输入输出系统—概述
输入输出系统的发展概况
早期
分散连接
CPU与I/O设备串行工作（程序查询方式）
接口模块和DMA阶段
总线连接（地址线，数据线，控制线）
CPU与I/O设备并行工作（中断方式，DMA方式）
具有通道结构的阶段
具有I/O处理机阶段
输入输出系统的组成
I/O软件
- I/O指令
| 操作码 | 命令码 | 设备码 |
|---|---|---|
| 表明是I/O指令 | CPU指令的一部分 | I/O地址/寄存器地址 |
- 通道指令
首地址 | 传送字数| 操作命令
-------- | ----- | -----
I/O硬件
设备 —I/O接口
设备—设备控制器—通道
I/O设备与主机的联系方式
I/O设备编址方式
统一编制
占用相应的存储器地址空间，即存储器与I/O端口公用统一的地址空间
优点：
不用专门的I/O指令，只要相应的对于存储器数据进行操作的指令就可以进行相应的I/O端口的操作，程序设计灵活；
外设数量不受限制
缺点：占用内存空间的一部分，影响系统内存的容量
独立编制
I/O端口地址空间与存储器地址空间分开
优点：
外部设备比较少，地址码长度比较短；
由于I/O端口地址与储器地址分开，程序比较清晰；
控制结构相对独立，可以分开设计设备
缺点：
需要专用的I/O指令，程序设计灵活性差
设别选择
用设备选择电路识别是否被选中
传送方式
- 串行
- 并行
联络方式
-
立即响应
-
异步工作采用应答信号
-
同步工作采用同步时标
I/O设备与主机的连接方式
辐射式连接
每台设备配有相应的一套控制线路和一组信号线
不便于增删设备
总线连接
应用到接口（可以保存数据或者是更改数据的应用）
便于增删设备，可移植性强
I/O设别与主机信息传送的控制方式
程序查询方式
程序中断方式
特点：
没有踏步等待现象，等待现行程序
中断现场，保存程序断点，恢复现场，恢复程序断点花费时间
CPU与I/O设备并行工作
DMA方式
- 主存与I/O设备有一条直接数据通道
- 不中断现行程序
- 周期挪用（周期窃取）
特点：在一个存取周期中，CPU不能占用总线，但是可以进行运行
三种方式的CPU工作效率比较
程序查询方式
程序中断方式
DMA方式
总结
I/O系统越来越独立