的中断结构中的中断响应是CPU进入中断周期状态。在牙齿状态下，CPU发出中断隐藏命令。中断隐藏命令功能：关闭中断触

14、发器。保护断点值。执行跳转操作。2020年八月4日11点44分，节目中断式中断响应和响应条件，单线请求菊花链响应单线请求菊花链响应方案中，CPU响应中断请求后进入中断周期状态。在中断周期状态下，CPU运行中断隐形命令，并使用与中断查询相同的过程作为中断服务程序继续切换。不同之处在于，中断服务程序首先执行中断查询命令INTA R0，查询以中断查询命令开始，然后通过界面中的硬件连接电路查找优先级最高的设备。2020年八月4日11:44，中断服务处理，CPU执行当前命令之一时，如果外围设备发出中断请求，则当CPU满足响应条件时，将发出中断响应信号，关闭中断电源，表明CPU不再接受其他设备的中断。此时，CPU将查找中断请求源是什么设备，存储CPU自身节目柜台(PC)的内容，然后转到处理中断源的中断服务程序。CPU存储现场信息，在设备维修后恢复现场信息，完成这些任务后中断开放，并返回