输入输出、总线技术

输入输出技术

cpu控制主存，外设的技术

直接程序控制

cpu直接控制外设，cpu与外设（cpu与主存是总线）

1、分为无条件传送和程序查询方式

2、降低了cpu的效率，无法使cpu与外设并行工作

3、对外面的突发事件无法做出实时响应

程序中断方式

1、利用中断方式完成数据的输入输出

2、CPU接到中断请求信号后，先保存正在执行的程序现场

3、与程序控制方式相比，因为cpu无须等待而提高了效率

DMA

1、在主存与外设（IO设备）之间建立数据通路进行的数据交换处理

2、在DMA的传送过程中无须cpu进行任何干涉

3、DMA传送过程中需要占用系统总线，此时cpu不能使用总线

输入输出处理机（IOP）

1、分担了cPU的 一部分功能，可以实现对外围设备的统一管理，完成外围设备与主存之间的数据传送

2、大大提高了cpu的工作效率，这种效率的提高是以增加更多的硬件为代价的

内存接口编址方式

1、内存与接口地址独立编址方法
内存地址和接口地址是完全独立的两个地址空间，这种编址方法的缺点是用于接口的
指 令太少 、功能太弱 。
2、内存与接口地址统一编址方法
内存地址和接口地址统一在一个公共的地址空间里， 即内存单元和接口共用地 址空间 。优点是原则上用于内存的指令全都可以用于接口，缺点是内存地址不连续

计算机与外设的数据交互方式

1、程序控制（查询）方式： CPU主动查询外设是否完成数据传输， 效率极低

2、程序中断方式： 向CPU发送中断， 等待CPU处理数据， 效率相对较高 。 中断响应时间指的是从发出中断请求到开始进入中断处理程序； 中断处理时间指的是从中断处 理开始到中断处理结束 。中断向量提供中断服务程序的入口地址 。多级中断嵌套，使用堆栈来 保护断点和现场 。

3、DMA方式（直接主存存取）： CPU只需完成必要的初始化等操作，数据传输的整个过程都由 DMA控制器来完成，在主存和外设之间建立直接的数据通路， 效率很高 。在一个总线周期结束后， CPU会响应DMA请求开始读取数据； CPU响应程序中断方式请求是 在一条指令执行结束时 。

总线技术

总线（ Bus） ， 是指计算机设备和设备之间传输信息的公共数据通道 。总线是连 接计算机硬件系统内多种设备的通信线路， 它的一个重要特征是由总线上的所有设备共享， 因此可以将计算机系统内的多种设备连接到总线上 。便于增减外设，同时减少信息传输线的条数

共享：总线的部件相互之间可以进行信息交换

分时：同一时刻仅允许一个部件向总线发送消息，但允许多个部件同时从总线上接收相同的消息

总线分类

串行总线：适合长距离传输，传输较慢，性能不高

并行总线：适合近距离传输

单工：一个方向上传输，不能改变信号的传输方向

半双工：一个可切换方向的单工通信

全双工：双向的传输

1、内部总线： 内部芯片级别的总线， 芯片与处理器之间通信的总线 。
2、系统总线： 是板级总线， 用于计算机内各部分之间的连接， 具体分为
数据总线（并行数据传输位数，双向）
地址总线（系统可管理的内存空间的大小，单向）
控制总线（传 送控制命令） 。代表的有ISA总线 、EISA总线 、PCI总线 。
3、外部总线： 设备一级的总线， 微机和外部设备的总线 。代表的有RS232（串行总 线） 、SCSI（并行总线） 、USB（通用串行总线， 即插即用， 支持热插拔） 。

总线事务

1、突发传输：一个总线周期内，传输多个存储地址的连续数据
2、并行传输：多个数据位同事传输
3、串行传输：：一条物理信道上单位时间顺序逐位传输
4、同步传输：统一时钟控制