第三部分 第八章 输入输出系統-【教学与检测】中职专业课 计算机专业综合（下）

教学与检测·计算机应用专业综合·下 第八章 输入/输出系统 #h0d# 学习日标 内容 了解 理解 掌握 外部设备的信息交换方式特点 程序中断的概念及其工作过程 DMA的概念及基工作过程 / _ 通道的概念及其工作过程 知i识梳理 1. 外设的信息交换方式 这种方式是指数据在主机和外设之间传送的控制方式,一般可分为程序查询、程序中断。 直接存储器存储方式、通道方式、外围处理机方式。 2. 程序查询方式 这种方式是在程序控制下实现CPU与外设之间数据传送的方式,是纯软件方式。 只能 进行串行工作,效率低,但简单、经济、较容易实现。 3. 程序中断方式 这是一种最常用的I/0方式。在这种方式中,CPU不必查询外设状态,而是当外设准备 好时,外设通过I/O接口的中断请求线路向CPU发出中断申请,CPU暂停原执行的程序而转 向为该外设服务子程序,等处理完后返回继续执行原来的程序。 4. 中断方式的优缺点 CPU与外设并行工作,CPU无须等待慢速外设,效率高,在执行中断服务程序是还需要 占用CPU。 5. 中断的特点 其特点是随机性和程序切换性。 6. 中断的作用 其作用是实现实时处理,提高CPU与外设的并行性,提高机器的可靠性 7.中断分类 (1)硬中断 硬中断是来自CPU外部的中断请求而引起的中断,硬中断又称为外中断 根据外部中断请求线发出中断请求,分为非屏蔽中断(NMI)和可屏蔽中断(INTR)。 非屏蔽中断(NMI):电源故障、内存或1/O总线的奇偶错等事件的中断。 可屏蔽中断(INTR):一般有键盘、串行通信口、硬盘和打印机等。 (2)软中断 软中断是由执行指令而引起的中断,又称为内部中断。软中断都是非屏蔽性的,通常有三 种情况引起中断。 ①中断指令引起的中断:如CPU执行INTn指令后。 第八章 输入/输出系统 ②处理程序性错误的中断:如CPU在执行程序时,若发现一些运算的错误 ③为调试程序设置的中断:如标志寄存器单步标志位T一1。 8. 中断的处理过程 该过程包括中断请求、中断响应、中断处理和中断返回。 9. 多重中断 多重中断是指在处理某一中断过程中又有中断优先级别更高的中断请求,于是中断原中 断服务程序的执行,而又去执行新的中断处理。这种多重中断又被称为中断嵌套。 特点: (1)有相当数量的中断源。 (2)每个中断被分配给一个优先级别。 (3)优先级别高者可打断优先级别低的中断服务程序。 10.DMA方式 (1)DMA方式又称直接存储器存取(DirectMemoryAccess)方式,是指直接依靠硬件在 主存和I.O设备之间传送数据,传送期间不需要CPU程序干预。 (2)DMA的特点:具有随机性、具有更高的并行性、传送速度快、传送操作简单。 (3)DMA应用:用于磁盘等高速外存的数据块传送、用于高速通信设备的数据帧传送、用 于高速数据采集。 11.通道方式 (1)通道方式是一种通过执行通道程序管理D0操作的控制器,它使主机与I/O操作之 间达到更高的并行程序。它的执行任务是管理实现输入/输出操作,提供一种传送通道,即称 为通道。 (2)通道的特点有:是在DMA方式的基础上发展形成的;具有DMA功能;采用两类总线 的系统结构;整个系统分为两级管理。 (3)通道的功能是执行通道指令,组织外围设备和内存进行数据传输,按I/O指令要求启 动外围设备,向CPU报告中断。 (4)通道的类型有:选择通道、字节多路通道和数组多路通道。 第一节 外设的信息交换方式 } 堂练习。 一、单项选择题 1. 下列选项中,不是CPU与外设数据传送方式之一的是( )。 A. 程序的查询方式 B.中断方式 C.Cache D. DMA方式 2. 直接访问内存方式的英文简称为 ) A.PPU B.CAM C.DAM D. DMA 3. 通道是一种具有特殊的功能的处理器,某些应用中称为输入/输出处理器方式简称为 )。 A.1OP B. DMA C. PPU D. CPU )。 4. 下列数据传送方式中,不需要CPU干预的是 A.程序查询方式 B. 中断方式 C. 程序控制方式 D. DMA方式 教学与检测·计算机应用专业综合·下 5. 下列几种传送方式中,主要由程序实现是 ). A.DMA方式 B.中断方式 C. 通道方式 D. 外围处理机方式 二、判断题 1. 程序查询方式中,无论外设是否准备好,CPU均处于等待查询状态。 ___ 2. 程序查询方式中,主要以编制程序为主,较容易实现 3. 直接内存访问方式是一种完全由硬件执行1/0交换的工作方式。 ( _ 4. 通道方式和PPU方式大都用在中、大型计算机系统中 5. 在数据传送方式中,主要由附加硬件实现的有DMA方式、通道方式和PPU方式。 1. _~. 三、填空题 1. 主机与外部设备之间的五种