计算机系统结构(李学干)第3章课件.ppt

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输入输出系统包括输入输出设备、设备控制器及与输入输出操作有关的软硬件。
输入输出系统的主要功能是对指定的外设进行输入、输出操作,同时也完成许多其他的管理和控制。它包括:给指定外设的信息编址,连接好主存与指定外设之间的信息通路,完成在指定外设编址区和由操作系统指定的主存空间之间进行所要求的信息传送(输入时是将外设编址区域的信息送入主存,输出时是将主存的信息送往外设编址区)。有的输入输出系统还能对要传送的信息进行格式变换,形成和产生有关输入输出操作是否完成或在执行过程中是否有错的状态控制信息,经中断系统传送给操作系统去分析和处理。
输入输出系统的发展经历了3个阶段,对应于3种方式,即程序控制输入输出(包括全软的、程序查询状态驱动的、中断驱动的几种)、直接存贮器访问(DMA)和I/O处理机方式。这3种方式可以分别用在不同的计算机系统上,也可以用在同一个计算机系统上作为相互补充。


当采用非专用总线时,由于可能发生多个设备或部件同时申请使用总线,就得有总线控制机构来按照某种优先次序裁决,保证在同一时间内只能有一个高优先级的申请者取得对总线的使用权。
如果总线控制逻辑基本上集中放在一起,不论是放在连接到总线的一个部件中,还是放在单独的硬件中,都称为集中式控制。而当总线控制逻辑分散于连到总线的各个部件中时,就称为分布式总线控制。这里只讲集中式总线控制。



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同步通信时,两个部件之间的信息传送是通过定宽、定距的系统时标进行同步的。这种方式的信息传送速率高,受总线的长度影响小,但会因时钟在总线上的时滞而造成同步误差,且时钟线上的干扰信号易引起误同步。
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由于I/O总线一般是为具有不同速度的许多I/O设备所共享,因此宜于采用异步通信。异步通信又可分为单向控制和双向(请求/回答)控制两种。
单向控制指的是通信过程只由目的或源部件中的一个控制。而双向控制是由源和目的双方共同控制。单向控制又有源控制和目的控制两种。