安防之家讯:计算机系统通过硬件接口以及I/O控制程序对外部设备进行控制,使其能协调地、有效地完成输入输出工作。能直接控制硬件的汇编语言就成了编写高性能I/O程序最有效的程序设计语言。 一、常用的I/O设备
1.I/O设备
打印机(串、并)
绘图仪(平板式、滚筒式)
显示器(字符、汉字、图形、图像)
图形输入设备(鼠标、图形板、操纵杆)
图象输入设备(摄像机、扫描仪、传真机)
汉字输入设备
其它(数据转换、输入输出)
2.外存贮器
磁盘(软磁盘、硬磁盘)
磁带
磁卡片
其它
3.终端设备
通用终端:会话型、智能型
专用终端
二、CPU与外设
1.CPU和外部设备的连接:通过硬件接口或控制器相连。
2.CPU利用输入/输出指令(IN/OUT)与外部设备交换信息。这些信息有以下三种:
1)控制信息:CPU输出到I/O接口,告诉接口和设备要做什么工作。
2)状态信息:CPU从I/O接口输入,表示I/O设备当前的状态。
3)数据信息:双向传输,是I/O设备和CPU真正要交换的信息。
三、CPU与外设之间的数据传送
1.无条件传送
程序设计简单,可靠性差
2.查询方式(可靠,CPU利用率低)
1)查询式输入
2)查询式输出
四、直接存储器存取DMA方式
1.输入/输出的传送方式
程序直接控制I/O方式:CPU通过执行程序不断读取并测试外设的状态,如果外设处于准备好状态(输入设备)或者空闲状态(输出设备),则CPU执行输入指令或输出指令与外设交换信息。此为查询式传送方式。也可用无条件传送方式直接与外设交换信息。
中断传送方式:利用中断技术对输入/输出进行处理的方式。
DMA方式:直接存储器存取方式(或称为成组数据传送方式)。
通道控制方式:利用I/O协处理器的传送方式。
I/O处理机方式:利用专门的计算机进行I/O传送的I/O处理机方式。
2.DMA方式
1)DMA控制器或接口一般包括四个寄存器:状态控制寄存器、数据寄存器、地址寄存器和字节计数器,这些寄存器能在信息传送之前进行初始化。每个字节传送后,地址寄存器增1,字节计数器减1。
2)计算机系统完成DMA传送的步骤
(1)首先由接口发出DREQ信号,请求DMA控制器进行数据传送;
(2)DMA控制器向CPU发出HOLD信号,请求使用总线。
(3)CPU发出响应信号HLDA给DMA控制器,并将总线让出,DMA控制器取得总线控制权。
(4)DMA控制器向接口发出DACK(DMA应答)信号,启动接口进行数据传送;
(5)传输数据的存储器地址通过地址总线发出。
(6)传输的数据字节通过数据总线传送。
(7)地址寄存器增1。
(8)字节计数器减1。
(9)如字节计数器未减1到0,则转向第3步。
(10)否则,DMA控制器撤销总线请求信号HOLD,CPU收回总线控制权,传送结束。
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