1.5  输入/输出系统

　　I/O系统在CPU、存储器和各种外部设备之间负责协调和控制数据的输入/输出。

　　I/O系统控制器基本结构：

　　数据寄存器：

　　状态寄存器：

　　控制寄存器：

　　控制电路：

　　外设接口控制：

　　I/O系统的工作方式：

　　程序控制：CPU完全控制，CPU必须时时查询I/O设备的状态；

　　程序中断：I/O设备以中断方式通知CPU，定期查询状态

　　DMA方式：CPU只在数据传输前和完成后才介入

　　I/O系统的发展主要阶段：

　　数据通信：CPU直接控制外设；

　　程序控制：CPU不关心外设的具体细节，I/O增加了数据交换的功能；

　　中断方式：中断机制减少了CPU的等待时间，

　　DMA方式：暂停、周期窃取、共享方式

　　输入输出通道：专门的处理器控制I/O功能；

　　输入输出处理机：不仅拥有处理器，还有本地存储器

　　根据外部设备和I/O系统交换数据方式，设备接口可分为串行和并行接口。

　　常见的磁盘设备接口有：总线、DMA、通道、SCSI、并行口、RS232C、USB、IEEE1394

　　SCSI接口：并行接口；系统级的设备接口

　　P1394接口：高速串行总线，数据传输率高，价格低容易实现

　　I/O设备的类型和特性：

　　键盘：标准101键，主要作为字符、数字和汉字的输入

　　鼠标：坐标定位部件，有机械式、光电式和混合式三种。

　　显示器：输出设备，输出图象和字符，性能参数是分辨率和灰度级

　　打印机：输出设备，分击打式和非击打式打印机

　　扫描仪：图象输入设备，扫描图象或文本成数字图片，然后输入计算机处理

　　摄像头：图象输入设备图象数字化后存入到磁盘。

　　例题：

　　为了快速传送大量数据，微型计算机中采用存储器直接访问技术，简称DMA。用DMA方式传送时，在存储器和A之间直接建立高速传输数据的通路，不需要B的干预。利用DMA方式传送数据时，数据的传送过程完全由成为DMA控制器的硬件控制。DMA控制器具有如下功能：

　　1) 向CPU申请C传送。

　　2) 在CPU允许DMA工作时，处理总线控制的传交。

　　3) 在DMA期间管理D，控制数据传送。

　　4) 确定数据传送的起始地址和E ，并在传送过程中不断修正。

　　5) 数据传送结束时，给出表示DMA操作完成的信号。

　　A~E： ①控制台 ②硬件 ③外部设备 ④数据长度

　　⑤CPU ⑥存储器 ⑦DMA ⑧系统总线

　　⑨数据方向 ⑩传输速率

　　[分析]

　　DMA（Direct Memory Access，直接存储器访问）是一种不需要CPU干预，在存储器和外部设备之间直接通过系统总线高速传输数据的方法。DMA方法使用DMA控制器DMAC来控制和管理数据传输。

　　[答案]

　　A：③ B：⑤ C：⑦ D：⑧ E：④