03-输入与输出方式

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1、Ch03-输入和输出方式ComputerPrinciple输入和输出方式天津工业大学计算机学院丁刚teacherding@126.com1Ch04-输入和输出方式章节内容输入输出概述CPU与外设数据传送的方式21-输入和输出概述接口作用外部设备为什么一定要通过接口电路与主机相连？存储器用来保存信息，传送方式单一（字/字节），品种有限（只读/可读写），存储速度与CPU相匹配外设功能多样（输入/输出，模拟/数字，串行/并行）同一时刻CPU只能与一个外设交换信息外设速度低，接口用来缓冲和联络转换方式，缓冲/锁存数据31-输入和输出概述

2、端口与接口I/O端口～接口中的寄存器，每个端口有一个端口地址。（数据、状态、控制）I/O接口～将外设连接到总线上的一组逻辑电路的总称，实现外设与主机之间的信息交换。41-输入和输出概述端口与接口输入/输出中用到的地址是端口地址一个双向工作的接口芯片通常有4个端口：数据输入、数据输出、状态、控制端口。节省地址空间：数据输入/输出端口对应一个端口地址，状态/控制端口对应一个端口地址。51-输入和输出概述端口编址方式~统一内存和端口地址统一编址指令及控制信号统一内存地址资源减少内存地址960KBI/O地址64KB00000HF0000

3、HFFFFFH61-输入和输出概述端口编址方式~统一特点：把外设端口看作存储器的一个单元，占有一个存储器地址。从外设输入数据，看作存储器读操作；向外设输出数据，看作存储器写操作；优点：内存和外设地址由一个译码器解决，不需专门I/O指令,全部存储器指令可用，指令多，使用方便；缺点：占用内存空间，寻址的地址字节增加，增加了指令的执行时间。71-输入和输出概述端口编址方式~独立内存和端口地址独立编址内存地址资源充分利用用于端口的指令较少内存地址I/O地址00000HFFFFFHFFFFH0000H81-输入和输出概述端口编址方式~独立

4、特点：Pentium微处理器采用独立编址方式CPU有专门I/O指令，用地址区分不同的外设8086用一个字节寻址，可寻址256个端口；用DX间接寻址外设时，端口地址是16位的，可寻址64K个端口地址91-输入和输出概述端口编址方式在80X86CPU构成的系统中：内存地址可用于接口，即统一编址方式；接口地址不能作为内存地址使用，但可作为外存使用，用于存放数据或程序，用的时候先读到内存中然后再用。101-输入和输出概述端口编址方式Ex:80X86采用独立I/O方式编址时，I/O地址与存储器地址一样由段基址和偏移地址两部分组成……………

5、…（）×分析：采用独立I/O方式编址时，I/O地址是线性地址采用存储器映象方式编址，I/O地址是二维的，由段基址和偏移地址两部分组成。111-输入和输出概述接口的构成CPUI/O接口外设数据端口地址控制数据状态控制122-CPU与外设数据传送的方式接口信息数据信息状态信息控制信息132-CPU与外设数据传送的方式接口信息~数据数字量——读入或写出的二进制数据或ASCII码数据，8位模拟量——如现场控制信号：温度等经过传感器转换为电量，并经放大得到模拟电压或电流（A/D，D/A）开关量——1位二进制表示两种状态142-CPU与外设

6、数据传送的方式接口信息~状态.控制状态信息——输入设备：READY表示输入信息就绪；输出设备：BUSY表示输出设备空闲控制信息——CPU通过接口传送给外设，CPU通过发送控制信息控制外设工作152-CPU与外设数据传送的方式传送方式程序方式：（无条件方式和条件查询方式）程序用指令直接实现传送(IN,OUT)中断方式：用于复杂外设的数据传送DMA方式：外设和CPU直接传输162-CPU与外设数据传送的方式程序方式~无条件适用于总是处于准备好状态的外设优点：软件及接口硬件简单，IN/OUT缺点：只适用于简单外设，适应范围较窄一般只需

7、一个数据端口外部设备的各种动作时间是已知的、固定的172-CPU与外设数据传送的方式程序方式~条件查询适用于：外设并不总是准备好，对传送速率和效率要求不高的场合对外设及接口的要求：外设应提供设备状态信息，接口应具备状态端口优点：软件比较简单缺点：CPU效率低，数据传送实时性差，速度较慢不同的外设的状态信息可以使用同一个端口的不同位来表示182-CPU与外设数据传送的方式中断方式CPU执行程序时，由于发生了某种随机的事件(外部或内部)，引起CPU暂时中断正在运行的程序，转去执行一段特殊的服务程序（称为中断服务程序或中断处理程序），

8、以处理该事件，该事件处理完后又返回被中断的程序继续执行，这一过程称为中断。192-CPU与外设数据传送的方式中断方式引入中断的原因：提高数据传输率，匹配高速内存和低速外设；避免了CPU不断检测外设状态的过程，提高了CPU的利用率；实现对特殊事件的实时响应。202