第08章 输入输出系统
计算机组成原理 白中英 第三版(完整版)第八章输入输出系统
1．如果认为CPU等待设备的状态信号是处于非工作状态（即踏步等待），那么在下面几种主机与设备之间的数据传送中：（）主机与设备是串行工作的；（）主机与设备是并行工作的；（）主程序与设备是并行运行的。
A．程序查询方式 B. 程序中断方式 C. DMA方式解： A C B2．中断向量地址是_____。
A．子程序入口地址 B. 中断服务程序入口地址C．中断服务程序入口地址指示器 C. 例行程序入口地址解： C3．利用微型机制作了对输入数据进行采样处理的系统。
在该系统中，每抽取一个输入数据就要中断CPU一次，中断处理程序接受采样的数据，将其放到主存的缓冲区内。
该中断处理需时x 秒，另一方面缓冲区内每存储n个数据，主程序就将其取出进行处理，这种处理需时y秒。
因此该系统可以跟踪到每秒_____次的中断请求。
A．N/(n×x+y) B. N/(x+y)×n C. Min(1/x, n/y)解： A4．采用DMA方式传送数据时，每传送一个数据就要占用一个____的时间。
A．指令周期 B. 机器周期C. 存储周期D. 总线周期解： C5．通道的功能是：（1）________，（2）______。
按通道的工作方式分，通道有______通道、_______通道和______通道三种类型。
解：（1）执行通道指令，组织外围设备和内存进行数据传输；（2）执行CPU的I/O指令，以及向CPU报告中断。
选择通道、字节多路通道、数组多路通道6．在教科书图8.7中，当CPU对设备B的中断请求进行服务时，如设备A提出请求，CPU能够响应中断吗？为什么？如果设备B一提出请求总能立即得到服务，问怎样调整才能满足此要求？解：（1）CPU不能响应中断（2）因为同级中断不能嵌套，而A、B设备属于同级中断（3）如果想要设备B一提出请求即能得到服务，则应该使设备B为最高优先级，这里可将设备 B单独接至3级IR，处于最高优先级。
8．设某机有5级中断：L0，L1，L2，L3，L4，其中断响应优先次序为：L0最高，L1次之，L4最低。
白中英《计算机组成原理》(第5版)笔记和课后习题详解复习答案
白中英《计算机组成原理》（第5版）笔记和课后习题详解完整版>精研学习网>无偿试用20％资料
全国547所院校视频及题库全收集
考研全套>视频资料>课后答案>往年真题>职称考试
第1章计算机系统概论
1.1复习笔记
1.2课后习题详解
第2章运算方法和运算器
2.1复习笔记
2.2课后习题详解
第3章多层次的存储器
3.1复习笔记
3.2课后习题详解
第4章指令系统
4.1复习笔记
4.2课后习题详解
第5章中央处理器
5.1复习笔记
5.2课后习题详解
第6章总线系统
6.1复习笔记
6.2课后习题详解
第7章外存与I/O设备
7.1复习笔记
7.2课后习题详解
第8章输入输出系统
8.1复习笔记
8.2课后习题详解
第9章并行组织与结构
9.1复习笔记
9.2课后习题详解
第10章课程教学实验设计
第11章课程综合设计。
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。
第八章-输入输出系统(共64张PPT)全文编辑修改
3、中断类型：
– 按中断产生的位置： • 外部中断：CPU以外的部件引起的中断。 外中断又可分为不可屏蔽中断和可屏蔽中断 两种。不可屏蔽中断优先级较高，常用于 应急处理，如掉电、内存读写校验错等。 可屏蔽中断级别较低，常用于一般I/O设 备的数据传送。
• 内部中断：由CPU内部硬件或软件引起的中 断，如单步中断、溢出中断。
路之前，还要受到屏蔽触发器的控制。
当MASK=1，表示对应中断源的请求被屏蔽。 当MASK=0，才允许对应中断源的请求参与排队判优
中断屏蔽寄存器的作用
INT
≥1
由程序 控制
中断屏蔽 0 1 0 1 0 1 0 1 寄存器 ＆
向 量 地 址
……
编 码 器
排 队 逻 辑
＆
＆
＆ 0 1 0 1 0 1 0 1 中断请求 寄存器
程序查询方式——程序流程图
设置计数值
修改计数器
设置内存缓冲区首址
比如指令系统中的软中断指令INT n。 中断处理次序和中断响应次序是两个不同的概念：
否
中断事件在提出中断请求的同时，通过硬件向主机提供中断服务程序的入口地址，即向量地址。 传送完？
CPU等候输入设备的数据成为有效
（2）数据通道中断源，也称直接启存动储外器设存放（DMA）操作。
3级
4级
则 只 需 使 中 断 屏 蔽 码 改 （1）一般的输入、输出外围设备。
一般是故障引起的中断最优先；
为： 第1级 1 1 1 1 （4）DMA传送速度快，CPU和外设并行工作，提高了系统的效率；
先由主机通过启动指令启动外设工作，启动后主机用测试指令不断查询外设工作状态，当输入设备处于准备好状态或输出设备处于空闲状态时，
IBM—PC(80x86)汇编语言与接口技术-第8章 输入输出程序设计
8259A
76 5 4
中断屏蔽寄存器21H
打 印 机
3210
IN AL, 21H AND AL,0FDH
键定 时
盘器
OUT 21H,AL
76 5 4
中断命令寄存器20H
EOI
3 2 1 0 MOV AL, 20H OUT 20H, AL
11
中断向量表
00000 类型0的(IP) 类型0的(CS)
00004 类型1的(IP) 类型1的(CS)
speaker_on endp
speaker_off proc push ax in al, 61h and al, 0fch out 61h, al pop ax ret
speaker_off endp
end
8
3. 中断传送方式
中断源：引起中断的事件
外中断（硬中断）：
外设的 I/O 请求 —— 可屏蔽中断 电源掉电 / 奇偶错 —— 非屏蔽中断
15
例：用 DOS 功能调用存取中断向量
MOV AL, N
MOV AH, 35H
INT 21H
PUSH BX
; 保存原中断向量
PUSH DS
MOV AX, SEG INTHAND
MOV DS, AX
MOV DX, OFFSET INTHAND
MOV AL, N
MOV AH, 25H
08 系统定时器 09 键盘 0A 彩色/图形接口 0B 保留 0C 串行通讯口 0D 保留 0E 软盘 0F 打印机
10
中断的条件：
设置CPU中断允许位：
FLAGS 中的 IF 位 = 1 允许中断 （ STI ） = 0 禁止中断 （ CLI ）
计算机组成原理习题 第八章输入输出系统
第八章输入输出系统一、填空题；1.直接内存访问（DMA）方式中，DMA控制器从CPU完全接管对的控制，数据交换不经过CPU,而直接在内存和之间进行。
2.通道是一个特殊功能的，它有自己的专门负责数据输入输出的传输控制。
3.并行I/O接口和串行I/O接口是目前两个最具有权威性的标准接口技术。
4.在计算机系统中，CPU对外围设备的管理，除了程序查询方式、程序中断方式外，还有方式、方式和方式。
5.程序中断方式控制输入输出的主要特点是，可以使A 和B 并行工作。
6.DMA控制器按其A 结构，分为B 型和C 型两种。
7.通道是一个特殊功能的A ，它有自己的B 专门负责数据输入输出的传输控制，CPU只负责C 功能。
8.通道有三种类型：A 通道、B 通道、C 通道。
9.二、选择题：1.下面有关“中断”的叙述，______是不正确的。
A.一旦有中断请求出现，CPU立即停止当前指令的执行，转而去受理中断请求B.CPU响应中断时暂停运行当前程序，自动转移到中断服务程序C.中断方式一般适用于随机出现的服务D.为了保证中断服务程序执行完毕以后，能正确返回到被中断的断点继续执行程序，必须进行现场保存操作2.中断向量地址是______。
A. 子程序入口地址B. 中断服务例行程序入口地址C. 中断服务例行程序入口地址的地址D. 主程序返回地址3.在数据传送过程中，数据由串行变并行或由并行变串行，其转换是通过______。
A. 移位寄存器B. 数据寄存器C. 锁存器D. 指令寄存器4.下述I/O控制方式中，主要由程序实现的是______。
A. PPU(外围处理机)方式B. 中断方式C. DMA方式D. 通道方式5.采用DMA方式传送数据时，每传送一个数据要占用______的时间。
A. 一个指令周期B. 一个机器周期C. 一个时钟周期D. 一个存储周期6.发生中断请求的条件是______。
A. 一条指令执行结束B. 一次I/O操作开始C. 机器内部发生故障D. 一次DMA操作开始7.中断向量地址是______。
计算机组成原理课件第08章
一、接口的功能和组成
1、总线连接方式的I/O接口电路 、总线连接方式的 接口电路 在总线结构的计算机系统中，每一台 I/O设备都是通过I/O接口挂到系统总线上 的。如图示：
数据线： 数据线：传送数据信息 ，其根数一般等于存储 字长的位数或字符的位 数。双向。 设备选择线： 设备选择线：传送设备 码，其根数取决于I/O指 令中设备码的位数。单 向。 命令线： 命令线：传输CPU向设 备发出的各种命令信号 ，其根数与命令信号多 少有关。单向总线。 状态线： 状态线：向主机报告I/O 设备状态的信号线。单 向总线。
CPU在任何瞬间只能接受一个中断源 CPU在任何瞬间只能接受一个中断源 的请求。 的请求。因此，当多个中断源提出中断请 求时，CPU必须对各中断源的请求进行排 队，且只能接受级别最高的中断源的请求 ，不允许级别低的中断源中断正在运行的 中断服务程序。此时，就可用MASK来改 变中断源的优先级别。 另外，CPU总是在统一的时间，即执 CPU总是在统一的时间， 总是在统一的时间 行每一条指令的最后时刻， 行每一条指令的最后时刻，查询所有设备 是否有中断请求。 是否有中断请求。 接口电路中D、INTR、MASK和中断 查询信号的关系如图示：
2、排队器 、 当多个中断源同时向CPU提出请求时，经 排队器的排队，只有优先级高的中断源排上 队，这样就能实现CPU按中断源优先级的高 低响应中断请求。 下图是设在各个接口电路中的排队电路— —链式排队器。
其中首尾相接的虚线部分组成的门电路是排 当各中断源均无中断请求时，各INTRi 为高电 队器的核心，由一个非门和一个与非门构成。 平，其INTP1 '、 INTP2' 、 INTP3 '……均为高电平 中断源优先级最高的是1号中断源。当多个中 。一旦某中断源提出中断请求,就迫使比其优先级 断源提出中断请求时，排队器输出端INTPi， 低的中断源之INTPi '变为低电平，封锁其发中断 只有一个为高电平，表示该中断源排上队。 请求。
计算机系统基础袁春风第二版课后答案
计算机系统基础袁春风第二版课后答案计算机系统基础是计算机科学与技术专业中非常重要的一门课程。
它主要介绍了计算机系统的基本原理、结构和运行机制等内容。
为了帮助同学们更好地理解和掌握这门课程，袁春风老师编写了《计算机系统基础》第二版，并在课后附上了一系列的习题与答案。
本文将就该书第二版的课后答案进行论述和解答。
第一章：计算机系统概述本章主要介绍了计算机系统的概念、发展历程以及计算机硬件和软件的基本组成部分等。
通过学习本章，同学们可以了解到计算机系统的总体结构，为后续章节的学习打下坚实的基础。
第二章：数字逻辑与数字系统本章主要介绍了数字逻辑与数字系统的基本概念和基本形式，如布尔代数、逻辑函数、逻辑门电路等。
同时，还涉及到数字系统的组合逻辑和时序逻辑设计等内容。
通过学习本章，同学们可以更好地理解和掌握数字逻辑与数字系统的相关知识，为后续章节的学习打下坚实的基础。
第三章：存储系统本章主要介绍了计算机存储系统的基本概念、结构和存储器的层次结构等。
同时，还涉及到存储系统的性能指标和存储器的组成原理。
通过学习本章，同学们可以更好地理解和掌握计算机存储系统的相关知识，为后续章节的学习打下坚实的基础。
第四章：指令系统本章主要介绍了计算机的指令系统和指令的执行方式等。
同时，还涉及到指令的寻址方式和指令的编码方式等内容。
通过学习本章，同学们可以更好地理解和掌握计算机的指令系统，为后续章节的学习打下坚实的基础。
第五章：中央处理器本章主要介绍了计算机的中央处理器(CPU)的基本组成和工作原理等。
同时，还涉及到CPU的指令执行过程和数据传输方式等内容。
通过学习本章，同学们可以更好地理解和掌握计算机的中央处理器的相关知识，为后续章节的学习打下坚实的基础。
第六章：总线与I/O系统本章主要介绍了计算机系统中的总线和I/O系统的基本概念和工作原理等。
同时，还涉及到总线的分类和总线的组织方式等内容。
通过学习本章，同学们可以更好地理解和掌握计算机系统中总线和I/O系统的相关知识，为后续章节的学习打下坚实的基础。
java08(第8章输入输出流)
在java.io包中定义了很多这二个基本类具体实现 包中定义了很多这二个基本类具体实现 输入输出功能的子类， 输入输出功能的子类，表8.1为部分常用字节输入 为部分常用字节输入 流类和字节输出流子类的功能。 流类和字节输出流子类的功能。
表8.1
类 名 FileInputStream 和 FileOutputStream ByteArrayInputStream和 ByteArrayOutputStream ObjectInputStream 和 ObjectOutputStream FilterInputStream 和 FilterOutputStream DataInputStream 和 DataOutputStream BufferedInputStream 和 BufferedOutputStream
【例8-1 】
1. /* 读取文件 */ 2. import java.io.FileInputStream; 3. import javax.swing.JOptionPane; 4. class Example8_1 5. { public static void main( String args[ ]) 6. { byte buffer[ ] = new byte[2056]; 7. String str; 8. try{ 9. File file=new File("d:/jtest/test.dat"); 10. FileInputStream fileInput = new FileInputStream(file); 11. int bytes = fileInput.read( buffer, 0, 2056 ); //读到的字节数 读到的字节数 12. str = new String( buffer, 0, bytes ); 13. } 14. catch(Exception e) 15. { 16. str= e.toString(); 17. } 18. JOptionPane.showMessageDialog(null,str); 19. System.exit(0); //退出程序 退出程序 20. } 21. }
输入与输出系统的功能与协调
API调用
输出系统可以通过调用其他 系统的API接口获取数据。
数据处理
数据清洗
输出系统可以对检索到的数据进行清洗，包括去除重复数据、处 理缺失值、异常值等。
数据转换
输出系统可以将数据转换为所需的格式或数据结构，如将数据从一 种数据库格式转换为另一种数据库格式。
输入输出系统协调
分析输入输出系统之间的信息传递和协调机制， 研究如何实现高效、准确的人机交互，提高用户 的使用体验和工作效率。
02
输入系统的功能
数据采集
数据来源识别
确定数据采集的对象和范围，包括内部数据和外 部数据的识别。
数据采集方法
根据数据来源和采集需求，选择合适的数据采集 方法，如问卷调查、网络爬虫、传感器等。
多通道数据采集
支持多通道同时采集，提高数据采集的并行度和效率。
优化数据预处理算法
噪声滤除算法
采用滤波、平滑等算法，有效去除数据中的噪声干扰 。
数据归一化算法
将数据映射到特定范围内，消除数据间的量纲差异， 提高数据处理效率。
特征提取算法
通过特征提取算法，提取数据中的关键信息，降低数 据维度，提高处理速度。
不同数据格式之间的转换。
数据同步与异步处理
01
数据同步处理
指数据的输入和输出操作在同一时间内进行，即输入操作完成后立即进
行输出操作。这种方式适用于实时性要求高的场景，但可能导致等待时
间较长。
02
数据异步处理
指数据的输入和输出操作不在同一时间内进行，即输入操作完成后并不
立即进行输出操作，而是等待一段时间后再进行输出。这种方式可减少
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
39
中断请求
保存断点和现场 执行A中断 服务程序 执行B中断 服务程序
是A请求? N 是B请求? N … 是H请求? N 出错处理
Y
Y
Y
执行H中断 服务程序
恢复断点和现场
返回
软件查询中断优先级方式的特点
优先级是由查询的先后顺序确定的。适 用于中、低速设备，接口电路简单，且优 先级的次序可以随查询的先后顺序而改变， 修改容易，灵活性好。 缺点是当中断源较多时，由查询转到相 应的中断服务程序所需时间较长，影响了 中断响应的实时性。
6
3. 控制信息
控制信息是由CPU发出、用于控制I/O 接口的工作方式以及外设的启动和停止等 信息。 控制信息是以“数据”的形式，通过数 据总线与CPU进行传输的。
7
8.2 I/O端口编址及数据传送方式
8.2.1 I/O端口的编址方式
CPU为了能对I/O设备进行寻址和选择， 必须对众多的I/O设备进行编址，即给每个设 备分配一个或多个地址码，称为设备号或设备 代码。而外设是通过I/O接口和系统连接的， 每个I/O接口内部又包含一组端口，因此， CPU对外设的访问实际上是对外设接口电路中 相应的I/O端口进行访问。
41
(2) 硬件排队
链式优先排队是得到中断优先级的一个 简单硬件方法。各中断源提出的请求都送 到公共请求线上，形成公用的中断请求信 号INT，送往CPU，响应请求时，CPU向接 口发出中断响应信号INTA，首先送给优先 级最高的的设备。若该设备无中断请求信 号，则INTA信号原封不动向下一级设备传 递。
16 8 16 16 8
地 址
320H～32FH
软盘控制器 单显/并行打印机
彩色显示器
3F0H～3F7H 3B0H～3BFH
3D0H～3DFH
异步通讯控制器
3F8H～3FFH
16
8.2.2 CPU与外设之间的数据传送方式
1. 程序直接控制方式 完全通过程序来控制主机与外设的数据 交换。一般在程序中安排相应的I/O指令， 通过这些指令直接控制外设的工作。 这种工作方式简单，但CPU与外设只能 串行工作。由于I/O设备的速度比CPU慢得 多，故大量的时间都处于等待状态，系统 效率较低。
29
程序直接控制方式的不足
在程序直接控制方式中，由于CPU和外 设采用串行工作方式，当外设被启动后， 在外设未准备好这一段时间内，CPU一直 处于等待状态，所以效率较低。
30
8.4 中断控制方式
8.4.1中断的概述 中断是指CPU暂停当前正在执行的程序， 转去执行更加紧急的服务程序，处理完后， 再返回原来被中止的程序继续执行。 采用中断方式，当外设被启动后，外设 与CPU并行工作，从而大大提高CPU的效 率。
27
查询输出方式的接口电路
D7-D0 锁 存 器 数 据 输 出 设 备
WR RD
≥1 A15-A0 地 址 译 码 ≥1 R +5V D Q ACK
M/IO
BUSY (1)
缓 冲 器
28
查询输出方式的工作过程
CPU执行输出指令时，地址译码电路产 生的信号把数据总线(DB)上的数据打入锁 存器，同时将D触发器置“1”。D触发器的 输出信号一方面为外设提供一个联络信号， 告知外设接口中已有数据可供读取；另一 方面又用作设备的状态信息“忙”(BUSY 为1)，CPU读取状态信息后若该外设处于 “忙”状态，就阻止CPU输出新的数据。
35
中断源的分类
I/O设备、定时时钟等来自CPU外部的中断要 求，又称外部中断。 CPU硬件故障或执行指令异常引起的中断。例 如，电源故障、除数为0、结果上溢、指令非 法等。 由陷阱指令产生的软中断，它是编程人员在程 序中预先安排好的，不具有随机性。
36
8.4.2 中断的优先级及优先级的判定
8
1. 独立编址方式
在独立编址方式所有的I/O端口单独进行
编址，使其成为一个独立的I/O端口地址空
间。存储器和I/O端口有两个独立的地址空
间，同时，各自有自己的译码部件，因此
需要专门的输入/出指令来访问I/O设备，
9
独立编址方式 示意图
存储器地址 00000H 0000H I/O端口
FFFFH
FFFFFH
14
统一编址方式的特点
优点 对主存访问的指令都可用于访问I/O， I/O程序编制比较灵活方便。 缺点 ① 主存空间被I/O占用了一部分，主存空间减 少。 ② 识别I/O时，全部地址线都参与地址译码， 译码电路复杂，外设寻址时间变长。
15
IBM PC中的I/O地址分配
输入/出设备
硬盘控制器
占用地址数
10
独立编址方式的特点
优点 使用专用的I/O指令，程序清晰，便于理 解和检查。 缺点 ① 使用专用的指令，只能提供较简单的传输 操作，程序设计灵活性稍差。 ② 处理器必须提供两组读/写命令，增加了控 制逻辑的复杂性和处理器引脚数。
11
2. 统一编址方式
统一编址方式也称存储器映射方式。I/O 地址与主存地址空间统一编址，即从主存 地址空间中分出一部分地址作为I/O地址。
45
8.4.3 中断响应与中断处理
1. 中断响应 中断响应是指CPU接到中断请求信号后， 若满足响应中断的条件，则暂停当前程序 的执行，转去执行中断服务程序这一过程。 中断响应过程的实质是CPU从一个程序切 换到另一个程序的过程。
18
CPU与外设之间的数据传送方式
3. 直接存储器存取方式(DMA方式) 主要用于磁盘、磁带等高速设备和主 机间的数据传送，采用成批数据交换的 方式，且单位数据传输的时间间隔较短。
19
DMA方式的基本思想
在外设和主存之间开辟直接的数据传送 通路。外设与主存之间不需通过CPU，直 接进行数据交换，数据交换所需的地址信 号、控制信号由DMA控制器负责发出。
25
查询输入方式的接口电路
D7-D0
数 据 缓 冲 器 (8) 锁 存 器 数 据 输 入 设 备 选 通 ≥1
RD
A15-A0
地 址 译 码
≥1
R 缓 冲 器 (1) Q D +5V
READY
M/IO
26
2.查询输出方式接口的基本结构及工作过程
基本工作过程
当CPU要往一个外设输出数据时，先通 过接口读取外设的状态信息，如果状态信 息表明外设“空闲”，则CPU可以向外设 输出数据，否则CPU等待，直到外设处于 “空闲”态。
4
1. 数据信息
数据信息可以分为数字量、模拟量、开 关量3种基本类型。
数字量是指以二进制形式表示的数据信息。 模拟量是指通过传感器转换而来的连续变化
的模拟电压或电流值，模拟量需经过A/D转
换器转换为数字量，才能输入计算机处理。
开关量是指可用2个状态表示的信息。
5
2. 状态信息
表示外设当前所处的状态。每一种状态一 般在状态寄存器中占一位，状态寄存器的 内容一般只能被读出。输入时，输入设备 的状态通常用是否准备好(READY)表示； 输出时，输出设备的状态通常用是否处于 忙状态(BUSY)表示。
22
无条件传送的接口电路
23
程序直接控制方式
8.3.2 条件查询方式
某一些较复杂的接口，在进行数据传送 前，首先必须由CPU通过程序读取并测试 外设的状态，如READY、BUSY等，然后 根据这些状态来控制外设与CPU的信息交 换。
24
1.查询输入方式接口的基本结构及工作过程 基本工作过程 在查询输入方式中， CPU执行读操作获 得外设的状态信息，在输入数据前，外设 必须处于“准备好”状态，如外设准备好 方可数据传送，否则，CPU等待。 当数据“准备好”时，执行输入指令读 取数据，同时使设备状态触发器置为 “未 准备好”状态。一旦本次数据传输结束， 使设备状态触发器恢复为 “准备好”状态。
31
2. 中断的作用
① ② ③
CPU与外设并行工作 故障处理 实时处理
④
⑤
实现人机联系
实现多道程序和分时操作
⑥
实现多处理机系统中各处理机间
的联系
32
CPU与外设并行工作实例
当打印机被启动后，CPU与打印机并行 工作，待打印机完成一行打印后，向CPU发 出中断请求，若CPU响应中断，则暂停当前 正在执行的主程序转入打印中断服务程序， 将要打印的下一行字传送到打印机控制器并 启动打印机工作，随后CPU又继续执行原来 的主程序，打印机开始新一行字的打印过程。
第8章 输入/输出系统
本章主要内容
8.1 输入/输出系统概述 8.2 I/O端口的编址方式及 数据传输方式 8.3 程序直接控制方式 8.4 中断控制方式 8.5 DMA方式 8.6 通道控制方式
1
8.1 输入/输出系统概述
8.1.1 输入/输出系统的组成
输入/输出系统由系统总线和I/O接口组 成，系统总线是连接CPU、主存储器、外 部设备的公共信息通路，包括地址总线 (AB)、数据总线(DB)、控制总线(CB)三部 分。I/O接口电路是CPU与外部设备的连 接电路。
33
CPU与打印机并行工作示意图
中断服 务程序 主程序 中断服 继续执行 务程序 主程序 主程序
CPU 启动I/O
中断 中断 中断 中断 响应 发送数据 返回 响应 发送数据 返回
准备 打印机 空闲
打印
打印
启动
中断 请求 接收数据
中断 请求 接收数据
34
3. 中断源及其分类
(1) 中断源 中断请求是指外设向CPU发出要求 服务的请求。能发出中断请求，引起 中断的事件或原因称为中断源。
17
CPU与外设之间的数据传送方式