★ I/O设备的控制 ￥ 斗 ★★ ⊙1.程序直接控制方式 ⊙当用户进程需要从外围设备输入数据时,它通过cPU发出启 动设备准备数据的启动命令(通常是把一个启动位为1的控制 字写入设备的控制寄存器中),然后,用户进程进入测试等 待状态。在等待时间,CPU不断地用一条测试指令检查设备 的状态寄存器是否为完成状态(通常是检测状态寄存器的完 成位是否为1),而外围设备只有将输入数据送入数据缓冲寄 存器之后,才将该寄存器置为完成状态。当CPU检测到设备 的状态寄存器为完成状态,则从设备的数据缓冲寄存器读取 数据到内存或CPU 委用户进程需要向输出设备输出数据时,也必须同样发出启动 命令和等待设备准备好之后才能输出数据
21 I/O设备的控制 1．程序直接控制方式 当用户进程需要从外围设备输入数据时，它通过CPU发出启 动设备准备数据的启动命令(通常是把一个启动位为1的控制 字写入设备的控制寄存器中），然后，用户进程进入测试等 待状态。在等待时间，CPU不断地用一条测试指令检查设备 的状态寄存器是否为完成状态（通常是检测状态寄存器的完 成位是否为1），而外围设备只有将输入数据送入数据缓冲寄 存器之后，才将该寄存器置为完成状态。当CPU检测到设备 的状态寄存器为完成状态，则从设备的数据缓冲寄存器读取 数据到内存或CPU 用户进程需要向输出设备输出数据时，也必须同样发出启动 命令和等待设备准备好之后才能输出数据
★ I/O设备的控制 ￥ 斗 ★★ ⊙1.程序直接控制方式 ⊙程序直接控制方式的优点是cPU和外设的操作能通过状态信 息得到同步,而且硬件结构比较简单;其缺点是CPU效率较 低,传输完全在CPU控制下完成,对外部出现的异常事件无 实时响应能力 ⊙程序直接控制方式只适用于那些cPU执行速度较慢,而且外 围设备较少的系统,如单片机系统
22 I/O设备的控制 1．程序直接控制方式 程序直接控制方式的优点是CPU 和外设的操作能通过状态信 息得到同步，而且硬件结构比较简单；其缺点是CPU 效率较 低，传输完全在CPU控制下完成，对外部出现的异常事件无 实时响应能力 程序直接控制方式只适用于那些CPU执行速度较慢，而且外 围设备较少的系统，如单片机系统
★ I/O设备的控制 ￥ 斗 ★★ ⊙2.中断控制方式 ⊙中断是一种在发生了一个异常事件时,调用相应处理程序通 常称为中断服务程序进行服务的过程 ⊙中断源一旦需要CPU为其服务时,就向cPU发出请求,cPU 一般在当前指令执行完,且状态为允许中断的情况下响应该 请求。并由硬件自动关中断(防止在保留断点和程序转移过 程中又有新的中断请求发生)、保留断点、转到相应的中断 服务程序入口处。然后执行中断服务程序,由软件完成中断 服务。中断服务程序结束,执行返回指令返回断点,继续执 行原程序
23 I/O设备的控制 2．中断控制方式 中断是一种在发生了一个异常事件时，调用相应处理程序(通 常称为中断服务程序)进行服务的过程 中断源一旦需要CPU为其服务时，就向CPU发出请求，CPU 一般在当前指令执行完，且状态为允许中断的情况下响应该 请求。并由硬件自动关中断（防止在保留断点和程序转移过 程中又有新的中断请求发生）、保留断点、转到相应的中断 服务程序入口处。然后执行中断服务程序，由软件完成中断 服务。中断服务程序结束，执行返回指令返回断点，继续执 行原程序
★ I/O设备的控制 ￥ 斗 ★★ ⊙2.中断控制方式 CPU 接口 外设 如要采用中断方 IR 式进行数据传送请求中断判NTA 中断请求② 则相应CPU及接需存优电路 触发器 完成 口就应具备中断 器 接口 机构 中断控制 WE 1 中断屏蔽 允许 RD 触发器 寄存 器数据寄 命令香存/ 启动 存器 数据 数据缓存+数据 地址地址 存器 地址译码
24 I/O设备的控制 2．中断控制方式 如要采用中断方 式进行数据传送， 则相应CPU及接 口就应具备中断 机构 ① ② ③ ④ ⑤ CPU IR INTA WE RD 接口 外设 完成 启动 数据缓存 数据 地址译码 命令寄存器 中断屏蔽 触发器 中断请求 触发器 数据寄 存器 地址寄 存器 数据 地址 中断判 优电路 中断 请求 寄存 器 中断 允许 寄存 器 接口 控制
★ I/O设备的控制 ￥ 斗 ★★ ⊙2.中断控制方式 ⊙中断控制方式的优点: cPU与外设在大部分时间內并行工作,提高了计算机的效率 具有实时响应能力,可适用于实时控制场合 及时处理异常情况,提高计算机的可靠性 ⊙中断控制方式的局限: 用中断方式交换数据时,每处理一次√o数据交换,都会耗去 一定的cPU处理时间,对于一些高速的外围设备,以及成组交 换数据的情况,仍然显得速度太慢
25 I/O设备的控制 2．中断控制方式 中断控制方式的优点： – CPU与外设在大部分时间内并行工作，提高了计算机的效率 – 具有实时响应能力，可适用于实时控制场合 – 及时处理异常情况，提高计算机的可靠性 中断控制方式的局限： – 用中断方式交换数据时，每处理一次I/O数据交换，都会耗去 一定的CPU处理时间，对于一些高速的外围设备，以及成组交 换数据的情况，仍然显得速度太慢