第05章 输入输出系统1
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408计组关于输入输出系统的大纲
408计组关于输入输出系统的大纲输入输出系统（I/O系统）是计算机系统的重要组成部分，它负责计算机与外部设备之间的数据传输和通信。
在计算机中，所有的输入输出设备都需要通过输入输出系统进行管理和控制，以实现数据的输入和输出操作。
本文将从I/O系统的概念、功能、结构和工作原理等方面进行介绍和分析。
一、I/O系统的概念1.1 I/O系统的定义I/O系统是计算机系统中用于管理和控制输入输出设备的软硬件系统，它负责实现计算机与外部设备之间的数据传输和通信。
1.2 I/O系统的作用I/O系统的主要作用是提供接口和控制功能，实现计算机与外部设备之间的数据交换和通信。
它通过提供统一的接口和协议，将各种不同类型的外部设备连接到计算机系统中，以实现用户对外部设备的控制和数据交换。
1.3 I/O系统的分类按功能来划分，I/O系统可以分为输入子系统和输出子系统。
输入子系统负责将外部设备传输的数据传输到计算机内存中，输出子系统负责将计算机内存中的数据传输到外部设备中。
二、I/O系统的功能2.1数据传输功能I/O系统负责实现计算机与外部设备之间的数据传输，包括数据的输入和输出操作。
它通过提供标准的数据传输接口和协议，实现了各种外部设备与计算机系统之间的数据交换。
2.2设备管理功能I/O系统还负责管理和控制计算机系统中的各种外部设备，包括设备的初始化、配置、状态检测、错误处理等功能。
通过I/O系统，用户可以方便地对外部设备进行管理和控制。
2.3缓冲管理功能I/O系统还负责对数据进行缓冲管理，以减少数据传输时的延迟和提高数据传输的效率。
它通过建立数据缓冲区，实现了计算机与外部设备之间的异步数据传输。
2.4设备驱动功能I/O系统还包含设备驱动程序，用于控制和管理各种外部设备的硬件和操作系统之间的接口。
它通过设备驱动程序，实现了计算机与外部设备之间的有效通信和数据传输。
三、I/O系统的结构3.1软件结构I/O系统的软件结构包括设备驱动程序、中断处理程序、设备管理程序等。
输入输出系统
3. 提高处理机和I/O设备的利用率 在一般的系统中，许多I/O设备间是相互独立的，
能够并行操作，在处理机与设备之间也能并行操作。 I/O系统的第三个功能是要尽可能地让处理机
和I/O设备并行操作，以提高它们的利用率。 一方面要求处理机能快速响应用户的I/O请求，
使I/O设备尽快地运行起来； 另一方面也应尽量减少在每个I/O设备运行时
On the evening of July 24, 2021
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2. 设备控制器的组成 由于设备控制器位于CPU与设备之间，它既要
与CPU通信，又要与设备通信，还应具有按照CPU 所发来的命令去控制设备工作的功能，因此，现有 的大多数控制器都是由以下三部分组成：
2) I/O系统的分层 与前面所述的I/O软件组织的层次结构相对应，
I/O系统本身也可分为如下三个层次： (1) 中断处理程序。 (2) 设备驱动程序。 (3) 设备独立性软件。
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6.1.3 I/O系统接口
在I/O系统与高层之间的接口中，根据设备类型 的不同，又进一步分为若干个接口。在图6-2中示出 了块设备接口、流设备接口和网络接口。 1. 块设备接口
(1) 块设备。 (2) 隐藏了磁盘的二维结构。 (3) 将抽象命令映射为低层操作。
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能够并行操作，在处理机与设备之间也能并行操作。 I/O系统的第三个功能是要尽可能地让处理机
和I/O设备并行操作，以提高它们的利用率。 一方面要求处理机能快速响应用户的I/O请求，
使I/O设备尽快地运行起来； 另一方面也应尽量减少在每个I/O设备运行时
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2. 设备控制器的组成 由于设备控制器位于CPU与设备之间，它既要
与CPU通信，又要与设备通信，还应具有按照CPU 所发来的命令去控制设备工作的功能，因此，现有 的大多数控制器都是由以下三部分组成：
2) I/O系统的分层 与前面所述的I/O软件组织的层次结构相对应，
I/O系统本身也可分为如下三个层次： (1) 中断处理程序。 (2) 设备驱动程序。 (3) 设备独立性软件。
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6.1.3 I/O系统接口
在I/O系统与高层之间的接口中，根据设备类型 的不同，又进一步分为若干个接口。在图6-2中示出 了块设备接口、流设备接口和网络接口。 1. 块设备接口
(1) 块设备。 (2) 隐藏了磁盘的二维结构。 (3) 将抽象命令映射为低层操作。
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输入输出系统优秀课件
外设 DMA
外设
通道 大连理工大学软件学院 赖晓晨
外围处理机
外设 DMA
外设
外围处理机 大连理工大学软件学院 赖晓晨
二、输入输出系统的组成
I/O软件
操作码 地址码
➢ I/O指令：CPU指令 操作码 命令码 设备码
✓操作码： I/O指令标志
✓命令码：指令功能，读、写、检测、控制命令
✓设备码：地址码
外围处理机又称为I/O处理机，独立于主机 工作，除了具备通道功能之外，还具备码 制转换、格式处理、数据校验等功能。
大连理工大学软件学院 赖晓晨
查询
外设
外设 外设
大连理工大学软件学院 赖晓晨
中断
外设
外设 外设
大连理工大学软件学院 赖晓晨
DMA
外设
外设 外设
DMA 大连理工大学软件学院 赖晓晨
通道
大连理工大学软件学院 赖晓晨
三、I/O设备与主机的联系方式
联络方式
➢ 异步工作采用应答信号联络
CPU
I/O
I/O
接 “Ready” 设
口
备
“Strobe”
➢ 同步工作采用同步时标联络：要求外设与 CPU的工作速度完全一致
大连理工大学软件学院 赖晓晨
三、I/O设备与主机的联系方式
I/O设备与主机的连接方式
三、I/O设备与主机的联系方式
I/O设备编址方式
➢ 统一编址： I/O占用存储器地址空间，无须 专门的I/O指令。减少了存储器最大容量。
➢ 独立编址： I/O地址与存储器地址分开，采 用专门指令来访问I/O。不占用主存容量。
设备寻址
➢ 每台设备都有设备号，启动设备时，由I/O 指令的设备码字段直接指出设备号，经接口 中的设备选择电路选中设备。
《输入输出系统》课件
4 HDMI接口
HDMI接口是高清多媒体接口，用于连接显示 器、电视和其他多媒体设备。
输入输出流
1
标准输入输出流
标准输入输出流是计算机与外部世界进行基本信息交流的通道。它包括键盘输入 和屏幕输出。
2
文件输入输出流
文件输入输出流用于将数据存储到文件中或从文件中读取数据，常用于数据持久 化和数据共享。
数码相机
数码相机用于拍摄照片和录制视频，将现实世 界的图像转化为数字数据，方便存储和处理。
输出设备
显示器
显示器是最常见的输 出设备，用于显示计 算机处理后的图像、 文字和视频。
打印机
打印机将计算机中的 文档转化为纸质输出， 方便用户在无互联网 环境下查阅和分享信 息。
投影仪
投影仪可将计算机中 的图像或视频投射到 大屏幕上，方便大型 演示、教学和娱乐活 动。
喇叭
喇叭用于播放计算机 中的音频内容，为用 户提供更好的听觉体 验。
输入输出接口
1 并口接口
并口接口是传输并行数据的接口，常用于连 接打印机、扫描仪等设备。
2 串口接口
串口接口是传输串行数据的接口，常用于连 接鼠标、键盘等设备，也可连接外部设备。
3 USB接口
USB接口是通用串行总线接口，可连接各种 设备，如存储设备、音频设备和外围设备。
发展趋势
随着科技的不断进步，输入输出 系统将更加智能、便捷和高效， 给人们的生活带来更多的便利和 乐趣。
总结
通过本《输入输出系统》PPT课件，您了解了计算机的输入输出系统的定义、组成部分、各个设备和接口的分 类和作用，以及输入输出流和应用。 期望这些知识能帮助您更好地理解计算机系统，并在实际应用中发挥更大的作用。
输入输出系统由输入设备和输出设备构成，它们共同协作，使计算机能够与 人类进行信息交流，完成各种任务。
输入输出系统PPT课件
能够应用于端口 的指令较少
00000H
FFFFFH 0000H
2021/3/7
FFFFH
CHENLI
内存 地址
I/O 地址
13
端口的独立编址
MEMR、MEMW
8 0
A19-A0
存储器
8
6 总
IOR、IOW 、BHE
线
输入/输出
A15-A0
2021/3/7
CHENLI
14Байду номын сангаас
8086的I/O端口编址
2021/3/7
CHENLI
15
三、I/O地址的译码
目的： 确定端口的地址
参加译码的信号：
IOR，IOW，A15 ～ A0
OUT指令将使总线的IOW信号有效 IN指令将使总线的IOR信号有效
2021/3/7
CHENLI
16
I/O地址的译码
当接口只有一个端口时，16位地址信号 一般应全部参与译码，译码输出直接选择 该端口；当接口具有多个端口时，则16 位地址线的高位参与译码（决定接口的基 地址），而低位则用于确定要访问哪一个 端口。
路的总称。 实现外设与主机之间的信息交换。
2021/3/7
CHENLI
6
I/O接口要解决的问题
速度匹配(Buffer) 信号的驱动能力(电平转换器、驱动器) 信号形式和电平的匹配(A/D、D/A) 信息格式(字节流、块、数据包、帧) 时序匹配(定时关系) 总线隔离(三态门)
2021/3/7
2021/3/7
CHENLI
3
一、输入输出系统
将CPU及主存以外的部分叫做输入输出系统
输入输出接口 输入输出设备 输入输出软件
00000H
FFFFFH 0000H
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内存 地址
I/O 地址
13
端口的独立编址
MEMR、MEMW
8 0
A19-A0
存储器
8
6 总
IOR、IOW 、BHE
线
输入/输出
A15-A0
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14Байду номын сангаас
8086的I/O端口编址
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三、I/O地址的译码
目的： 确定端口的地址
参加译码的信号：
IOR，IOW，A15 ～ A0
OUT指令将使总线的IOW信号有效 IN指令将使总线的IOR信号有效
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I/O地址的译码
当接口只有一个端口时，16位地址信号 一般应全部参与译码，译码输出直接选择 该端口；当接口具有多个端口时，则16 位地址线的高位参与译码（决定接口的基 地址），而低位则用于确定要访问哪一个 端口。
路的总称。 实现外设与主机之间的信息交换。
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I/O接口要解决的问题
速度匹配(Buffer) 信号的驱动能力(电平转换器、驱动器) 信号形式和电平的匹配(A/D、D/A) 信息格式(字节流、块、数据包、帧) 时序匹配(定时关系) 总线隔离(三态门)
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CHENLI
3
一、输入输出系统
将CPU及主存以外的部分叫做输入输出系统
输入输出接口 输入输出设备 输入输出软件
计算机操作系统(第四版)输入输出系统
21
4. 分类
根据信息交换的方式不同,通道可分为三种类型:字节多 路通道、数组选择通道和数组多路通道。
1) 字节多路通道
字节多路通道以字节为单位传输信息，它可以分时地 执行多个通道程序。当一个通道程序控制某台设备传送一个 字节后，通道硬件就控制转去执行另一个通道程序，控制另 一台设备传送信息。 主要连接以字节为单位的低速I/O设备。如打印机，终 端。以字节为单位交叉传输，当一台传送一个字节后，立即 转去为另一台传送字节
6
通道3 (CH3)
磁带控制器
磁带机
I/O设备分类
I/O设备的种类繁多,其重要性能指标有:数据传输单 位、数据传输速率和设备的共享属性等。从不同的角度可 以对I/O设备进行不同分类： 1 按使用特性分 存储型设备 输入输出型设备（交互型设备） 2 按传输速率分 低速设备：传输速率每秒几个字节至数百个字节； 中速设备：传输速率每秒数千个字节； 高速设备：传输速率每秒数百个千字节至千兆字节；
31
向I/O控制器发读命令 CPU
I/O
读I/O控制器的状态
忙
检查状态?
I/O
出错 I/O
CPU
就绪
从I/O控制器读入字
CPU
向主存中写字
未完 传送完成?
CPU
主存
32
完成 下条指令
程序I/O方式
直接控制方式的输出数据时的工作过程：
(1)把一个启动位为“1”的控制字写入该设备的控制 状态寄存器； (2)将需输出数据的一个字(节)送到数据缓冲寄存器； (3)测试控制状态寄存器中的“busy”，若为1，转(2)， 否则转(4)； (4)输出设备将数据缓冲寄存器中的数据取走进行实 际的输出。 优点：控制简单,不需要多少硬件支持。(循环测试方式) 缺点：CPU和外设只能串行工作，CPU利用率低。设 备之间不能并行工作 。(忙—等待方式)
输入输出系统43页
多级中断
2.每个级别的中断中可以有多个中断源。 不同中断级别间的中断源可以嵌套，但 是同一个中断级别的中断源不可以嵌套
3.在多级中断系统中，中断级的优先顺序 和中断源的判断都是用硬件实现的
4.保存现场的问题
多级中断
多级中断源的识别：独立请求方式，书249页图 8.10。
中断请求寄存器：保存提出请求的中断源 中断屏蔽寄存器：初步筛选 中断排队器：判别中断的优先顺序。 如果每一级中有多个中断源，则可以采用串行链式
多级中断
• 多级中断是指系统中存在多个中断级别， 各个级别之间有优先级的不同，同时每 个级别中断中还有多个同级的中断源。 系统规定多个级别的中断源存在的时候 高级中断可以中断正在执行的低一级的 中断。书248页图8.9
多级中断
1.系统如果有n级中断，则需要有n个中断 请求触发器，n个中断请求触发器都成n 位中断请求寄存器。同时n个中断屏蔽触 发器构成n位中断屏蔽寄存器。中断屏蔽 寄存器潜在规定了中断源的优先级
• 设备的编制:(1)统一编址；(2)单独编址 • 在程序查询方式中有专门的输入输出指
令，供慢速设备使用。
程序查询方式
• 程序查询方式接口：保证外设用计算机 系统特性所要求的方式进行信息的发送 和接受。
• 程序查询方式的接口包括：设备选择电 路，数据缓冲寄存器，设备状态标志。
程序查询方式
• 程序查询方式的执行步骤： (1)向设备发出命令字，请求进行数据传送 (2)从外设读入状态字，获取程序状态 (3)从程序的状态，判断数据交换是否可以进行 (4)如果设备没有准备就绪，CPU继续查询程序状态，直到查到
• 书246页图8.8。与优先级结合
单级中断
• 中断向量的产生：中断服务程序存储在内存 中，要执行中断服务程序必须给出中断服务 程序的入口地址，称为向量地址。
计算机科学导论第五章计算机组成
设备驱动程序
用于控制和管理I/O设备的软件程序，提供设备操作接口和数据 处理功能。
I/O控制方式
程序控制I/O
通过CPU执行程序来控制I/O 操作，包括轮询和中断两种 方式。
DMA控制I/O
通过直接内存访问（DMA） 控制器来管理I/O操作，减轻 CPU负担。
通道控制I/O
使用专门的通道控制器来管 理I/O操作，实现更高效的数 据传输和处理。
寄存器组
包括通用寄存器、程序计数器 （PC）、指令寄存器（IR）等，用 于暂存操作数和中间结果。
内部总线
连接CPU内部各部件，实现数据传输。
指令集与微指令
1 2
指令集
计算机能够执行的所有指令的集合，分为复杂指 令集（CISC）和精简指令集（RISC）。
微指令
在微程序控制器中，一条机器指令对应一个微程 序，一个微程序由若干条微指令构成。
绿色计算与可持续发展
未来计算机将更加注重绿色计 算和可持续发展，采用低能耗 、环保的材料和技术，降低计 算机对环境的影响。
THANKS
感谢观看
计算机组成的未来展望
异构计算
未来计算机将采用多种不同类 型的处理器和加速器，根据任 务需求动态分配计算资源，实 现高效能计算。
光互连与光存储
随着光技术的发展，未来计算 机将采用光互连技术实现高速 数据传输，同时利用光存储技 术提高数据存储密度和访问速 度。
生物技术与计算机技术的 融合
生物计算机的发展将促进生物 技术与计算机技术的深度融合 ，为未来计算机带来新的发展 机遇和挑战。
总线结构
总线通常由数据总线、地址总线和控制总线三部分组成。数据总线用于在部件之间传输数据，地址总线用于指定 数据的来源或目的地，控制总线用于发送控制信号以协调数据传输。
用于控制和管理I/O设备的软件程序，提供设备操作接口和数据 处理功能。
I/O控制方式
程序控制I/O
通过CPU执行程序来控制I/O 操作，包括轮询和中断两种 方式。
DMA控制I/O
通过直接内存访问（DMA） 控制器来管理I/O操作，减轻 CPU负担。
通道控制I/O
使用专门的通道控制器来管 理I/O操作，实现更高效的数 据传输和处理。
寄存器组
包括通用寄存器、程序计数器 （PC）、指令寄存器（IR）等，用 于暂存操作数和中间结果。
内部总线
连接CPU内部各部件，实现数据传输。
指令集与微指令
1 2
指令集
计算机能够执行的所有指令的集合，分为复杂指 令集（CISC）和精简指令集（RISC）。
微指令
在微程序控制器中，一条机器指令对应一个微程 序，一个微程序由若干条微指令构成。
绿色计算与可持续发展
未来计算机将更加注重绿色计 算和可持续发展，采用低能耗 、环保的材料和技术，降低计 算机对环境的影响。
THANKS
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计算机组成的未来展望
异构计算
未来计算机将采用多种不同类 型的处理器和加速器，根据任 务需求动态分配计算资源，实 现高效能计算。
光互连与光存储
随着光技术的发展，未来计算 机将采用光互连技术实现高速 数据传输，同时利用光存储技 术提高数据存储密度和访问速 度。
生物技术与计算机技术的 融合
生物计算机的发展将促进生物 技术与计算机技术的深度融合 ，为未来计算机带来新的发展 机遇和挑战。
总线结构
总线通常由数据总线、地址总线和控制总线三部分组成。数据总线用于在部件之间传输数据，地址总线用于指定 数据的来源或目的地，控制总线用于发送控制信号以协调数据传输。
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3. 具有通道结构的阶段 4. 具有 I/O 处理机的阶段
二、输入输出系统的组成
1. I/O 软件
(1) I/O 指令 (2) 通道指令
5.1
CPU 指令的一部分 通道自身的指令
操作码 命令码 设备码
指出数组的首地址、传送字数、操作命令 如 IBM/I/O 接口 设备控制器 通道
第５章 输入输出系统
5.1 概述
5.2 外部设备
5.3 I/O接口
5.4 程序查询方式 5.5 程序中断方式
5.6 DMA方式
5.1 概 述
一、输入输出系统的发展概况
1. 早期
分散连接 CPU 和 I/O设备 串行 工作 程序查询方式
2. 接口模块和 DMA 阶段
总线连接 CPU 和 I/O设备 并行 工作 中断方式 DMA 方式
…
…
0 1 0 …0 1 0 0 …0 排队器输出
入口地址 200 入口地址 300
打印机服务程序 显示器服务程序
… …
4. 程序中断方式接口电路的基本组成
向量地址 中断响应 INTA 中断请求
Q D
5.5
至低一级 的排队器 来自高一级 的排队器
设备编码器 排队器
Q Q
INTR
1
MASK
中断查询
&
一、概述
为什么要设置接口？
1. 实现设备的选择 2. 实现数据缓冲达到速度匹配
3. 实现数据串
4. 实现电平转换 5. 传送控制命令
并格式转换
6. 反映设备的状态（“忙”、“就绪”、“中断请
二、接口的功能和组成
1. 总线连接方式的 I/O 接口电路
5.3
I/O总线
(1) 设备选择线
数 据 线 I/O 接口 设备
(2) 非击打式
激光（逐页）喷墨（逐字）
四、其他
1. A/D、D/A
5.2
模拟/数字（数字/模拟）转换器
2. 终端
由键盘和显示器组成
完成显示控制与存储、键盘管理及通信控制 3. 汉字处理 汉字输入、汉字存储、汉字输出
五、多媒体技术
1. 什么是多媒体
2. 多媒体计算机的关键技术
5.3 I/O 接 口
三、I/O 设备与主机的联系方式
1. I/O 设备编址方式
(1) 统一编址 (2) 不统一编址 用取数、存数指令 有专门的 I/O 指令
5.1
2. 设备选址
用设备选择电路识别是否被选中
3. 传送方式
(1) 串行 (2) 并行
4. 联络方式
(1) 立即响应 (2) 异步工作采用应答信号 并行
CPU I/O 接 口
保存
设置计数值
设置主存缓冲区首址
5.4
寄存器内容
启动外设 准备好？ 是 否
传送一个数据 修改主存地址 修改计数值 未完
传送完？ 完
结束I/O传送
二、程序查询方式的接口电路
以输入为例
数据线
5.4
③ 输入数据
⑥
DBR
准备就绪 ⑤
Q
② B
Q
D 1 0
启动设备
启动命令 ① &
0 1 ④
设备工作 结束
地址线
RD WR A0 CS CAS0 CAS1 CAS2 SP/EN
读/写 逻 辑
中断 服务 寄存 器 (ISR)
优先权 判别器
( PR )
中断 请求 寄存 器 (IRR)
级联缓冲 器/比较器
IR0 IR1 IR2 IR3 IR4 IR5 IR6 IR7
中断屏蔽寄存器 （IMR）
主程序和服务程序抢占 CPU 示意图
5.1
“Ready” “Strobe”
I/O 设 备
串行
命令字 起 始 位
数据字 011 0 1 000
命令字
9.09 ms
终 止 位
2× 9.09 ms
(3) 同步工作采用同步时标
5. I/O 设备与主机的连接方式
(1) 辐射式连接
外设 Ⅰ
5.1
主 机 (2) 总线连接
便于增删设备
每台设备都配有一套
2. 排队器
排队 软件 详见第八章
INTP1 1 & INTR1 INTP1´ 1 & INTP2´ 1 & 1 & INTR2 INTP3´ 1 & INTP2 1 & INTR3 INTP4´ 1 INTP3 1
5.5
硬件 在 CPU 内或在接口电路中（链式排队器）
INTP4
& INTR4
&
INTR1
CPU 发 中断查询信号（将 INTR 置“1”）
2. I/O 中断处理过程
⑧
向量地址 中断响应 INTA 中断请求
以输入为例
设备编码器 排队器
5.5
至低一级 的排队器 来自高一级 的排队器
⑦ ⑥
Q D
INTR
1
Q
MASK
Q
⑤
中断查询
&
②
Q
启动命令
①
命令译码
Q
启动设备
D
&
1 0
0 1
B ④
设备工作 结束
4. 按数据传送的 控制方式 分类
5.4 程序查询方式
一、程序查询流程
检查状态标记1
多个设备
是 处理设备1
1. 查询流程
单个设备
测 试 指 转 令 移 传 指 送 令 指 令
设备1 准备就绪？ 否 …
检查状态标记
否 否
检查状态标记N 准备就绪? 是 设备N 准备就绪？ 是 处理设备N
交换数据
2. 程序流程
二、输入设备
1. 键盘
5.2
按键
判断哪个键按下 将此键翻译成 ASCII 码 （编码键盘法）
2. 鼠标
机械式 光电式 3. 触摸屏 金属球 电位器 光电转换器
三、输出设备
1. 显示器
(1) 字符显示 (2) 图形显示 (3) 图像显示 字符发生器 主观图像 客观图像
5.2
2. 打印机
(1) 击打式 点阵式（逐字、逐行）
状 态 线
(2) 数据线
(3) 命令线 (4) 状态线
命 设 令 备 线 选 择 线
I/O 接口
设备
2. 接口的功能和组成
功能
选址功能 传送命令的功能
5.3
组成
设备选择电路 命令寄存器、命令译码器
传送数据的功能
反映设备状态的功能 完成触发器 D
数据缓冲寄存器
设备状态标记
工作触发器 B
中断请求触发器 INTR 屏蔽触发器 MASK
SEL
设备选择电路
5.5 程序中断方式
一、中断的概念
…
入口1
K K+1
中 断 服 务 程 序 1
入口2
…
Q Q+1
中 断 服 务 程 序 2
…
二、I/O 中断的产生
以打印机为例
执行主程序
5.5
继续执行主程序 中 断 返 回 响 应 中 断 传送 数据
CPU 与打印机并行工作
中 断 返 回
继续执行主程序
中 断 隐 指 令
是
中 断 周 期 中 断 服 务 程 序
中断响应 程序断点进栈 关中断 向量地址 PC
保护现场 设备服务 恢复现场 开中断 中断返回
保护现场 开中断 设备服务 恢复现场 中断返回
程序中断接口芯片 8259A 的内部结构
内部总线
INTA 控制逻辑 INT
5.5
D7~D0
内部总线 缓冲器
5.1
I/O 设备工作
准备就绪
I/O
CPU
CPU
主存
从 CPU 向主存写入一个字
否 完成否？ 是
3. DMA 方式
主存和 I/O 之间有一条直接数据通道 不中断现行程序 周期挪用（周期窃取）
5.1
CPU 和 I/O 并行工作
一个存取周期 CPU 执行现行程序 存取周期结束 CPU 执行现行程序
启动I/O
主程序 CPU 继续执行主程序
5.5
继续执行主程序
启动外设
服务程序 （传送数据）
服务程序 （传送数据）
准备工作
准备工作 I/O
准备工作
传送数据 传送数据 发中断请求 发中断请求
宏观 上 CPU 和 I/O 并行 工作 微观 上 CPU 中断现行程序 为 I/O 服务
5.6 DMA 方式
一、DMA 方式的特点
3. I/O 接口的基本组成
5.3
数据线
I/O接口 数据线 数据缓冲 寄存器DBR 控 制 逻 辑 电 路 设备选择 电路 命令 外 部 设 备
地址线
CPU 命令线
状态线
设备状态 标记
命令寄存器 和命令译码器
状态
三、接口类型
1. 按数据 传送方式 分类
并行接口 串行接口 可编程接口 Intel 8255 Intel 8251
CPU
响 应 中 断
启动 打印机
传送 数据 发 中 断 请 求 接收 数据 打印
发 中 断 请 求
准备
打印机
打印
空闲
接收 数据
三、程序中断方式的接口电路
1. 配置中断请求触发器和中断屏蔽触发器
中断请求
5.5
INTR
D
Q
INTR 中断请求触发器
MASK
来自 CPU 的 中断查询信号
1 &
INTR = 1 有请求