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I/O设备的数据传送方式

2015-3-22 09:35| 编辑:电工学习网| 查看: 14433| 评论: 0

   计算机系统通过硬件接口以及I/O控制程序对外部设备进行控制,使其能协调地、有效地完成输入输出工作。能直接控制硬件的汇编语言就成了编写高性能I/O程序最有效的程序设计语言。

    一、常用的I/O设备

    1.I/O设备

    打印机(串、并)

    绘图仪(平板式、滚筒式)

    显示器(字符、汉字、图形、图像)

    图形输入设备(鼠标、图形板、操纵杆)

    图象输入设备(摄像机、扫描仪、传真机)

    汉字输入设备

    其它(数据转换、输入输出)

    2.外存贮器

    磁盘(软磁盘、硬磁盘)

    磁带

    磁卡片

    其它

    3.终端设备

    通用终端:会话型、智能型

    专用终端

    二、CPU与外设

    1.CPU和外部设备的连接:通过硬件接口或控制器相连。

    2.CPU利用输入/输出指令(IN/OUT)与外部设备交换信息。这些信息有以下三种:

    1)控制信息:CPU输出到I/O接口,告诉接口和设备要做什么工作。

    2)状态信息:CPU从I/O接口输入,表示I/O设备当前的状态。

    3)数据信息:双向传输,是I/O设备和CPU真正要交换的信息。

    三、CPU与外设之间的数据传送

    1.无条件传送

    程序设计简单,可靠性差

    2.查询方式(可靠,CPU利用率低)

    1)查询式输入

    

    2)查询式输出

    

    四、直接存储器存取DMA方式

    1.输入/输出的传送方式

    程序直接控制I/O方式:CPU通过执行程序不断读取并测试外设的状态,如果外设处于准备好状态(输入设备)或者空闲状态(输出设备),则CPU执行输入指令或输出指令与外设交换信息。此为查询式传送方式。也可用无条件传送方式直接与外设交换信息。

    中断传送方式:利用中断技术对输入/输出进行处理的方式。

    DMA方式:直接存储器存取方式(或称为成组数据传送方式)。

    通道控制方式:利用I/O协处理器的传送方式。

    I/O处理机方式:利用专门的计算机进行I/O传送的I/O处理机方式。

    2.DMA方式

    1)DMA控制器或接口一般包括四个寄存器:状态控制寄存器、数据寄存器、地址寄存器和字节计数器,这些寄存器能在信息传送之前进行初始化。每个字节传送后,地址寄存器增1,字节计数器减1。

    

    2)计算机系统完成DMA传送的步骤

    (1)首先由接口发出DREQ信号,请求DMA控制器进行数据传送;

    (2)DMA控制器向CPU发出HOLD信号,请求使用总线。

    (3)CPU发出响应信号HLDA给DMA控制器,并将总线让出,DMA控制器取得总线控制权。

    (4)DMA控制器向接口发出DACK(DMA应答)信号,启动接口进行数据传送;

    (5)传输数据的存储器地址通过地址总线发出。

    (6)传输的数据字节通过数据总线传送。

    (7)地址寄存器增1。

    (8)字节计数器减1。

    (9)如字节计数器未减1到0,则转向第3步。

    (10)否则,DMA控制器撤销总线请求信号HOLD,CPU收回总线控制权,传送结束。

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