计算机组成原理_8、看.pptxVIP

第八章输入输出系统;8.1外围设备的定时方式与信息交换方式;输入过程：;问题的关键在于：究竟什么时候数据才成为有效?很显然，由于输入/输出设备本身的速度差异很大，因此，对于不同速度的外围设备，需要有不同的定时方式，总的说来，CPU与外围设备之间的定时，有以下三种情况。;8.1.2 信息交换方式;1. 程序查询方式;2. 程序中断方式;3. 直接内存访问(DMA)方式;4. 通道方式;5. 外围处理机方式;8.2程序中断方式;问题说明：;为了在中断服务程序执行完毕以后正确地返回到原来主程序被中断的断点(PC内容)而继续执行主程序，必须把程序计数器PC的内容，以及当前指令执行结束后CPU的状态(包括寄存器的内容和一些状态标志位)都保存到堆栈中去。这些操作叫做保存现场。

当CPU响应中断后，正要去执行中断服务程序时，可能有另一个新的中断源向它发出中断请求。为了不致造成混乱，在CPU的中断管理部件中必须有一个中断屏蔽触发器，它可以在程序的控制下置“1”(设置屏蔽)，或置“0”(取掉屏蔽)。;(4) 中断处理过程是由硬件和软件结合来完成的。如上图所示，中断周期由硬件实现，而中断服务程序由机器指令序列实现。后者除执行保存现场、恢复现场、开放中断并返回主程序任务外，还对要求中断的设备进行服务，使其同CPU交换一个字的数据，或作其他服务。;8.2.2 程序中断方式的基本接口;准备就绪的标志(RD)：一旦设备做好一次数据的接收或发送，便发出一个设备动作完毕信号，使RD标志置“1”。在中断方式中，该标志用作为中断源触发器，简称中断触发器。

允许中断触发器(EI)：可以用程序指令来置位

。EI为“1”时，某设备可以向CPU发出中断请求；EI为“0”时，不能向CPU发出中断请求，这意味着某中断源的中断请求被禁止。设置EI标志的目的，就是通过软件来控制是否允许某设备发出中断请求。;中断请求触发器(IR)：它暂存中断请求线上由设备发出的中断请求信号。当IR标志为“1”时，表示设备发出了中断请求。

中断屏蔽触发器(IM)：是CPU是否受理中断或批准中断的标志。IM标志为“0”时，CPU可以受理外界的中断请求，反之，IM标志为“1”时，CPU不受理外界的???断。;8.2.3 单级中断;图8.5单级中断;2.单级中断源的识别;3.中断向量的产生;8.2.4 多级中断;2.多级中断源的识别;8.2.5 中断控制器;图8.98259中断控制器;8259的中断优先级选择方式有四种：;8259提供了两种屏蔽方式：;8.2.6 奔腾中断机制;异常通常称为异常中断，它是由指令执行引发的。有两种情况：;2.中断服务子程序进入过程;CPU依据中断向量号获取中断服务子程序入口地址，但在实模式下和保护模式下采用不同的途径:

实模式下使用中断向量表;3.中断处理过程;8.3DMA方式;多种DMA至少能执行以下一些基本操作：;8.3.2 DMA传送方式;8.3.3 基本的DMA控制器;2.DMA数据传送过程;8.3.4选择型和多路型DMA控制器;2.多路型DMA控制器;8.4 通道方式;该结构具有两种类型的总线，一种是存储总线承担通道与内存、CPU与内存之间的数据传输任务。另一种是通道总线，即I/O总线承担外围设备与通道之间的数据传送任务。这两类总线可以分别按照各自的时序同时进行工作。

由上图看出，通道总线可以接若干个设备控制器，一个设备控制器可以接一个或多个设备。因此从逻辑结构上讲，I/O系统一般具有四级连接：CPU与内存<-->通道<-->设备控制器

<-->外围设备。为了便于通道对各设备的统一管理，对同一系列的机器，通道与设备控制器之间都有统一的标准接口，设备控制器与设备之间则根据设备要求不同而采用专用接口。;2.CPU对通道的管理;3.通道对设备控制器的管理;8.4.2 通道的类型;2.数组多路通道

基本思想：当某设备进行数据传送时，通道只为该设备服务；当设备在执行寻址等控制性动作时，通道暂时断开与这个设备的连接，挂起该设备的通道程序，去为其他设备服务，即执行其他设备的通道程序。所以数组多路通道很像一个多道程序的处理器。;3.字节多路通道;字节多路通道和数组多路通道的不同之处：;8.4.3 通道结构的发展;8.5通用I/O标准接口;SCSI有如下性能特点：;(4) 每个SCSI设备有自己的唯一设备号ID0～7。ID=7的设备具有最高优先权，ID=0的设备优

先权最低。SCSI采用分布式总线仲裁策略。;所谓SCSI设备是指连接在SCSI总线上的智能设备，即除主适配器HBA外，其他SCSI设备实际是外围设备的适配器或控制器。

由于SCSI设备是智能设备，对SCSI总线以

至主机屏蔽了实际外设的固有物理属性(如磁盘柱面数