【计算机组成原理·笔记】输入输出系统概述

输入输出系统概述

发展阶段

1. CPU与I/O设备串行工作，分散连接，程序查询方式
2. 总线连接，出现了I/O接口和DMA控制器
3. 通道结构
4. I/O处理机

I/O系统组成

• I/O软件
  • CPU中的I/O指令，用来控制外部设备与主机协调工作：操作码+命令码+设备码
  • 通道指令
• I/O硬件
  • 设备以及I/O接口，或者设备以及设备控制器、通道

I/O设备与主机的联系方式

• 对I/O设备进行编址
  • 统一编址：将I/O地址放在内存的地址空间中，可以直接用指令对外部设备进行存取数
  • 不统一编址：用专门的I/O指令来调用设备
• 设备选址：使用设备选择电路识别某个设备是否被选中
• 数据传送方式：串行（一位位传输）/并行（多位传输）

联络方式

• 立即响应：接收到指令/数据，直接响应
• 异步工作：使用应答信号
• 同步工作：使用同步时标

I/O设备与主机的连接方式

• 分散连接
• 总线连接

I/O设备与主机信息传送的控制方式

• 程序查询方式

CPU和I/O串行工作，CPU需要等待I/O，效率低

• 程序中断方式

CPU和I/O部分并行，在I/O设备准备阶段，CPU先去忙别的

• DMA方式

主存与I/O之间有一条数据通道，通过DMA控制器可以直接进行数据交换

外部设备

• 输入设备：键盘、鼠标、触摸屏等
• 输出设备：显示器、打印机等
• 其它：外存储器、终端、VR等