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1、输入输出系统的发展概况，共经历4个阶段：早期查询阶段中断接口模块和DMA阶段通道阶段I/O处理机阶段一、输入输出系统的发展阶段CPU和外设分散连接、串行工作、耦合性强，机器速度慢、价格高。1.早期阶段主存CPUI/O设备外设工作在查询模式下。while(busy=1);Do something 具有总线模式，主机通过各种接口连接外设，具有中断或DMA功能。2.接口模块与DMA阶段主机接口I/O设备接口I/O设备接口I/O设备内存设备寻址速度匹配格式转换电平转换具有总线模式，主机通过各种接口连接外设，具有中断或DMA功能。2.接口模块与DMA阶段主机接口I/O设备接口I/O设备接口I/O设备内存
2、设备寻址速度匹配格式转换电平转换多个DMA控制器同时访问主存可能冲突；CPU管理众多DMA控制器，任务繁重。通道是用来负责管理I/O设备以及实现主存与I/O设备之间交换信息的部件，可视为从属于CPU的专用处理器。通道具有专门指令，能独立执行由通道指令编写的输入输出程序。3.通道结构通道是用来负责管理I/O设备以及实现主存与I/O设备之间交换信息的部件，可视为从属于CPU的专用处理器。通道具有专门指令，能独立执行由通道指令编写的输入输出程序。3.通道结构通道并不能完全把CPU解放出来，CPU还要进行诸如码制转换之类的工作。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
3、码制转换、格式处理、数据校验等功能。4.外围处理机查询类比外设外设外设我带大家去摘苹果每一位同学都是一个外设，负责摘苹果；我是CPU，负责鉴别苹果甜不甜。在查询模式下，我需要不断轮流问每一位同学“摘完了吗”，导致我不能做自己的事情！CPU狠难过中断类比外设外设外设在中断模式下，我不需要轮询了。每位同学摘到苹果会主动来找我，可大幅节省我的时间。但是同学数量很多，而且我需要亲自把苹果运到车上，仍会占用我较多时间。CPU一定程度解放出来了DMA类比外设外设外设DMA在DMA模式下，我把苹果传送的任务交给班长，CPU被进一步解放。但是班长还有很多，我希望能承担更少的任务。班长负责苹果传送我只需要面对班
4、长一人通道类比外设外设DMA通道在通道模式下，我让级队长负责所有苹果传送事宜，因此可更专心于自身工作，但是，如果传来的苹果有虫子（数据校验错），我还得亲自负责。级队长负责管理班长我只需要面对级队长一人班长负责管理同学外围处理机类比外设外设外围处理机DMA在外围处理机模式下，CPU被彻底解放学生会主席负责全部传送和校验我可以专心鉴别苹果啦班长负责管理同学1.按数据传送方式并行接口：intel8255串行接口：intel82512.按功能选择的灵活性分类可编程接口：intel8255、intel8251不可编程接口：intel8212二、接口类型可编程接口能够通过设置内部的控制字，更改接口的工作模
5、式。3.按通用性分类通用接口：intel8255、intel8251专用接口：intel8279、intel82754.按数据传送的控制方式分类中断接口：intel8259DMA接口：intel8257二、接口类型专用接口的功能固定，只能做一件事1.查询方式CPU和I/O串行工作，I/O工作时CPU原地踏步三、程序查询方式的基本特点从I/O接口中读一个字到CPU从CPU向主存写入一个字CPU读I/O状态检查状态完成否未准备就绪是出错已准备就绪否CPU和内存无法并行工作程序查询流程2.程序查询流程检查状态标记交换数据准备就绪?是否测试指令转移指令传送指令单个设备检查状态标记1 设备1准备就绪？检查状态标记N设备N准备就绪？处理设备1是否否处理设备N是多个设备多个设备轮询查询模式三要素3.程序查询方式传送数据块设置主存缓冲区首址设置计数值启动外设传送一个数据修改主存地址修改计数值结束I/O传送准备好？传送完？未完是完否传送一个数据块CPU端4.程序查询方式的接口电路设备选择电路DBRQQ&数据线准备就绪启动命令地址线SEL输入数据启动设备设备工作结束DB启动设备之后，设备开始准备数据，此时CPU不断检查D的值，直到其变为真，才会去取数据，期间CPU无法做其他事。