第三节主机和外部设备的信息交换课件.ppt

1、节主机和外部设备的信息交换节主机和外部设备的信息交换主机和外设的连接方式主机和外设的连接方式.辐射式辐射式主机主机早期：不易扩展早期：不易扩展主机主机接口接口接口接口I/OI/OI/OI/OI/OI/O现在：便于扩展现在：便于扩展.总线式总线式 主机主机 接口接口 接口接口 便于扩展便于扩展总线总线.通道式通道式 主机主机 通道通道 通道通道并行能力并行能力提高提高 信息交换控制方式信息交换控制方式.直接程序传送方式直接程序传送方式用指令编程实现信息传送。用指令编程实现信息传送。（程序查询）（程序查询）（）外设状态（）外设状态空闲空闲工作工作结束结束启动启动完成一次完成一次工作工作调用完调用完

2、再请求再请求空闲：调用前，空闲：调用前，设备不工作；设备不工作；结束：调用后，结束：调用后，设备完成工作。设备完成工作。在接口中设在接口中设置状态字表置状态字表示这些状态。示这些状态。（）查询流程（）查询流程 启动外设启动外设外设工作完成？外设工作完成？入出操作入出操作（）优缺点（）优缺点硬件开销小；硬件开销小；实时处理能力差实时处理能力差,并行程度低。并行程度低。（）应用场合（）应用场合对效率要求不高的场合，对效率要求不高的场合，或诊断、或诊断、调试过程。调试过程。（）立即传送方式不关心外设的状态，程序需要输入输出时直接使用指令对指定外设进行输入输出。（）程序查询方式主机与外设间传送数据时，

3、工作在一种“查询等待”状态，直到外设准备好才执行一次操作。.中断方式中断方式查询：查询：（）中断的引入（）中断的引入程序程序并行操作并行操作主机主机外设外设空闲空闲启动启动等待等待工作工作程序程序交换数据交换数据中断：中断：主机主机程序程序外设外设空闲空闲启动启动工作工作程序程序请求请求中断程序中断程序交换数据交换数据程序程序（）中断定义（）中断定义 开中断开中断一条指令结束一条指令结束时有中断请求？时有中断请求？继续原程序继续原程序（）中断流程（）中断流程内设置允许中断标志内设置允许中断标志暂时中止现行程序的执行，转去执行为某个暂时中止现行程序的执行，转去执行为某个随机事态服务的中断处理程序

4、。处理完毕后随机事态服务的中断处理程序。处理完毕后自动恢复原程序的执行。自动恢复原程序的执行。允许响应中断允许响应中断（开中断）（开中断）不允许响应中断不允许响应中断（关中断）（关中断）启动外设启动外设执行中断执行中断服务程序服务程序继续原程序继续原程序响应响应返回返回（）程序安排（）程序安排例系列机例系列机允许中断触发器允许中断触发器 关中断关中断 开中断开中断 ；请求请求 开中断开中断 设备码；设备码；启动设备启动设备响应响应返回返回 ；请求请求关中断，初始化关中断，初始化 启动；启动；启动设备启动设备响应响应返回返回例系列机例系列机允许中断位允许中断位 关中断关中断 开中断开中断 ；开中

5、断开中断（）硬件设置（）硬件设置响应响应逻辑逻辑禁止允许设备请求禁止允许设备请求设备工作完成设备工作完成（）应用场合（）应用场合用于中、低速操作或处理复杂随机事态。用于中、低速操作或处理复杂随机事态。判优判优逻辑逻辑请求请求逻辑逻辑屏蔽屏蔽逻辑逻辑非屏蔽非屏蔽送屏蔽字送屏蔽字(动态改变设备优先级动态改变设备优先级)设备提出请求设备提出请求判别设备优先级判别设备优先级响应请求，并转相应服响应请求，并转相应服务程序入口务程序入口接口接口注意区分对请求的屏蔽和对请求的响应。注意区分对请求的屏蔽和对请求的响应。送屏蔽字送屏蔽字开关中断开关中断.直接存储器存取直接存储器存取()()方式方式（）定义（）定

6、义控制器接控制器接直接依靠硬件实现主存与间的数据传送，直接依靠硬件实现主存与间的数据传送，传送期间不需程序干预。传送期间不需程序干预。)与主存，而不是与或与主机。与主存，而不是与或与主机。)早期由控制传送；早期由控制传送；现在由控制器控制传送，现在由控制器控制传送，管总线权，管总线权，传送完毕再交还总线权。传送完毕再交还总线权。)传送期间只要不访存，可并行操作。传送期间只要不访存，可并行操作。)传送前和传送后需要程序干预。传送前和传送后需要程序干预。（）硬件设置（）硬件设置 操作类型操作类型 地址计数地址计数控制传送方向控制传送方向控制器控制器接口接口提供主存地址提供主存地址 交换量计数交换量

7、计数控制传送次数控制传送次数 请求请求DMADMA中断中断 数据缓冲数据缓冲传递请求传递请求暂存交换数据暂存交换数据 外设寻址外设寻址提供外设地址提供外设地址初始化信息初始化信息（）流程（）流程 启动外设启动外设一个总线周期结一个总线周期结束时有束时有DMADMA请求？请求？继续程序继续程序传送操作类型、主存首址、传送操作类型、主存首址、交换量、外设寻址信息交换量、外设寻址信息一次传送一次传送 地址地址 交换量交换量一条指令结束一条指令结束时有中断请求？时有中断请求？中断处理中断处理交换量交换量=0=0？申请中断申请中断成组方式成组方式单字方式单字方式响应响应主程序实现初始化。主程序实现初始化

8、。三个阶段：三个阶段：程序准备：程序准备：传送：传送：善后处理：善后处理：（）应用场合（）应用场合用于高速、简单、批量数据传送。用于高速、简单、批量数据传送。硬件实现硬件实现。中断处理程序判断传送的正误。中断处理程序判断传送的正误。与中断的相同点：与中断的相同点：能响应随机请求；可并行操作。能响应随机请求；可并行操作。与中断的不同点：与中断的不同点：中断：用程序实现中、低速传送；能处理复杂中断：用程序实现中、低速传送；能处理复杂 一条指令结束时响应请求。一条指令结束时响应请求。事态；事态；：用硬件实现高速、简单传送；一个总线：用硬件实现高速、简单传送；一个总线 周期结束时响应请求。周期结束时响应请求。程序切换程序切换总线权切换总线权切换4.4.通道控制方式通道控制方式通过通道控制多台外设与主存直接交换信息。CPU的操作可以与通道的输入/输出操作并行，而且通道可以同时控制多台外设同时工作，不需CPU干预。因此，可使系统效率得到提高。