軟件設計師筆記之輸入輸出系統
輸入/輸出系統
I/O系統在CPU、存儲器和各種外部設備之間負責協調和控制數據的輸入/輸出。
I/O系統控制器基本結構：
數據寄存器：
狀態寄存器：
控制寄存器：
控制電路：
外設接口控制：
I/O系統的工作方式：
程序控制：CPU完全控制，CPU必須時時查詢I/O設備的狀態；
程序中斷：I/O設備以中斷方式通知CPU，定期查詢狀態
DMA方式：CPU只在數據傳輸前和完成后才介入
I/O系統的發展主要階段：
數據通信：CPU直接控制外設；
程序控制：CPU不關心外設的具體細節，I/O增加了數據交換的功能；
中斷方式：中斷機制減少了CPU的等待時間，
DMA方式：暫停、周期竊取、共享方式
輸入輸出通道：專門的處理器控制I/O功能；
輸入輸出處理機：不僅擁有處理器，還有本地存儲器
根據外部設備和I/O系統交換數據方式，設備接口可分為串行和并行接口。
常見的磁盤設備接口有：總線、DMA、通道、SCSI、并行口、RS232C、USB、IEEE1394
SCSI接口：并行接口；系統級的設備接口
P1394接口：高速串行總線，數據傳輸率高，價格低容易實現
I/O設備的類型和特性：
鍵盤：標準101鍵，主要作為字符、數字和漢字的輸入
鼠標：坐標定位部件，有機械式、光電式和混合式三種。
顯示器：輸出設備，輸出圖象和字符，性能參數是分辨率和灰度級
打印機：輸出設備，分擊打式和非擊打式打印機
掃描儀：圖象輸入設備，掃描圖象或文本成數字圖片，然后輸入計算機處理
攝像頭：圖象輸入設備圖象數字化后存入到磁盤。
例題：
為了快速傳送大量數據，微型計算機中采用存儲器直接訪問技術，簡稱DMA。用DMA方式傳送時，在存儲器和A之間直接建立高速傳輸數據的通路，不需要B的干預。利用DMA方式傳送數據時，數據的傳送過程完全由成為DMA控制器的硬件控制。DMA控制器具有如下功能：
1) 向CPU申請C傳送。
2) 在CPU允許DMA工作時，處理總線控制的傳交。
3) 在DMA期間管理D，控制數據傳送。
4) 確定數據傳送的起始地址和E ，并在傳送過程中不斷修正。
5) 數據傳送結束時，給出表示DMA操作完成的信號。
A~E： ①控制臺 ②硬件 ③外部設備 ④數據長度
⑤CPU ⑥存儲器 ⑦DMA ⑧系統總線
⑨數據方向 ⑩傳輸速率
[分析]
DMA（Direct Memory Access，直接存儲器訪問）是一種不需要CPU干預，在存儲器和外部設備之間直接通過系統總線高速傳輸數據的方法。DMA方法使用DMA控制器DMAC來控制和管理數據傳輸。
[答案]
A：③ B：⑤ C：⑦ D：⑧ E：④
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