输入输出系统
概述






CPU在原地等待I/O,利用率低



在周期挪用期间,CPU不能访问主存,不能使用总线,但是可以进行缓存中的程序


外部设备




A指模拟信号,D指数字信号(计算机识别数字信号)
I/O接口
概述

接口的功能和组成



接口类型

程序查询方式不需要接口进行控制
程序查询方式
流程


接口电路

先是D为0,B为1,来启动设备,开始数据准备;准备好后,设备工作结束,将D改为1,B改为0,来接收数据。在此过程中 CPU原地踏步等待,不断循环查看。
程序中断方式
中断的概念

I/O中断的产生

程序中断方式的接口电路



紫色为低电平,黄色为高电平
上图中INTR2有请求,通过与非门和非门屏蔽了优先级比他低的请求,最终只有INTP2是高电平,由此筛选出了中断请求优先级最高的中断源。


I/O中断处理过程

中断服务程序流程



DMA方式
DMA方式的特点




DMA接口的功能和组成


DMA的工作过程






越靠近CPU,DMA接口的优先级越高


由于DMA方式是内存和外设之间直接进行数据交换,通常连接高速设备,所以DMA方式在I/O和内存进行数据传输的模式下优先级更高。
DMA接口的类型


多路型允许多个设备同时准备,同时进行缓冲,但是每次只能处理一个请求。

(本题中假设每个DMA请求处理时间为5微秒,磁盘的DMA请求时间间隔为30微秒,磁带为45微秒,打印机为150微秒)
速度越快的优先级越高,所以磁盘和磁带同时出现时,选择处理磁盘。
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