IO与总线系统

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第10章 输入输出系统 10章输入输出系统( I/O系统); 总线系统

10.5 总线结构总线系统是计算机系统的重要组成部分； 总线技术是计算机系统的重要技术，其结构和性 能对计算机系统的性能有很大影响。

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一、总线的基本概念广义概念： 总线是连接两个或两个以上数字元件(数字系统) 总线 的信息通路。 计算机中的概念： 总线是计算机系统多个功能部件之间进行数据 总线 传送的公共通路。 总线的特性： 物理特性、功能特性、电气特性、时序特性

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总线的分类： 一般的分类： 片内总线 板内总线 系统总线(内总线) 通信总线(外总线)

单处理器系统中：

CPU内部总线 系统总线 I/O总线

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标准总线：正式标准：IEEE、CCITT、ISO 等标准 工业标准：厂家提出，如：ISA、VESI、PCI等 主要优点

二、系统总线的类型(参照p346, 10.5.1)1、单总线结构 2、双总线结构 3、多总线结构 总线结构对计算机性能的影响

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三、系统总线组成 1、早期系统总线的内部结构 地址线 ABUS 数据线 DBUS 控制线 CBUS 2、现代系统总线的内部结构 数据传送总线： ABUS、DBUS、CBUS 仲裁总线： 总线请求和授权 中断和同步总线：中断请求和响应 公用线： 时钟、电源、复位等时序信号

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四、系统总线的判优控制借助于总线连接，计算机在各系统功能部件之 间实现地址、数据和控制信息的交换，并在争用资 源的基础上进行工作。 当多个设备提出占用总线的请求时，以某种方 式选择其中一个设备占用总线。一般需要 总线仲 裁部件。 裁部件 1、集中式仲裁：如：链式查询方式 2、分布式仲裁

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五、总线的通信(总线定时)1、同步方式和异步方式 2、并行方式和串行方式 控制方式

六、总线驱动总线驱动能力 总线控制

七、微机总线ISA、MCA、EISA、VESA、PCI总线

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10.1 输入输出系统(I/O系统)概述外部设备：输入设备 输出设备 外部存储器

设备控制器、设备适配器、接口

I/O系统：外部设备 + 设备控制器 I/O系统：外部设备

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10.1.1 外设的编址和接口的基本功能1、外设接口的基本模型 数据口、状态口、控制口接口 数据线 微 机 系 统 总 线 数 据 外 设 控制线 命 令

状 态

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2、外设的编址I/O设备编址 I/O地址、端口地址(设备号、设备代码) 外设编址方式： 根据外设地址与内存地址的关系，分为： ⑴ 独立编址方式：专设I/O指令 ⑵ 统一编址方式：访存指令完成I/O功能

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设备控制器(接口)的功能 ⑴ 数据传送控制 ⑵ 数据缓冲 ⑶ 检测并控制外设 ！区分 “ 接口 ” 与 “ 端口 ” 的关系 输入输出接口类型 按数据传送的宽度分： 并行接口、串行接口 按数据传送的控制方式分：

程序控制I/O接口、中断接口、DMA接口

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10.1.2 I/O设备数据传送控制方式控制外设进行数据传送的调度策略1 2 3 4 5

1、程序直接控制方式 2、中断方式 3、直接存储器存取(DMA)方式 4、I/O通道控制(IOP)方式 5、外围处理机控制(PPU)方式

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