7.1 I/O系统的基本概述

7.1.1 I/O系统的基本概念

• 外部设备

  • 输入设备

  • 输出设备

  • 外存设备

• I/O接口（I/O控制器、设备控制器）：负责协调主机与外部设备之间的数据传输

I/O接口的结构

7.1.2 I/O控制方式

1、程序查询方式

• CPU不断轮询检查I/O控制器中的状态寄存器

• 检测到状态为已完成

• 从数据寄存器取出输入数据

2、程序中断方式

• 等待I/O操作时CPU可以先去执行其他程序

• I/O操作完成后I/O控制器向CPU发出中断请求

• CPU响应中断请求，并取走输入数据

3、DMA方式

DMA接口

主存与高速I/O设备之间通过DMA总线建立一条直接数据通路

• CPU向DMA 接口发出“读/写”命令

  • 指明主存地址、磁盘地址、读写数据量等参数

  • CPU转而执行其他事务

• DMA控制器自动控制磁盘与主存的数据读写

• 每完成一整块数据读写（如1KB为一整块） ，才向CPU发出一次中断请求

4、通道控制方式

将对I/O的控制交由通道来进行

通道控制方式

• CPU向通道发出一个I/O指令

• 通道基于这一指令执行一系列的通道程序

• 通道完成所有一系列的通道程序后才向CPU发出中断请求

7.1.3 I/O系统的基本组成

1、I/O硬件

• 外部设备

• I/O接口

• I/O总线

• ……

2、I/O软件

包括驱动程序、用户程序、管理程序、升级补丁等

通常采用I/O指令和通道指令实现主机和I/O设备的信息交换

• I/O指令

  • 操作码：识别I/O指令

  • 命令码：对I/O进行操作（通过驱动程序指明）

  • 设备码：指明操作的设备

• 通道指令：提前编制好放在主存中