计算机组成原理五:输入输出系统

一:输入输出系统的设计理念:
     输入输出系统是计算机硬件系统中的重要组成部分,它的目的是为计算机整体系统提供数据的生成以及数据的展现以及与主存之
数据的交互.它们是计算机用户与其他设备通信的桥梁,是属于交互设备.
二:输入输出系统的发展阶段:
   1)早期的直连阶段:IO设备与CPU直接连接,当IO设备与主存进行数据交换时,必须通过CPU,CPU也必须中断正在执行的程序,来完成
此次交换,CPU与IO设备之间的工作方式是串行的(同步的),即CPU或者IO设备必须一步一步的进行工作.加大了CPU的等待时间,影响C
PU的效率.
   2)IO接口模块:每一个IO设备都通过接口连接到总线上与CPU连接,通过分时使用总线，各个IO设备之间可以实现并行(异步)工作
并且使CPU和IO设备之间也可以实现并行工作(不是绝对的并行).这个阶段可以提升整体计算机的工作效率
   3)DMA(Direct Memory Access)直接存储器存取(存储器直接访问):IO设备与主存之间搭上一条数据通路,IO设备与主存直接交换
数据,这样不利用CPU可以更好的提升CPU的效率.
   4)IO通道阶段:小型与微型计算机中多采用DMA,而大中型计算机采用IO通道.通道是IO一个部件,主要用来管理IO设备以及实现主存
与IO设备之间交换信息,是一个具有特殊功能的处理器.它有自己的指令,和执行指令的功能,它通过CPU指令启动,之后就自己来负责I
O设备与主存之间数据的交互,不用打扰CPU。
   5)IO处理机.
总结:这5个IO设备的发展阶段,每一个阶段都会出现一种新的技术或物理部件,其目的就是为了解决IO设备与计算机主机进行高效的数
据交换.
三:输入输出系统的组成:
   1)输入输出系统主要由输入系统与输出系统组成,输入系统与输出系统都由相应的输入或输出硬件设备(鼠标,键盘,显示器)与IO
软件组成.
   2)IO软件:主要功能将用户的数据输入主机内;将运算结果输送给用户;实现输入输出系统与计算机主机的协调工作.