计算机操作系统(二十三)：I/O设备

计算机操作系统(二十三)：I/O设备

来源王道考研系列视频：计算机操作系统

https://www.bilibili.com/video/BV1YE411D7nH

概念和分类

就是可以将数据输入到计算机，或者可以接收计算机输出数据的外部设备，属于计算机硬件部件。

输入型设备：鼠标、键盘

输出型设备：显示器

使用特性分类

人机交互型类外部设备

鼠标、键盘、打印机等（数据传输速度慢）

存储设备

移动硬盘、光盘（数据传输速度快）

网络通信设备

调至解调器（数据传输速度界中）

传输速率分类

低速设备

鼠标、键盘–传输速率为每秒几个至几百个字节

中速设备

激光打印机等 --传输速率为每秒数千至上万个字节

高速设备

磁盘等-- 传输速率为每秒数千字节至千兆个字节

信息交换的单位分类

块设备

磁盘等 – 数据传输的基本单位都是块。

传输速率高，可寻址。

字符设备

鼠标、键盘-- 数据传输的基本单位是字符。

传输速度比较慢，不可寻址，在输入输出时候采用中断驱动。

I-O控制器

机械部件：只要用来执行具体i/o操作。

i/o设备的电子部件通常是一块插入主板扩充槽的印刷电路板。

CPU无法直接控制I/O设备的机械部件，因此还要有一个电子部件作为CPU和I/O设备机械部件之间的中介，用于实现CPU对设备的控制。

CPU可以控制I/O控制器，又由I/o控制器来控制设备的机械部件。

I/O控制器的功能

接受和识别CPU发出的命令

比如CPU发来的read/write命令，i/o控制器中都有相应的控制寄存器来存放命令和参数。

向CPU报告设备的状态

i/0控制器中会有相应的状态寄存器，用于记录I/O设备的当前状态。如:1表示空闲，0表示忙碌

数据交换

i/o控制器中会设置相应的数据寄存器。输出时，数据寄存器用于暂存CPU发来的数据，之后再由控制器传送设备，输入时，数据寄存器用于暂存设备发来的数据，之后CPU从数据寄存器中取走数据。

地址识别

类似于内存的地址，为了区分设备控制器中的各个寄存器，也需要给各个寄存器设置一个特定的地址。i/o控制器通过CPU提供的地址类判断CPU要读/写的时那个寄存器。

I/o控制器的组成

CPU与控制器的接口

用于实现CPU与控制器之间的通信。CPU通过控制线发出命令;通过地址线指明要操作的设备;通过数据线来取出(输入)数据，或放入(输出)数据。

I/O逻辑

负责接收和识别CPU的各种命令( 如地址译码)，并负责对设备发出命令。

控制器和设备的接口

用于实现控制器和设备之间的通信。