軟件設(shè)計師筆記之輸入輸出系統(tǒng)
輸入/輸出系統(tǒng)
I/O系統(tǒng)在CPU、存儲器和各種外部設(shè)備之間負責(zé)協(xié)調(diào)和控制數(shù)據(jù)的輸入/輸出。
I/O系統(tǒng)控制器基本結(jié)構(gòu)：
數(shù)據(jù)寄存器：
狀態(tài)寄存器：
控制寄存器：
控制電路：
外設(shè)接口控制：
I/O系統(tǒng)的工作方式：
程序控制：CPU完全控制，CPU必須時時查詢I/O設(shè)備的狀態(tài)；
程序中斷：I/O設(shè)備以中斷方式通知CPU，定期查詢狀態(tài)
DMA方式：CPU只在數(shù)據(jù)傳輸前和完成后才介入
I/O系統(tǒng)的發(fā)展主要階段：
數(shù)據(jù)通信：CPU直接控制外設(shè)；
程序控制：CPU不關(guān)心外設(shè)的具體細節(jié)，I/O增加了數(shù)據(jù)交換的功能；
中斷方式：中斷機制減少了CPU的等待時間，
DMA方式：暫停、周期竊取、共享方式
輸入輸出通道：專門的處理器控制I/O功能；
輸入輸出處理機：不僅擁有處理器，還有本地存儲器
根據(jù)外部設(shè)備和I/O系統(tǒng)交換數(shù)據(jù)方式，設(shè)備接口可分為串行和并行接口。
常見的磁盤設(shè)備接口有：總線、DMA、通道、SCSI、并行口、RS232C、USB、IEEE1394
SCSI接口：并行接口；系統(tǒng)級的設(shè)備接口
P1394接口：高速串行總線，數(shù)據(jù)傳輸率高，價格低容易實現(xiàn)
I/O設(shè)備的類型和特性：
鍵盤：標(biāo)準(zhǔn)101鍵，主要作為字符、數(shù)字和漢字的輸入
鼠標(biāo)：坐標(biāo)定位部件，有機械式、光電式和混合式三種。
顯示器：輸出設(shè)備，輸出圖象和字符，性能參數(shù)是分辨率和灰度級
打印機：輸出設(shè)備，分擊打式和非擊打式打印機
掃描儀：圖象輸入設(shè)備，掃描圖象或文本成數(shù)字圖片，然后輸入計算機處理
攝像頭：圖象輸入設(shè)備圖象數(shù)字化后存入到磁盤。
例題：
為了快速傳送大量數(shù)據(jù)，微型計算機中采用存儲器直接訪問技術(shù)，簡稱DMA。用DMA方式傳送時，在存儲器和A之間直接建立高速傳輸數(shù)據(jù)的通路，不需要B的干預(yù)。利用DMA方式傳送數(shù)據(jù)時，數(shù)據(jù)的傳送過程完全由成為DMA控制器的硬件控制。DMA控制器具有如下功能：
1) 向CPU申請C傳送。
2) 在CPU允許DMA工作時，處理總線控制的傳交。
3) 在DMA期間管理D，控制數(shù)據(jù)傳送。
4) 確定數(shù)據(jù)傳送的起始地址和E ，并在傳送過程中不斷修正。
5) 數(shù)據(jù)傳送結(jié)束時，給出表示DMA操作完成的信號。
A~E： ①控制臺 ②硬件 ③外部設(shè)備 ④數(shù)據(jù)長度
⑤CPU ⑥存儲器 ⑦DMA ⑧系統(tǒng)總線
⑨數(shù)據(jù)方向 ⑩傳輸速率
[分析]
DMA（Direct Memory Access，直接存儲器訪問）是一種不需要CPU干預(yù)，在存儲器和外部設(shè)備之間直接通過系統(tǒng)總線高速傳輸數(shù)據(jù)的方法。DMA方法使用DMA控制器DMAC來控制和管理數(shù)據(jù)傳輸。
[答案]
A：③ B：⑤ C：⑦ D：⑧ E：④
【編輯推薦】
