IO系统（计算机组成原理）

IO系统这一章主要讲的就是IO的四种控制方式，首先对这四种方式进行一个简单介绍，下面再对着四种方式分别进行介绍。

程序查询方式：由cpu通过程序不断查询IO设备是否已经做好准备，从而控制IO设备于主机进行信息交换
程序中断方式：只在IO设备准备就绪并想cpu发出中断请求时才予以响应
DMA方式：主存和IO设备之间有一条直接数据通路，当主存和IO设备交换信息时，无需调用中断服务程序
通道方式：在系统中设有通道控制部件，每个通道都挂接若干外设，主机在执行IO命令时，只需启动有关通道，通道将执行通道程序，从而完成IO操作

IO接口

IO接口时主机和外设之间的交接界面，通过接口实现主机和外设之间的信息交换

IO接口的功能

1、进行地址译码和设备选择
2、实现主机和外设的通信联络控制
3、实现数据缓冲
4、信号格式的转换
5、传送控制命令和状态信息

IO接口的基本结构

IO接口是由若干端口加上控制逻辑组成的，（端口是指可读可写的寄存器）

IO接口的编址

1、统一编制：和内存单元一起进行编址，好处是可以用访问内存的指令访问接口，不需要专门的IO指令，缺点是减少的内存的可用空间并且速度比较慢

2、独立编址：IO的地址空间和主存的地址空间独立，需要设置单独的IO指令

程序查询方式

主要结构：
主要包括三大部分：设备选择器、数据缓冲器、设备状态标志

工作流程：

优缺点：

程序中断方式

中断是程序在执行过程中被内部或者外部打断，转而去执行一段事先已经安排好的中断服务程序，当中断服务程序执行完接着返回断点继续执行该程序的过程


中断处理方式

中断响应的时间是每条指令结束后
如何关中断：
cpu内部设置由中断屏蔽触发器可以置零或置1，只有在中断触发屏蔽器标志为0时才可以开关中断
中断向量：中断服务程序入口地址

DMA

在内存和IO设备间高速交换批量数据而设置的，完全由硬件执行，DMA完全从cpu接管总线的控制权，数据交换不再经过cpu而是直接通过总线在内存和IO设备之间进行

DMA的优点

DMA能进行的操作

DMA的响应：
1、外设向DMA发出请求
2、DMA向cpu发出总线请求
3、cpu在总线周期结束后处理DMA发来的请求，并将总线的控制权移交DMA
4、DMA向外设发出准备好的信号

在上面的处理方式中其实还有一个问题就是cpu放弃总线的控制权之后，IO和cpu并行工作，当cpu再次需要访存时，这时可能就发生冲突，这就需要解决这个问题

停止cpu访问内存方法


周期挪用



交替访内


DMA方式的流程图

通道方式

多一点细心，多一点耐心！