概述

输入输出系统的发展概括

1. 早起阶段：计算机少、I/0设备少，采用分散连接，CPU和I/0设备串行工作，使用程序查询方式
2. 接口模块和DMA阶段：总线连接，CPU和I/0设备并行工作，使用中断方式和DMA方式
3. 具有通道结构的阶段
4. 具有I/0处理机的阶段

输入输出系统的组成

I/0软件

I/0指令

I/0指令是CPU指令的一部分，分为操作码（指明进行I/0操作）、命令码（I/0执行什么命令，比如查找、输入、输出）、设备码（I/0设备编码）

通道指令

通道自身的指令，通道是小型的DMA，能够实现I/0设备和主机进行通信，

I/0硬件

• 设备+I/0接口
• 设备+设备控制器+通道

I/0设备与主机的联系方式

I/0设备编址方式

1. 统一编址：用取数、存数指令（使用内存地址进行编址）
2. 不统一遍址：有专门的I/0指令

设备地址

用设备选择电路识别是否被选中

传送方式

1. 串行
2. 并行

联络方式

1. 立即响应
2. 异步工作采用应答信号（并行和串行）
3. 同步工作采用同步时标

I/0设备与主机的连接方式

1. 辐射式连接：分散连接，每台设备都配有一套控制线路和一组信号线，不便于增删设备
2. 总线连接：便于增删设备

I/0设备与主机信息传送的控制方式

程序查询方式

CPU和I/0串行工作，CPU有原地踏步等待现象

程序中断方式

I/0工作分为自身准备（CPU不查询）与主机交换信息（CPU暂停现行程序，没有踏步等待现象）

DMA方式

1. 主存和I/0之前有一条直接数据通道
2. 不中断现行程序
3. 周期挪用（周期窃取，存取周期内CPU让出总线，使得DMA控制器和主存可以传输数据，周期完成，返回总线控制权）

I/0设备

概述

包括设备控制器和机、电、磁、光部分。设备通过I/0接口和主机通信，主机通过I/0接口进行设备控制

可以大致分为三类：

1. 人机交互设备（键盘、鼠标、打印机、显示器）
2. 计算机信息存储设备（磁盘、光盘、磁带）
3. 机-机通信设备（调制解调器等）

输入设备

1. 键盘
2. 鼠标
3. 触摸屏
4. 其他

输出设备

1. 显示器（字符显示、图形显示、图像显示）
2. 打印机（分为击打式、非击打式）

其他

1. A/D、D/A： 模拟/数字 数字/模拟 转换器
2. 终端：由键盘和显示器组成
3. 汉字处理

多媒体设备

...

I/0接口

概述

为什么要设置接口

1. 实现设备的选择
2. 实现数据缓冲达到速度匹配
3. 实现数据串-并格式转换
4. 实现电平转换
5. 传送控制命令
6. 反映设备的状态（忙、就绪、中断请求）

接口的功能和组成

1. 选址功能（功能）- 设备选择电路（组成）
2. 传送命令的功能（功能）- 命令寄存器、命令译码器（组成）
3. 传送数据的功能（功能）- 数据缓冲寄存器（组成）
4. 反映设备状态的功能（功能）- 设备状态标记 I/0接口的基本组成可以如下图所示

接口类型

1. 按数据传送方式分类
2. 按功能的选择的灵活性分类
3. 按通用型分类
4. 按数据传送的控制方式分类