第七章、輸入輸出系統(tǒng)總結(jié)

1、第7章 輸入輸出系統(tǒng)7.1 I/O設(shè)備一、外設(shè)的地位和作用外設(shè)是計算機(jī)系統(tǒng)的重要組成部分。外設(shè)是人機(jī)對話的工具。外設(shè)是完成數(shù)據(jù)媒體變換的裝置。外設(shè)是系統(tǒng)軟件及信息的駐在地。外設(shè)是計算機(jī)推廣應(yīng)用的橋梁。二、外設(shè)的特點速度慢：機(jī)電混合裝置，ms級。多樣性及復(fù)雜性：涉及機(jī)電光磁聲等學(xué)科，傳輸速率差異大，方式各不相同。S三、外設(shè)的分類1. 人機(jī)交互設(shè)備 鍵盤 鼠標(biāo) 打印機(jī) 顯示器 2. 信息駐留設(shè)備 磁盤 光盤 磁帶3. 機(jī)機(jī)通信設(shè)備 調(diào)制解調(diào)器 網(wǎng)卡 路由器4、 輸入設(shè)備1. 鍵盤2. 鼠標(biāo)3. 觸摸屏5、 輸出設(shè)備1. 顯示器2. 打印機(jī)六、其他1. A/D、D/A 模擬/數(shù)字（數(shù)字/模擬）轉(zhuǎn)換器

2、2. 終端 由鍵盤和顯示器組成 完成顯示控制與存儲 鍵盤管理及通信控制3. 漢字處理 漢字輸入、漢字存儲、漢字輸出七、多謀體技術(shù)八、I/O操作的特點1.異步性2.實時性3.IO操作的實現(xiàn)與設(shè)備的無關(guān)性7.2 I/O系統(tǒng)的發(fā)展1.早期階段：以運算器為中心，分散連接2.接口模塊和 DMA 階段：總線連接3.具有通道結(jié)構(gòu)的階段 通道是用來負(fù)責(zé)管理IO設(shè)備以及實現(xiàn)主存與IO設(shè)備之間交換信息的部件，可看作是一種具有特殊功能的處理器。具有專用的通道指令，可以獨立運行程序，但受制于CPU，是從屬于CPU的一個專用處理器4.具有 I/O 處理機(jī)的階段7.3 I/O 接 口 IO接口通常是指主機(jī)與外設(shè)之間的一個

3、硬件電路及其相應(yīng)的軟件控制。 而端口是指這些接口電路中的一些寄存器，包含有數(shù)據(jù)端口、控制端口和狀態(tài)端口，若干個端口加上控制邏輯才能組成接口。1、 概述1. 實現(xiàn)設(shè)備的選擇2. 實現(xiàn)數(shù)據(jù)緩沖達(dá)到速度匹配3. 實現(xiàn)數(shù)據(jù)串并格式轉(zhuǎn)換4. 實現(xiàn)電平轉(zhuǎn)換5. 傳送控制命令6. 反映設(shè)備的狀態(tài)（“忙”、“就緒”、“中斷請求”）二、接口的功能和組成1、總線連接方式的 I/O 接口電路 (1) 設(shè)備選擇線(2) 數(shù)據(jù)線(3) 命令線(4) 狀態(tài)線2. 接口的功能和組成1）、功能選址功能傳送命令的功能數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換和傳送的功能 注：格式轉(zhuǎn)換(串并轉(zhuǎn)換)和信號電平轉(zhuǎn)換反映設(shè)備狀態(tài)的功能2）、組成設(shè)備選擇電路命令寄存器

4、命令譯碼器數(shù)據(jù)緩沖寄存器設(shè)備狀態(tài)標(biāo)記3. I/O 接口的基本組成三、接口類型1. 按數(shù)據(jù) 傳送方式 分類并行接口串行接口2. 按功能 選擇的靈活性 分類可編程接口不可編程接口3. 按通用性分類通用接口專用接口4. 按數(shù)據(jù)傳送控制方式分類中斷接口DMA接口7.4 I/O系統(tǒng)概述 I/O控制：即對輸入輸出操作實行硬件和軟件的控制。I/O系統(tǒng)包括： ØI/O設(shè)備 I/O控制部件 主存及其控制的有關(guān)部分 與I/O操作有關(guān)的軟件等一、I/O設(shè)備的特點 Ø1. 速度慢 2. 多樣性與復(fù)雜性2、 I/O系統(tǒng)的組織原則1. I/O系統(tǒng)的自治控制 自治控制即將功能分散化，也就是說要使輸入輸出

5、功能盡可能地從CPU中分散出來，由專門的部件去完成。 2. I/O系統(tǒng)的分類原則對于慢速外設(shè)，一般采用處理機(jī)定時查詢方式或程序中斷方式來控制數(shù)據(jù)的傳送。 對于高速外設(shè)，傳送的信息量大，且單個字符之間間隔時間極短，為減少對主機(jī)的打擾，可采用DMA（直接存儲器存?。┓绞絹砜刂茢?shù)據(jù)的傳送。 對于配備外設(shè)多、信息傳輸量很大的中、大、巨型機(jī)系統(tǒng)，則采用I/O通道或外圍處理機(jī)方式來控制數(shù)據(jù)傳送。 3. I/O系統(tǒng)的層次結(jié)構(gòu) 一般將標(biāo)準(zhǔn)的操作及控制功能放在與主存及CPU相連的層次，而將非標(biāo)準(zhǔn)的操作及控制功能放在與設(shè)備相連的層次。 在大、中型計算機(jī)系統(tǒng)中，一般采用四級層次結(jié)構(gòu)的I/O子系統(tǒng)，它由外設(shè)、設(shè)備控制

6、器、I/O通道和CPU的一部分組成。 在小型、微型機(jī)中，一般采用CPU、接口、外設(shè)三級層次結(jié)構(gòu)的I/O子系統(tǒng)。 I/O通道的基本功能： 1. 從CPU接受I/O指令，選擇某一指定外設(shè)與主機(jī)相連； 2.從主存選取通道命令，形成通道程序，并據(jù)此向設(shè)備控制器發(fā)送操作命令；3.對設(shè)備控制器進(jìn)行初始化，指出外設(shè)讀寫信息的位置、與外設(shè)交換信息的主存緩沖區(qū)地址、交換的數(shù)據(jù)量；4接收外設(shè)的狀態(tài)信息，形成并保存通道的狀態(tài)信息，根據(jù)需要將狀態(tài)信息送往內(nèi)存指定單元；5. 將外設(shè)與通道本身的中斷請求按預(yù)先規(guī)定的優(yōu)先順序進(jìn)行排隊，并通知CPU處理。6.控制外設(shè)與主存之間交換數(shù)據(jù)，并完成數(shù)據(jù)字的分拆與裝配，提供數(shù)據(jù)緩沖；

7、 接口的基本功能：u 1.實現(xiàn)主機(jī)與外設(shè)之間的通信與聯(lián)絡(luò)控制，其中包括同步控制、設(shè)備選擇、中斷控制等； 2.實現(xiàn)數(shù)據(jù)緩沖，以達(dá)到主機(jī)與外設(shè)之間的速度匹配； 3.接受主機(jī)的命令，提供設(shè)備接口的狀態(tài)，并按主機(jī)的命令控制外設(shè)工作。接口與通道的比較接口在組成上不如通道的獨立性強，其管理和控制外設(shè)的功能也比通道弱。三級子系統(tǒng)無論在并行性還是系統(tǒng)效率方面均低于四級子系統(tǒng)。 I/O接口的類型： 按數(shù)據(jù)傳送的寬度分： 并行接口：設(shè)備與接口之間以字節(jié)或字為單位進(jìn)行傳送。 串行接口：設(shè)備與接口之間以位為單位進(jìn)行傳送，但接口與主機(jī)之間仍以字節(jié)或字并行傳送。 按數(shù)據(jù)傳送的控制方式分： 程序控制I/O接口 程序中斷I/

8、O接口 DMA接口3、 輸入輸出設(shè)備的編址設(shè)備碼：即設(shè)備地址。 CPU對I/O設(shè)備的尋址有兩種方法： 1.設(shè)置專門的I/O指令 I/O指令至少由OP和設(shè)備碼兩部分組成。 OP：指明I/O操作類型設(shè)備碼：指出進(jìn)行I/O操作設(shè)備的設(shè)備號特點：I/O設(shè)備獨立編址，設(shè)備碼短，硬件結(jié)構(gòu)簡單，但每條指令功能弱，且指令種類較多 2.利用訪存指令完成I/O功能 特點：外設(shè)與內(nèi)存統(tǒng)一編址，指令功能強，配置合理，使用靈活，但設(shè)備碼長，且減少了內(nèi)存使用空間，硬件結(jié)構(gòu)較復(fù)雜。四、I/O設(shè)備數(shù)據(jù)控制方式 1. I/O控制方式的發(fā)展 2.五種I/O控制方式 (1) 程序直接控制方式 完全通過程序來控制主機(jī)與外設(shè)之間的信息

9、傳送。一般采用條件傳送或稱狀態(tài)驅(qū)動方式。 特點： 每運行一次該程序，只能控制主機(jī)與外設(shè)交換一個單位數(shù)據(jù)，交換一批數(shù)據(jù)則要重復(fù)執(zhí)行該程序段若干次。 CPU與外設(shè)之間是串行互等的工作方式。 諸外設(shè)只能串行工作。 計算機(jī)系統(tǒng)以CPU為中心，外設(shè)與主存之間無直接數(shù)據(jù)通路，主存與外設(shè)之間的數(shù)據(jù)交換全部由CPU承擔(dān)。(2) 程序中斷傳送方式 采用輸入輸出中斷控制主機(jī)與外設(shè)之間的信息傳送。特點：外設(shè)與主存交換一個數(shù)據(jù)，要向CPU提一次中斷請求。在一定程度上實現(xiàn)了外設(shè)與主機(jī)的并行工作。諸外設(shè)可并行工作。系統(tǒng)以CPU為中心，交換一批數(shù)據(jù)的控制全部由CPU承擔(dān)。3) DMA方式 在外設(shè)與主存之間開辟直接的數(shù)據(jù)通路

10、，由DMAC控制外設(shè)與主存交換一批數(shù)據(jù)。特點： 外設(shè)與主存交換一個數(shù)據(jù)竊取一個工作周期，數(shù)據(jù)傳送由DMAC控制，它不占用CPU的寄存器，也不破壞CPU的工作狀態(tài)，所以CPU無需保護(hù)現(xiàn)場。 交換一批數(shù)據(jù)過程中，CPU與I/O設(shè)備是并行工作的。系統(tǒng)以主存為中心，主存被并行工作的CPU和I/O子系統(tǒng)所共享。 交換信息之前，CPU對DMAC初始化（稱前處理）。傳送結(jié)束時，CPU處理一次中斷（稱后處理）。DMA方式與前兩種方式比較1.DMA方式通過硬件來完成對數(shù)據(jù)交換的控制，且系統(tǒng)以主存為中心；2. 前兩種方式通過軟件來實現(xiàn)對輸入輸出的控制，且系統(tǒng)以CPU為中心。DMA方式的局限性： 對外設(shè)的管理與某些

11、操作的控制仍需由CPU承擔(dān)； 一類或一臺外設(shè)就需要一套DMA硬件裝置。(4) I/O通道控制方式 通道具有自己的指令系統(tǒng)，利用通道命令編寫的通道程序和通道硬件控制部件來管理多臺外設(shè)與主存交換數(shù)據(jù)。 特點： 一道通道程序只能控制一臺設(shè)備與主存交換數(shù)據(jù)，一個通道中可并行執(zhí)行多道通道程序，所以通過通道可同時控制多臺外設(shè)并行工作。 一道通道程序可控制一臺設(shè)備與主存交換多批數(shù)據(jù)，執(zhí)行多種操作。 實現(xiàn)了I/O設(shè)備與CPU、I/O設(shè)備與I/O設(shè)備之間的并行工作。 系統(tǒng)以主存為中心。 CPU啟動I/O設(shè)備工作只需進(jìn)行前處理與后處理。 前處理：CPU向通道發(fā)啟動命令。 后處理：中斷處理。I/O通道方式的局限性I

12、/O傳送的前處理和后處理還得由CPU干預(yù)；當(dāng)通道出錯或出現(xiàn)其它異常情況時，I/O通道本身無能為力，還要通過I/O中斷由CPU進(jìn)行處理；碼制變換、格式處理、數(shù)據(jù)塊的校驗仍需由CPU承擔(dān)；一些I/O的管理工作，如文件管理、設(shè)備管理等操作系統(tǒng)的工作，I/O通道更是無能為力。 (5) 外圍處理機(jī)方式(PPU方式)外圍處理機(jī)實質(zhì)上就是一臺處理機(jī)或小型通用計算機(jī)，它通過運行外圍處理機(jī)程序控制外設(shè)與主存交換數(shù)據(jù)。特點： 外圍處理機(jī)具有CPU的特征，有自己完善的指令系統(tǒng)，有自己獨立的存儲器、操作系統(tǒng)，可進(jìn)行設(shè)備管理、文件管理和中斷管理。它既可以完成I/O通道所要完成的I/O控制，又可以完成碼制變換、格式處理、

13、數(shù)據(jù)塊的校驗等操作。CPU要使用外設(shè)時，只要向它發(fā)出調(diào)用命令后，即可返回執(zhí)行原程序，交換數(shù)據(jù)的過程全部由PPU承擔(dān)。 系統(tǒng)以存儲器為中心。7.5 中斷 1.中斷的含義 所謂中斷是指計算機(jī)具有能停止正在執(zhí)行的程序，轉(zhuǎn)去處理當(dāng)前出現(xiàn)的急需處理的事件，處理完后又能繼續(xù)運行原程序的一種功能。 中斷事件：程序出錯，硬件故障， 外設(shè)與內(nèi)存交換一個數(shù)據(jù)， 從控制臺敲給機(jī)器一個命令， 某道程序無法繼續(xù)運行下去. 2. 中斷的作用(1) 使CPU與I/O設(shè)備并行工作(2) 使機(jī)器具有處理應(yīng)急事件的能力(3) 便于實現(xiàn)人機(jī)聯(lián)系(4) 實現(xiàn)多道程序和分時操作(5) 實現(xiàn)實時處理(6) 實現(xiàn)應(yīng)用程序(目態(tài)程序)和操作

14、系統(tǒng) (管態(tài)程序)的聯(lián)系(7) 實現(xiàn)多處理機(jī)系統(tǒng)中各處理機(jī)間的聯(lián)系3.中斷的分類按中斷的來源分為： 1)內(nèi)中斷：處理機(jī)由于內(nèi)部硬件與軟件原因引起的中斷。 內(nèi)中斷分為硬件故障中斷與陷阱。 硬件故障中斷：包括電源掉電、內(nèi)存讀寫校驗錯、運算線路校驗錯、數(shù)據(jù)通路校驗錯以及其它硬件故障。 陷阱：由于程序本身運行的原因而引起的中斷。 如：非法OP、溢出、除數(shù)為0、用戶程序執(zhí)行特權(quán)指令等。 這種中斷與程序是同步的。 2)外中斷：來自處理機(jī)外部的中斷。 如：I/O中斷、操作控制臺中斷、定時器中斷、外部信號中斷等。 這種中斷與程序是異步的。4. 中斷的建立與判優(yōu)1)中斷的建立 中斷源：指任何引起中斷的事件，即發(fā)

15、出中斷請求的來源。 中斷觸發(fā)器：對每一個中斷源設(shè)置一個觸發(fā)器，以記錄中斷事件是否發(fā)生。當(dāng)有中斷發(fā)生時，把中斷觸發(fā)器置“1” 中斷寄存器：全機(jī)的多個中斷觸發(fā)器的集合。 中斷字(中斷碼)：中斷寄存器的內(nèi)容。2)中斷優(yōu)先權(quán)與中斷級 優(yōu)先權(quán)：指有多個中斷同時發(fā)生時，對中斷響應(yīng)的優(yōu)先次序。 中斷級：把所有的中斷源按不同的類別分成若干級，稱為中斷級。 主優(yōu)先級：即中斷級，也就是不同類別中斷的級別。 次優(yōu)先級：同一主優(yōu)先級內(nèi)的不同中斷源的級別。 當(dāng)多個中斷源同時提出中斷請求時，首先按主優(yōu)先級確定優(yōu)先次序，然后再按次優(yōu)先級確定優(yōu)先次序，優(yōu)先權(quán)高的先響應(yīng)，優(yōu)先權(quán)低的后響應(yīng)。 級中斷寄存器：同一主優(yōu)先級的多個中斷

16、觸發(fā)器的集合。 級中斷碼：級中斷寄存器的內(nèi)容。 3)排隊判優(yōu)1) 查詢法 由測試程序按一定優(yōu)先排隊次序檢查各個設(shè)備的“中斷觸發(fā)器”(或稱為中斷標(biāo)志)，當(dāng)遇到第一個“1”標(biāo)志時，即找到了優(yōu)先進(jìn)行處理的中斷源，通常取出其設(shè)備碼，根據(jù)設(shè)備碼轉(zhuǎn)入相應(yīng)的中斷服務(wù)程序。 (2) 采用排隊判優(yōu)電路 Ø 排隊判優(yōu)線路既可用于各中斷級之間，也可用于主優(yōu)先級內(nèi)各中斷源之間。 一般主優(yōu)先級排隊用硬件實現(xiàn)，即用排隊判優(yōu)線路實現(xiàn)，而次優(yōu)先級排隊用軟件實現(xiàn)，即用查詢法實現(xiàn)。4)禁止中斷與中斷屏蔽 (1) 禁止中斷：建立中斷源后，由于某種條件的存在，CPU不能中止現(xiàn)行程序的執(zhí)行，即CPU無法響應(yīng)此中斷。 實現(xiàn)方法

17、：在CPU內(nèi)部設(shè)置一個“中斷允許”觸發(fā)器， Ø 當(dāng)觸發(fā)器為“1”時，允許中斷； Ø 當(dāng)觸發(fā)器為“0”時，禁止中斷。(2)中斷屏蔽：當(dāng)產(chǎn)生中斷請求后，用程序的方式有選擇地封鎖部分中斷，而允許其它中斷仍得到響應(yīng)。 位屏蔽：中斷事件發(fā)生后不允許置“1”中斷觸發(fā)器，即不理睬或不響應(yīng)某些中斷事件。 級屏蔽：中斷觸發(fā)器允許置“1” ，但不允許級中斷電位參加排隊，即暫不理睬或暫不響應(yīng)某些中斷事件中斷屏蔽實現(xiàn)方法：在設(shè)備接口中設(shè)置中斷屏蔽觸發(fā)器， Ø 當(dāng)觸發(fā)器為“1”時，中斷屏蔽； Ø 當(dāng)觸發(fā)器為“0”時，中斷開放。 中斷又可分為可屏蔽中斷與非屏蔽中斷，非屏蔽中斷具有最

18、高優(yōu)先權(quán)。4.中斷響應(yīng)1)中斷查詢 為了盡量減少中斷的等待時間，一般在每條指令周期的末尾，由CPU發(fā)出中斷查詢信號，一旦發(fā)現(xiàn)有中斷請求就要響應(yīng)。 對于某些性質(zhì)的中斷，如非法OP、地址越界或自愿進(jìn)管指令等應(yīng)及時處理，一般在指令周期中取指結(jié)束就應(yīng)查詢和響應(yīng)。 2)現(xiàn)場切換 指處理機(jī)從發(fā)現(xiàn)中斷請求，中止現(xiàn)行程序到調(diào)出相應(yīng)的中斷處理程序這一過程，或者說處理機(jī)從一種程序狀態(tài)到另一種程序狀態(tài)的轉(zhuǎn)換過程。 中斷響應(yīng)過程由一條中斷隱指令來完成。 中斷隱指令：CPU響應(yīng)中斷后、執(zhí)行中斷程序之前由硬件執(zhí)行的一系列操作。(1) 中斷隱指令與機(jī)器指令的區(qū)別 隱指令不一定有明確的指令OP； 隱指令不一定放在IR中； 隱

19、指令的操作比較復(fù)雜，一般不能用機(jī)器指令代替； 隱指令不出現(xiàn)在指令系統(tǒng)中，對應(yīng)用程序員是透明的。(2) 中斷隱指令的功能 中止現(xiàn)行程序的運行。 保存PSW舊，并清除級中斷寄存器，以接收新的中斷請求。 取出PSW新，根據(jù)PSW新中的PC部分轉(zhuǎn)到相應(yīng)的中斷處理程序。5. 中斷處理1)中斷處理過程 (1) 保存現(xiàn)場 (2) 中斷分析 (3) 中斷處理 (4) 中斷碼檢查 (5) 恢復(fù)現(xiàn)場 (6) 中斷返回上述中斷處理過程基本上是由軟件完成的。2) 轉(zhuǎn)向中斷服務(wù)程序入口的方法(1) 通過INTA指令(2) 采用向量中斷方式6. 多重中斷1)多重中斷 在處理某一中斷過程中又發(fā)生了新的中斷請求，從而中斷該服

20、務(wù)程序的執(zhí)行，又轉(zhuǎn)去處理新的中斷，這種重疊處理中斷的現(xiàn)象又稱中斷嵌套。 2)中斷嵌套的一般原則 高級中斷可打斷低級中斷，但反過來不行。 中斷級的響應(yīng)次序是由硬件（排隊判優(yōu)線路）決定的。多重中斷的處理次序一般情況下與中斷級的響應(yīng)次序一致。但在有級屏蔽控制的條件下，系統(tǒng)軟件可根據(jù)需要改變級屏蔽位的狀態(tài)，從而改變多重中斷的處理次序，使其與中斷響應(yīng)次序不同，這反映了中斷系統(tǒng)軟硬結(jié)合帶來的靈活性。7、 程序中斷的輸入輸出 1)中斷請求 2)中斷判優(yōu) 3)中斷響應(yīng) CPU響應(yīng)中斷請求的條件： CPU的中斷請求輸入端有中斷請求信號； CPU開中斷； CPU一條指令執(zhí)行完。 4)中斷處理 保存現(xiàn)場®

21、中斷分析®執(zhí)行中斷服務(wù)程序®中斷碼檢查®恢復(fù)現(xiàn)場®中斷返回。 程序中斷設(shè)備接口的組成 由設(shè)備選擇器、中斷排隊和設(shè)備碼回送邏輯、中斷控制和工作狀態(tài)邏輯、數(shù)據(jù)緩沖寄存器等組成7.6 DMA1.DMA工作方式 1)全串行方式（CPU暫停方式） 優(yōu)缺點：控制簡單，但CPU效率不能充分發(fā)揮。 2)周期挪用方式 DMA訪存時可能會遇到三種情況： CPU不訪存，兩者無沖突。 CPU正在訪存，DMA必須等待CPU訪存周期結(jié)束。 CPU與DMA同時訪存，DMA優(yōu)先于CPU訪存。 優(yōu)點：既實現(xiàn)了數(shù)據(jù)的I/O傳送，又保證了CPU執(zhí)行程序，較好地發(fā)揮了主存和CPU的效率。 3)

22、交替訪存方式前提：CPU的工作周期要比存儲器的存取周期長得多。做法：DMA與CPU交替訪內(nèi)存，CPU周期可分為兩個分周期，一個供DMA控制器訪內(nèi)存，一個專供CPU訪內(nèi)存。 在CPU工作周期內(nèi)，DMA采取見縫插針的方式訪存讀/寫，又稱透明的DMA。優(yōu)缺點：既不停頓主程序的執(zhí)行，又能保證DMA的完成，是一種高效率的方式，但控制電路復(fù)雜。 2.DMA控制器的組成 由設(shè)備寄存器、中斷邏輯和DMA控制邏輯等組成。 1)設(shè)備寄存器 (1) 主存地址寄存器MAR 存放主存緩沖區(qū)的地址。交換開始前，由程序送入主存緩沖區(qū)的首地址。DMA傳送期間，每交換一個字，由硬件邏輯將其自動加1。 (2) 外設(shè)地址寄存器AD

23、R 存放外設(shè)的設(shè)備碼或表示設(shè)備信息存儲區(qū)的尋址信息，如磁盤數(shù)據(jù)所在的柱面號、盤面號、扇區(qū)號等。 (3) 字計數(shù)器WC 交換開始前，由程序送入交換一批數(shù)據(jù)的字?jǐn)?shù)。DMA傳送時，每交換一個字，字計數(shù)器自動減1，當(dāng)計數(shù)器的內(nèi)容為0時，表示數(shù)據(jù)傳送完畢。 (4) 數(shù)據(jù)緩沖寄存器DBR 暫存外設(shè)與主存交換的數(shù)據(jù)。 (5) 控制及狀態(tài)寄存器CSR 存放控制字與狀態(tài)字。 2)DMA控制邏輯 一般包括設(shè)備碼選擇電路、DMA優(yōu)先排隊電路、產(chǎn)生DMA請求的線路等。在DMAC取得總線控制權(quán)后控制主存與外設(shè)之間的數(shù)據(jù)傳送。 3)中斷邏輯 負(fù)責(zé)申請CPU對DMA進(jìn)行預(yù)處理和后處理。4)DMA接口與主機(jī)和外設(shè)兩個方向的數(shù)

24、據(jù)線、地址線、控制信號線及有關(guān)的收發(fā)和驅(qū)動線路3. DMA的傳送過程 DMA數(shù)據(jù)傳送過程分為三個階段： DMA預(yù)處理 DMA數(shù)據(jù)傳送 DMA后處理 功能不同： DMA功能弱，主要用于高速外設(shè)與主存交換數(shù)據(jù)； 程序中斷功能強，不僅能夠?qū)崿F(xiàn)外設(shè)與主存交換數(shù)據(jù)，而且還能處理其它隨機(jī)發(fā)生的事件。 實現(xiàn)方法不同： DMA完全由硬件實現(xiàn)，所需硬設(shè)備較復(fù)雜； 程序中斷是軟、硬結(jié)合，且以軟件處理為主，所需硬設(shè)備較簡單。 對CPU工作的影響不同： DMA不破壞CPU的運行狀態(tài)，只需CPU暫停一個工作周期，所以對CPU工作影響?。?程序中斷會破壞CPU的運行狀態(tài)，需要保存現(xiàn)場、恢復(fù)現(xiàn)場，且處理中斷要占用CPU較多時間，所以對CPU工作影響大。 響應(yīng)時間不同： 程序中斷在一條指令執(zhí)行結(jié)束時響應(yīng)； DMA在指令周期內(nèi)任一存儲周期結(jié)束時響應(yīng)。 優(yōu)先級不同： DMA優(yōu)先級比程序中斷高。7.7 通道控制方式和總線通信一、通道控制方式和外圍處理機(jī)方式1.什么是I/O通道？ I/O通道是計算機(jī)系統(tǒng)中代替CPU管理控制外設(shè)的獨立部件，是一種能執(zhí)行有限I/O指令集合通道命令的I/O處理機(jī)2.通道的連接方式 主機(jī)-通道-設(shè)備控制器-I/O設(shè)備 一個主機(jī)可以連接幾個通道。每個通道又可以連接多臺