计算机组成原理输入输出系统和I/O控制方式PPT

引言在计算机组成原理中，输入输出（I/O）系统是计算机与外部世界进行交互的关键部分。I/O系统负责处理计算机的输入设备（如键盘、鼠标、扫描仪等）和输出设备...

引言在计算机组成原理中，输入输出（I/O）系统是计算机与外部世界进行交互的关键部分。I/O系统负责处理计算机的输入设备（如键盘、鼠标、扫描仪等）和输出设备（如显示器、打印机、音频设备等）之间的数据传输和控制。I/O控制方式是指计算机对输入输出设备的管理和控制方法，它直接影响到计算机系统的性能和效率。I/O系统的基本组成I/O系统主要由以下几部分组成：输入输出设备输入输出设备是计算机与外部世界进行交互的接口。输入设备负责将外部信息转换为计算机能够处理的数字信号，而输出设备则将计算机内部的数字信号转换为外部世界可以理解的信息。输入输出控制器输入输出控制器是I/O设备与主机之间的接口电路，它负责控制I/O设备与主机之间的数据传输。输入输出控制器通常包含一些寄存器，用于暂存数据和控制信息。I/O通道I/O通道是一种特殊的输入输出控制器，它可以独立完成I/O操作，减轻CPU的负担。I/O通道通常具有自己的指令系统和控制逻辑，可以独立地执行I/O操作。I/O端口I/O端口是主机与I/O设备之间进行数据传输的通道。每个I/O设备通常都对应一个或多个I/O端口，用于实现主机与设备之间的数据交换。I/O控制方式I/O控制方式是指计算机对输入输出设备的管理和控制方法。常见的I/O控制方式有以下几种：程序查询方式程序查询方式是最简单的I/O控制方式。在这种方式下，CPU通过不断查询I/O设备的状态寄存器来确定设备是否准备好进行数据传输。如果设备准备好，CPU则执行相应的I/O操作。这种方式下，CPU需要不断轮询设备状态，导致CPU利用率较低。中断驱动方式中断驱动方式是一种基于中断的I/O控制方式。当I/O设备准备好进行数据传输时，它会向CPU发送一个中断请求。CPU在收到中断请求后，会暂停当前任务，转而去处理中断服务程序，完成I/O操作。中断驱动方式可以显著提高CPU的利用率，因为它允许CPU在等待I/O操作完成时执行其他任务。DMA方式DMA（Direct Memory Access）方式是一种直接内存访问的I/O控制方式。在这种方式下，I/O设备可以直接访问内存，而不需要通过CPU进行中转。DMA控制器负责控制数据传输的过程，它会在数据传输完成后向CPU发送一个中断请求。DMA方式可以显著提高数据传输的速度和效率。通道方式通道方式是一种更加独立的I/O控制方式。在这种方式下，I/O设备通过通道与内存进行数据传输，而不需要直接依赖于CPU。通道具有自己的指令系统和控制逻辑，可以独立地执行I/O操作。通道方式可以进一步减轻CPU的负担，提高系统的并行性和吞吐量。结论I/O控制方式是计算机组成原理中的重要内容之一。不同的I/O控制方式具有不同的特点和适用场景。在实际应用中，需要根据具体的需求和场景选择合适的I/O控制方式，以提高计算机系统的性能和效率。随着计算机技术的不断发展，未来还可能出现更加先进和高效的I/O控制方式。