第09章 输入输出处理
第9章 输入输出系统 ppt课件

8.3.1 DMA三种工作方式
1.CPU暂停方式 • 主机响应DMA请求后让出存储总线,直到一组数据 传送完毕后,DMA控制器才把总线控制权交还给CPU。 采用这种工作方式的I/O设备,在其接口中一般设置有 存取速度较快的小容量存储器。I/O设备与小容量存储 器先交换数据,然后小容量存储器再与主机交换数据, 这样可减少DMA传送占用存储总线的时间,也即减少 CPU暂停工作时间。这种方式也称为成组连续传送方式, 它可减少系统总线控制权的交换次数,有利于提高输入 输出速度。适用于高速外设或单用户状态下的个人计算 机。
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8.1.1 功能
接口是计算机与I/O设备或其他系统之间所 设置的逻辑控制部件,也称I/O控制器。
• 接口的引入:
• 功能:
•外设类型不同: 机械、电子、机电、电磁
•传送信息类型: 数字量、模拟量
•传送速度 •传送方式:
串行、并行 •编码方式:
•能实现数据缓冲和 数据锁存
•能完成信息格式和 电平的转换
• DMA传送是直接依靠硬件实现的,这是它不 同于程序查询方式、中断传送访时之处。
•原理方框图如下:
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数据总线 总线请求 总线允许
控制寄存器 状态寄存器
DMA请求
控制总线
地址总线 地址
译码器
地址寄存器
DMA回答
字节计数器
计数结束信号
DMA控制器框图
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8.3.3 DMA的数据传送过程
• DMA的数据传送过程可分为三个阶段。DMA传 送前预处理、数据传送及传送后处理。
• 程序查询方式 • 优点:
– 较好协调主机与外设之间的时 – 间差异
CPU读I/O状态
未准备就绪
输入输出处理

总结
1、掌握输入输出的基本概念 2、主要的字节流的使用。 3、主要的字符流的使用。 4、文件的顺序访问。 5、文件的随机访问。
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THANK YOU!
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8.4.3 文件的随机访问
使用下列构造方法创建流: RandomAccessFile(String name,String mode); RandomAccessFile(File name,String mode); mode的取值为”r”或”rw”
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8.5.1 串行化的概念和目的
对象能记录自己状态以便将来再恢复的能力。 目的: (1)支持Java的对象持续性。 (2)支持对象的远程调用。 (3)严格遵守Java的对象模型,对象的串行化状
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8.3.1 输入输出字符流
常用的是InputStreamReader和OutputStreamWriter 1.其构造方法:
InputStreamReader(InputStream in); InputStreamReader(InputStream in,String enc); OutputStreamWriter(OutputStream out); OutputStreamWriter(OutputStream out,String enc); 2.读写方法 3.其他方法 String getEncoding() public void colse()
• 数据流:是指在计算机的输入输出之间运动 的数据序列。
• 输入输出是相对程序来说的,程序扮演两个 角色:源和目的。
• 输入流:代表从外设流入程序的数据序列; • 输出流:代表从程序流向外设的数据序列。 • 字节流:在输入输出过程中以字节为单位。 • 字符流:在输入输出过程中以字符为单位。
C语言中的文件操作与输入输出流处理

C语言中的文件操作与输入输出流处理C语言是一种广泛使用的编程语言,而文件操作与输入输出流处理是C语言中非常重要的一部分。
在C语言中,我们可以通过文件操作来读取和写入文件,以及对文件进行各种处理。
同时,输入输出流处理也可以让我们方便地与外部文件进行交互,实现数据的输入输出。
在C语言中,文件操作主要涉及到文件的打开、关闭、读取和写入等操作。
下面我们来具体了解一下C语言中文件操作的一些常用函数:1. fopen函数:用于打开一个文件,语法为:FILE *fopen(const char *filename, const char *mode);其中,filename为文件名,mode为打开文件的模式,有"r"(只读)、"w"(写)、"a"(追加)等不同模式。
2. fclose函数:用于关闭一个打开的文件,语法为:int fclose(FILE *stream);其中,stream为打开文件所返回的指针。
3. fgetc和fputc函数:分别用于读取和写入单个字符,语法为:int fgetc(FILE *stream)和int fputc(int c, FILE *stream)。
4. fgets和fputs函数:分别用于读取和写入一行字符,语法为:char *fgets(char *str, int n, FILE *stream)和int fputs(const char *str, FILE *stream)。
5. fprintf函数:用于向文件中格式化输出数据,语法为:int fprintf(FILE*stream, const char *format, ...);其中,format为输出格式。
C语言中的输入输出流处理则是通过标准输入输出流来实现的。
通过标准输入输出流,我们可以方便地进行终端输入输出,或与外部文件进行数据交互。
下面是C语言中一些常用的输入输出流处理函数:1. scanf函数:用于从终端输入数据,语法为:int scanf(const char *format, ...);其中,format为输入格式。
第九章输入输出处理

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2. 字节流——OutputStream
write(int b)
将一个整数输出到流中(只输出低位字节,抽象)
write(byte b[])
将字节数组中的数据输出到流中
write(byte b[], int off, int len)
将数组b中从off指定的位置开始,长度为len的数据 输出到流中
本讲内容
1、I/O概述 2、I/O字节流 3、I/O字符流 4、随机访问文件
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1. I/O概述
大部分程序都需要输入/输出处理,比如从键盘读取数 据、向屏幕中输出数据、从文件中读或者向文件中写 数据、在一个网络连接上进行读写操作等。 在Java中,把这些不同类型的输入、输出抽象为流 (Stream),而其中输入或输出的数据则称为数据流 (Data Stream),用统一的接口来表示,从而使程序 设计简单明了。
ObjectInputStream PipedInputStream SequenceInputStream StringBufferInputStream
OutputStream
ByteArrayOutputStream FileOutputStream FilterOutputStream
FilterInputStream(InputStream in); FilterOutputStream(OutputStream out);
这两个类是抽象类,构造方法也是保护方法。
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2. 字节流——过滤流:缓冲流
类BufferedInputStream和BufferedOutputStream实现 了带缓冲的过滤流,它提供了缓冲机制,把任意的I/O 流“捆绑”到缓冲流上,可以提高读写效率。 在初始化时,除了要指定所连接的I/O流之外,还可以 指定缓冲区的大小。缺省大小的缓冲区适合于通常的 情形;最优的缓冲区大小常依赖于主机操作系统、可 使用的内存空间以及机器的配置等;一般缓冲区的大 小为内存页或磁盘块等地整数倍,如8912字节或更小。
操作系统中的输入输出管理

操作系统中的输入输出管理在计算机系统中,操作系统对于输入输出(Input/Output,简称I/O)的管理起着至关重要的作用。
输入输出管理是操作系统的一个重要组成部分,负责管理计算机系统与外部设备之间的数据传输和通信。
本文将从输入输出的概念、输入输出的分类、输入输出的特点和输入输出的管理策略等方面进行探讨。
1. 输入输出的概念输入是指从外部设备向计算机系统传送数据或控制信息的过程,包括键盘输入、鼠标输入、外部设备输入等。
输出是指计算机系统将数据或者处理结果传送到外部设备,供人类用户观察或作为其他处理的依据。
输入输出是计算机系统与外部世界进行信息交互的接口,是计算机系统完成各种任务的重要途径。
2. 输入输出的分类输入输出可以按照数据单位的不同进行分类。
根据数据单位的不同,可以将输入输出分为字符设备I/O和块设备I/O。
字符设备I/O是以字符为单位进行输入输出,常见的字符设备有键盘、鼠标、打印机等。
块设备I/O是以固定大小的数据块为单位进行输入输出,常见的块设备有硬盘、U盘等。
3. 输入输出的特点输入输出具有以下几个特点:(1)低速性:相对于计算机内部操作来说,外部设备的传输速度较慢,所以输入输出速度的提高一直是操作系统设计的挑战之一。
(2)大容量性:外部设备通常具有较大的容量,例如硬盘的容量可以达到TB级别,所以输入输出往往需要大量的数据传输。
(3)异步性:计算机与外部设备交互的过程中,计算机的处理速度与外部设备的输入输出速度不一致,需要通过中断机制来处理这种异步性。
(4)设备独立性:操作系统需要提供统一的接口,使得应用程序可以方便地进行输入输出操作,而不需要关心具体的外部设备的细节。
4. 输入输出的管理策略输入输出的管理策略涉及到许多方面,包括缓冲管理、设备分配、设备调度等。
下面简要介绍几种常见的输入输出管理策略:(1)缓冲管理:为了提高输入输出的效率,操作系统通常采用缓冲技术,将输入输出的数据先放入缓冲区中,再进行实际的传输。
九章节输入输出原理-PPT精品

接 口1
接 口2
…
接 口n
计算机组成原理 Slide 37
中断向量法
A向量 B向量 C向量
… … … …
A入口AA B入口BA C入口CA
AA: PUSH… IRET
BA: PUSH… IRET
CA: PUSH… IRET
向量表
A设备中断 处理程序
B设备中断 处理程序
C设备中断 处理程序
计算机组成原理 Slide 38
1. 设备准备好一个数据的传送后,接口向主机发出DMA请求。 2. CPU中DMA控制逻辑响应DMA请求,将主存使用权让给DMA。DMA送
移到该设备中断服务子程序 中断服务子程序结束以后,CPU回到原来的
主程序
计算机组成原理 Slide 31
中断处理过程
主程序指令
是否有中断请求
Y
N
主程序指令
计算机组成原理 Slide 32
中断响应 中断识别 保护现场 中断服务 恢复现场 中断返回
中断处理
中断处理中的问题
中断时机 保存现场 中断屏蔽 中断过程由软硬件结合完成
计算机组成原理 Slide 3
查询方式CPU处理过程
N 计算机组成原理 Slide 4
启动设备
查询设备状态
准备好
Y 传送数据
内存地址递增
传送量计数
传送完
N
Y 关闭设备
程序中断方式
外围设备主动通知CPU,准备数据传输 当中断发生时,CPU中断当前的工作,转向
中断处理子程序,该程序用于数据传输。 提高了CPU的使用效率。 适合随机出现的服务 硬件结构相对复杂,服务开销时间大
主程序
《输入输出处理》课件

输入处理:数据清洗、数据验证、 数据转换等
数据清洗
目的:提高数据 质量,去除噪声 和缺失值
方法:使用统计 方法、机器学习 算法等
步骤:数据预处 理、数据清洗、 数据验证
应用:金融、医 疗、电商等领域
格式转换
目的:将数据从 一种格式转换为 另一种格式
常见格式:文本、 图像、音频、视 频等
转换方法:使用 专门的转换工具 或软件
格式化输入输出可以提高程序的可读性和可维护性
添加项标题
错误处理可以避免程序因输入错误而崩溃,提高程序的健壮性
添加项标题
数据验证可以确保输入数据的正确性和有效性,提高程序的可靠性
添加项标题
处理技巧的总结可以帮助程序员更好地理解和掌握输入输出处理,提高编程效率和质量
感谢观看
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输入输出处理
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汇报人:
目录
01 03 05
单击添加目录项标题
02
输出处理
04
处理技巧
输入处理 处理流程
01
添加章节标题
02
输入处理
获取信息
输入设备:键盘、鼠标、触摸屏 等
输入格式:ASCII、Unicode、 HTML等
添加标题
添加标题
添加标题
添加标题
输入方式:文本、图像、音频、 视频等
输出格式选择
音频格式:如MP3、WAV、 AAC等
视频格式:如MP4、AVI、 MOV等
图像格式:如JPG、PNG、 GIF等
压缩格式:如ZIP、RAR、 7Z等
文本格式:如TXT、DOC、 PDF等
特殊格式:如XML、JSON、 CSV等
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处理技巧
计算机基础知识什么是输入输出(IO)操作

计算机基础知识什么是输入输出(IO)操作计算机基础知识:什么是输入输出(IO)操作计算机是一种用于处理数据的工具,而输入输出(IO)操作是计算机与外部世界进行数据交流的方式。
通过输入,我们可以将外部的数据传递给计算机进行处理,而输出则是将计算机处理后的数据传递给外部环境。
在本文中,我们将探讨输入输出操作的基础知识。
一、输入输出(IO)的概念输入输出是计算机与外部环境进行数据交流的方式。
输入是指将外部数据传递给计算机,供计算机进行处理和分析;输出则是将计算机处理后的数据传递给外部环境,供人们观察和使用。
在计算机系统中,输入输出设备起到了极为重要的作用。
例如,键盘、鼠标和触摸屏等输入设备用于接收用户的命令和数据,显示器、打印机等输出设备则用于向用户展示计算机处理的结果。
二、输入输出的分类1. 人机交互输入输出:这种输入输出方式主要是通过外部设备与人进行交互。
例如,使用键盘输入文字、鼠标点击图标进行操作、触摸屏选择菜单等。
同时,显示器将结果输出给人们观察。
2. 设备驱动程序输入输出:这种输入输出方式是通过设备驱动程序进行的。
计算机通过设备驱动程序与各类外部设备进行通信。
例如,打印机通过打印机驱动程序与计算机通信,将计算机处理的文档输出。
3. 文件输入输出:文件是计算机中存储数据的一种形式,也是计算机与外部世界交流的一种方式。
我们可以将数据存储在文件中,进行读取和写入操作。
三、输入输出的基本操作在计算机基础中,我们了解到输入输出操作的基本函数包括读取和写入。
读取是指从外部获取数据并传递给计算机进行处理;写入则是将计算机处理的结果传递给外部。
读取函数的基本形式如下:input(data):从外部读取数据,存储在变量data中。
写入函数的基本形式如下:output(data):将变量data中的数据写入外部设备,供外部环境使用。
四、输入输出的应用输入输出操作在计算机中得到了广泛的应用。
以下是一些常见的输入输出操作应用场景:1. 数据采集:许多科学实验、气象观测等需要收集大量外部数据,通过输入输出操作,这些数据可以传递给计算机进行进一步的分析和处理。
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Reader的例子
import java.io.*; public class CharInput { public static void main (String args[]) throws IOException { String s; InputStreamReader ir; BufferedReader in; ir = new InputStreamReader(System.in); in = new BufferedReader(ir); while ((s = in.readLine()) != null) { System.out.println("Read: " + s); } } }
Reader
FilterReader
PushbackReader
PipedInputStream和PipedOutputStream 管道流用来在线程间进行通信。一个线程的 PipedInputStream对象从另一个线程的 PipedOutputStream对象读取输入。要使管道流有用, 必须有一个输入方和一个输出方。
例9-1: 下面的程序实现文件内容的显示。
Java 2 定义了两种类型的流:字节类和字符类。 字节流(byte stream)为处理字节的输入和输 出提供了方便的方法。例如使用字节流读取或 书写二进制数据。字符流(character stream) 为字符的输入和输出处理提供了方便。它们采 用了统一的编码标准,因而可以国际化。在某 些场合,字符流比字节流更有效。 需要声明:在最底层,所有的输入/输出都是 字节形式的。基于字符的流只为处理字符提供 方便有效的方法。
CipherOutputStream
OutputStream
FilterOutputStream
DataOutputStream
ObjectOutputStream
DigestOutputStream
PipedOutputStream
PrintStream
字符输入流类
BufferedReader LineNumberReader CharArrayReader
OutputStream
1. void write(int) 将指定的字节b写入输出流。该方法的属性为abstract, 必须为子类所实现。 注意:参数中的b为int类型,如 果b的值大于255,则只输出它的低位字节所表示的值。 2. void write(byte b[]) 把字节数组b中的b.length个字节写入输出流。 3. void write(byte b[], int off, int len) 把字节数组b中从索引off开始的len个字节写入输出流。 这些方法写输出流。和输入一样,总是尝试以实际最 大的块进行写操作。
字节流输入类
FileInputStream BufferedInputStream ByteArrayInputStream CipherInputStream
FilterInputStream InputStream PipedInputStream
DataInputStream
DigestInputStream
Java流的划分
字节流类
处理字节的输入和输出提供了方便的方法 为字符的输入和输出处理提供了方便
字符流类
读写数据的单位不同 最主要的是Read() 和Write() 方法 每个流的特点
InputStream
1. int read() 从输入流中读取下一个字节,返回范围在0到255之间的一个整数, 该方法的属性为abstract,必须为子类所实现。 2. int read(byte []) 从输入流中读取长度为b.1ength的数据,写入字节数组b,并返 回读取的字节数。 3. int read(byte[], int off,int len) 从输入流中读取长度为len的数据,写入字节数组b中从索引off开 始的位置,并返回读取的字节数。 对于以上方法,如果到达流的 末尾位置,则返回-1表明流的结束。 这三个方法提供对输入管道数据的存取。简单读方法返回一个int值, 它包含从流里读出的一个字节或者-1,其中后者表明文件结束。 其它两种方法将数据读入到字节数组中,并返回所读的字节数。 第三个方法中的两个int参数指定了所要填入的数组的子范围。
BufferInputStream和BufferOutputStream 这些是过滤器流,它们可以提高I/O操作的 效率。
BufferInputStream bi=new BufferInputStream(infile); BufferOutputStream bo=new BufferOutputStream(outfile); bi.readLine();
4. void close() 当你完成写操作后,就关闭输出流。如果你有一个流 所组成的栈,就关闭栈顶部的流。这个关闭操作会关 闭其余的流。 5. void flush() 有时一个输出流在积累了若干次之后才进行真正的写操 作。flush( )方法允许你强制执行写操作。
下面举例:
FileInputStream和FileOutputStream 这些类是结点流,而且正如这个名字所暗示的那样, 它们使用磁盘文件。这些类的构造函数允许你指定它 们所连接的文件。要构造一个FileInputStream,所关 联的文件必须存在而且是可读的。如果你要构造一个 FileOutputStream而输出文件已经存在,则它将被覆盖。
数据源 Data Source
程序 program 数据接收器 Data Sink
Stream:流
Java程序通过流来完成输入/输出。流通过Java 的输入/输出系统与物理设备连接。尽管与它 们链接的物理设备不尽相同,所有流的行为具 有同样的方式。这样,相同的输入/输出类和 方法适用于所有类型的外部设备。这意味着一 个输入流能够抽象多种不同类型的输入:从磁 盘文件,从键盘或从网络套接字。同样,一个 输出流可以输出到控制台,磁盘文件或相连的 网络。流是处理输入/输出的一个简便的方法。
DataInputStream和DataOutputStream 一个类实现接口Datalnput和DataOutput中定义的方法后,就可以 用与机器无关的格式读/写Java的基本类型数据。类 DataInputStream、DataOutputStream和RandomAccessFile分别 实现了这两个接口。这些过滤器通过流来读写Java基本类。例如: DataInputStream方法 byte readByte() long readLong() double readDouble() DataOutputStream方法 void writeByte(byte) void writeLong(long) void writeDouble(double) 注意DataInputStream和DataOutputStream的方法是成对的。 这些流都有读写字符串的方法,但不应当使用这些方法。它们已 经被后面所讨论的读者和作者所取代。
《Java程序设计之网络编程》
教学课件
电子邮件:zhanghaostu@
第9章 输入输出处理
主要内容
9.1 9.2 9.3 9.4 9.5 I/O流的概念和划分 文件的操作 字节流处理 字符流处理 串行化
9.1 I/O流的概念和划分
数据流(Stream)是一组有顺序的、有起点和 终点的字节集合,是对输入和输出的总称和抽 象。 Java程序通过流来完成输入/输出。流通过Java 的输入/输出系统与物理设备链接。
Unicode
Java技术使用Unicode来表示字符串和字符, 而且它提供了16位版本的流,以便用类似的方 法来处理字符。这些16位版本的流称为读者 Reader和作者Writer。和流一样,它们都在 java.io包中。 最重要的是InputStreamReader和 OutputStreamWriter。这些类用来作为字节流 与读者和作者之间的接口。 当你构造一个InputStreamReader或 OutputStreamWriter时,转换规则定义了16位 Unicode和其它平台的特定表示之间的转换。
FileInputStream infile =new FileInputStream("myfile.dat"); FileOutputStream outfile =new FileOutputStream("results.dat");
infile.read(); outfile.write();
ObjectInputStream
ProgressMonitorInput Stream
SequenceInputStream
PushbackInputStream
AudioInputStream
字节输出类
FileOutputStream BufferedOutputStream
ByteArrayOutputStream
//BufferedInputDemo.Java
class BufferedInputDemo { public static void main(String args[]) { BufferedInputStream bis = new BufferedInputStream( new FileInputStream(“BufferedInputDemo.Java”)); int b; try { while((b=bis.read())!=-1) { System.out.println((char)b); } } catch(IOException e) { e.printStackTrace(); } }}