【计算机硬件】3、输入输出技术、总线结构

文章目录

  • 输入输出技术
    • 内存与接口地址的编址方法
      • 1、 内存与接口地址独立编址方法
      • 2、内存与接口地址统一编址方法
    • 计算机和外设间的数据交互方式
      • 1、程序控制(查询)方式
      • 2、程序中断方式
      • 3、DMA方式(直接主存存取)
  • 总线结构

输入输出技术

内存与接口地址的编址方法

1、 内存与接口地址独立编址方法

内存地址和接口地址是完全独立的两个地址空间 。访问数据时所使用的指令也完全不同,用于接口的指令只用于接口的读/写,其余的指令全都是用于内存的
优点:在编程序或读程序时很易使用和辨认
缺点:用于接口的指令太少 、功能太弱

2、内存与接口地址统一编址方法

内存地址和接口地址统一在一个公共的地址空间里,即内存单元和接口共用地址空间 。
优点:1、用于内存的指令全都可以用于接口
2、增强了对接口的操作功能
3、指令上也不再区分内存或接口指令
缺点:整个地址空间被分成两部分,其中一部分分配给接口使用,剩余的为内存所用,这经常会导致内存地址不连续

计算机和外设间的数据交互方式

1、程序控制(查询)方式

CPU主动查询外设是否完成数据传输,效率极低
(等CPU自己来问)

2、程序中断方式

外设完成数据传输后,向CPU发送中断,等待CPU处理数据,效率相对较高
中断响应时间指的是从发出中断请求到开始进入中断处理程序(通知到执行的时间)
中断处理时间指的是从中断处理开始到中断处理结束 (执行过程的时间)
中断向量提供中断服务程序的入口地址
多级中断嵌套,使用堆栈来保护断点和现场。
(完成之后主动告诉CPU)

3、DMA方式(直接主存存取)

CPU只需完成必要的初始化等操作,数据传输的整个过程都由DMA控制器来完成主存和外设之间建立直接的数据通路,效率很高
(不需要CPU询问,直接全部搞定)
一个总线周期结束后CPU会响应DMA请求开始读取数据; CPU响应程序中断方式请求是在一条指令执行结束时(未懂)

总线结构

总线( Bus),是指计算机设备和设备之间传输信息的公共数据通道 。总线是连接计算机硬件系统内多种设备的通信线路,它的一个重要特征是由总线上的所有设备共享,因此可以将计算机系统内的多种设备连接到总线上
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内部总线:内部芯片级别的总线,芯片与处理器之间通信的总线

系统总线:是板级总线,用于计算机内各部分之间的连接,具体分为
1、数据总线(并行数据传输位数)
2、地址总线(系统可管理的内存空间的大小)
3、控制总线(传送控制命令)
代表的有ISA总线 、EISA总线 、PCI总线
(询问分类的时候回答这一种分类法)

外部总线:设备一级的总线,微机和外部设备的总线。代表的有RS232(串行总线)、SCSI(并行总线) 、USB(通用串行总线,即插即用,支持热插拔)

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