第五章设备管理 2.局部总线( Local bus ⅤESA( Video electronic standard association)总线 2)PC( Peripheral Component Interface)总线
第五章 设 备 管 理 2. 局部总线(Local Bus) 1) VESA(Video Electronic Standard Association)总线 2) PCI(Peripheral Component Interface)
第五章设备管理 52I/O控制方式 521程序IO方式 在程序ⅣO方式中,由于CPU的高速性和O设备的低速 性,致使CPU的绝大部分时间都处于等待IO设备完成数据 I/O的循环测试中,造成对CPU的极大浪费。在该方式中 CPU之所以要不断地测试IO设备的状态,就是因为在CPU 中无中断机构,使IO设备无法向CPU报告它已完成了一个 字符的输入操作
第五章 设 备 管 理 5.2 I/O控制方式 5.2.1 程序I/O方式 在程序I/O方式中，由于CPU的高速性和I/O设备的低速 性， 致使CPU的绝大部分时间都处于等待I/O设备完成数据 I/O的循环测试中， 造成对CPU的极大浪费。在该方式中， CPU之所以要不断地测试I/O设备的状态，就是因为在CPU 中无中断机构， 使I/O设备无法向CPU报告它已完成了一个 字符的输入操作
第五章设备管理 CPU→IO 向O控制器CPU→Io 向ⅣO控制器 发读命令 发读命令 CP做其它事向O控制器 CPU→DMA 发布读块命令 读ⅣO控制器 读ⅣO控制器 中断 CPU做其它事 未的状态Io→CPU 的状态 I/O→CPU 就 中断 绪 读DMA控制 状态?一出错 -出错 器的状态 状态? DMA→→CPU 就绪 就绪 从ⅣO控制器 下条指令 从ⅣO控制 中读入字O→CPU 器中读字1O→CPU c)DMA方式 向存储器 中写字CPU内存 向内存 中写字CPU内存 未完 未完传送 完成? 完成 完成 完成 下条指令 下条指令 )程序/O方式 (b)中断驱动方式图5-7程序O和中断驱动方式的流程
第五章 设 备 管 理 图 5-7 程序I/O和中断驱动方式的流程 向I/O控制器 发读命令 读I/O控制器 的状态 检 查 状态？ 从I/O控制器 中读入字 向存储器 中写字 传 送 完成？ 未 就 绪 就 绪 出 错 CP U→I/O I/O→CP U I/O→CP U CP U→内 存 下条指令 完 成 未 完 向I/O控制器 发读命令 读I/O控制器 的状态 检 查 状态？ 从I/O控 制 器中读字 向内存 中写字 传 送 完成？ 就 绪 出 错 CP U→I/O I/O→CP U I/O→CP U CP U→内 存 下条指令 完 成 未 完 中 断 CPU做其它事 向I/O控制器 发布读块命令 CP U→DMA CPU做其它事 读DMA控 制 器的状态 中 断 DMA→CP U 下条指令 (a) 程 序I/O方 式 (b) 中断驱动方式 (c) DMA方 式
第五章设备管理 522中断驱动IO控制方式 在Ⅰ/O设备输入每个数据的过程中,由于无须CPU干预, 因而可使CPU与IO设备并行工作。仅当输完一个数据时,才 需CPU花费极短的时间去做些中断处理。可见,这样可使 CPU和IO设备都处于忙碌状态,从而提高了整个系统的资源 利用率及吞吐量。例如,从终端输入一个字符的时间约为100 ms,而将字符送入终端缓冲区的时间小于0.1ms。若采用程 序I/O方式,CPU约有999ms的时间处于忙一等待中。采用中 断驱动方式后,CPU可利用这999ms的时间去做其它事情, 而仅用0.1ms的时间来处理由控制器发来的中断请求。可见, 中断驱动方式可以成百倍地提高CPU的利用率
第五章 设 备 管 理 5.2.2 中断驱动I/O控制方式 在I/O设备输入每个数据的过程中，由于无须CPU干预， 因而可使CPU与I/O设备并行工作。仅当输完一个数据时，才 需CPU花费极短的时间去做些中断处理。可见，这样可使 CPU和I/O设备都处于忙碌状态，从而提高了整个系统的资源 利用率及吞吐量。例如，从终端输入一个字符的时间约为100 ms， 而将字符送入终端缓冲区的时间小于 0.1 ms。 若采用程 序I/O方式，CPU约有 99.9 ms的时间处于忙—等待中。 采用中 断驱动方式后，CPU可利用这 99.9 ms的时间去做其它事情， 而仅用 0.1 ms的时间来处理由控制器发来的中断请求。 可见， 中断驱动方式可以成百倍地提高CPU的利用率
第五章设备管理 523直接存储器访问 DMAVO控制方式 1. DMAOirect memory access)控制方式的引入 该方式的特点是:①数据传输的基本单位是数据块,即在 CPU与IO设备之间,每次传送至少一个数据块;②所传送的 数据是从设备直接送入内存的,或者相反;③仅在传送一个 或多个数据块的开始和结束时,才需CPU干预,整块数据的传 送是在控制器的控制下完成的。可见,DMA方式较之中断驱 动方式,又是成百倍地减少了CPU对IO的干预,进一步提高 A了CP与O设备的并行操作程度
第五章 设 备 管 理 5.2.3 直接存储器访问DMA I/O控制方式 1. DMA(Direct Memory Access)控制方式的引入 该方式的特点是：① 数据传输的基本单位是数据块，即在 CPU与I/O设备之间，每次传送至少一个数据块；② 所传送的 数据是从设备直接送入内存的，或者相反； ③ 仅在传送一个 或多个数据块的开始和结束时，才需CPU干预，整块数据的传 送是在控制器的控制下完成的。可见，DMA方式较之中断驱 动方式，又是成百倍地减少了CPU对I/O的干预，进一步提高 了CPU与I/O设备的并行操作程度