高级计算机系统结构-第三章-输入输出系统(I/O系统0

知识要点

1、中断系统中软硬件功能的分配

2、总线控制方式(重点)

3、中断的分类和分级。中断屏蔽位、中断处理时序图。(重点)

4、通道的分类、通道流量的计算(重点)

中断方式:在需要I/O服务时才中断CPU的现行工作,转去执行I/O服务。

           硬件和软件:1.接口电路和中断逻辑   2.中断处理程序

DMA:直接依靠硬件在主存与I/O设备间进行直接的数据传递,在传递期不需要CPU干预。

            硬件和软件:1.硬件DMA控制器 2.软件,指CPU对DMAC的初始化程序以及对DMA传送的结束处理程序

总线类型:

1、单总线:仅一组总线,所有部件都由它来完成信息交换,结构简单,利用率高,未能照顾CPU访存需要。

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2 双总线: 在单总线的基础上增加一组CPU与存贮器间的总线,要求存贮器时多种结构。

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3、三总线:在双总线的基础上增加一组存贮器到高速I/O的总线,要求存贮器时多体结构,

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总线控制方式(重点)

集中控制:总线控制逻辑基本上集中放在一起的裁决控制机构。

分布控制:总线控制逻辑分散于连到总线的各个部件中时,称为分布控制。

 

中断系统

分类

1)故障中断(指设备故障,如线路、电源掉电等)

2)访管中断(计算机的运行有两种状态,执行用户的目标程序状态称为目态。执行管理程序状态称为管态)

3)I/O中断(外设引起)

4)程序性中断:在运行程序过程中产生了某种非法事件,如溢出,越界等,这是用户不愿意看到的属于强制中断。

5)外中断:指来自本计算机之外的中断源,如定时器,外部信号中断等。

分级:(根据中断的性质,紧迫性,重要性等分)

1)第一级:级别最高,故障中断

2)第二级:访管和程序性中断

3)第三级:外中断

4)第四级:I/O中断

屏蔽位:?

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重点:中断响应处理时空图的绘制 CH3-2

通道的分类以及通道流量的计算

通道的分类:

字节多路通道:外设与CH接通后,每次要交换一个字节,以字节交叉方式传递数据。适用于连接管理多台慢速设备,如键盘、打印机等,可并行工作。

选择通道:外设与通道接通后,每次要交换一个数据块,不能并行工作。适用于快速I/O设备,如高速磁盘等。

数组多路通道:具有成组交叉传递数据的功能,可并行工作。如一个设备使用通道时,其它设备(部件)仍可执行机电性操作,如寻址等。

 

流量计算:

字节多路是和,选择通道和数组多路通道时最大的通道用来求整个通道的流量。

具有N个可并行工作的CH系统流量

1)具有N个字节多路通道的通道系统 为各CH流量之和

2)具有N个选择/数组多路CH系统也为各CH流量之和,但最内层为最大的那个通道

CH流量计算和时空图绘制 CH3-2