输入/输出系统

I/O系统在CPU、存储器和各种外部设备之间负责协调和控制数据的输入/输出。

I/O系统控制器基本结构：

          数据寄存器：
          状态寄存器：
          控制寄存器：
          控制电路：
          外设接口控制：

I/O系统的工作方式：

         程序控制：CPU完全控制，CPU必须时时查询I/O设备的状态；
         程序中断：I/O设备以中断方式通知CPU，定期查询状态
         DMA方式：CPU只在数据传输前和完成后才介入

I/O系统的发展主要阶段：

         数据通信：CPU直接控制外设；
         程序控制：CPU不关心外设的具体细节，I/O增加了数据交换的功能；
         中断方式：中断机制减少了CPU的等待时间，
         DMA方式：暂停、周期窃取、共享方式
         输入输出通道：专门的处理器控制I/O功能；
         输入输出处理机：不仅拥有处理器，还有本地存储器

根据外部设备和I/O系统交换数据方式，设备接口可分为串行和并行接口。
常见的磁盘设备接口有：总线、DMA、通道、SCSI、并行口、RS232C、USB、IEEE1394
SCSI接口：并行接口；系统级的设备接口
P1394接口：高速串行总线，数据传输率高，价格低容易实现
 
I/O设备的类型和特性：

键盘：标准101键，主要作为字符、数字和汉字的输入
鼠标：坐标定位部件，有机械式、光电式和混合式三种。
显示器：输出设备，输出图象和字符，性能参数是分辨率和灰度级
打印机：输出设备，分击打式和非击打式打印机
扫描仪：图象输入设备，扫描图象或文本成数字图片，然后输入计算机处理
摄像头：图象输入设备图象数字化后存入到磁盘。

例题：

为了快速传送大量数据，微型计算机中采用存储器直接访问技术，简称DMA。用DMA方式传送时，在存储器和A之间直接建立高速传输数据的通路，不需要B的干预。利用DMA方式传送数据时，数据的传送过程完全由成为DMA控制器的硬件控制。DMA控制器具有如下功能：

1)        向CPU申请C传送。
2)        在CPU允许DMA工作时，处理总线控制的传交。
3)        在DMA期间管理D，控制数据传送。
4)        确定数据传送的起始地址和E ，并在传送过程中不断修正。
5)        数据传送结束时，给出表示DMA操作完成的信号。

       A~E：  ①控制台       ②硬件       ③外部设备       ④数据长度
                ⑤CPU          ⑥存储器     ⑦DMA            ⑧系统总线
                ⑨数据方向     ⑩传输速率

[分析]
 DMA（Direct Memory Access，直接存储器访问）是一种不需要CPU干预，在存储器和外部设备之间直接通过系统总线高速传输数据的方法。DMA方法使用DMA控制器DMAC来控制和管理数据传输。

[答案]
A：③    B：⑤   C：⑦   D：⑧    E：④

【编辑推荐】

1. 软件设计师笔记之计算机系统知识一
2. 软件设计师笔记之计算机系统知识二