第8章-输入输出系统

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1、《计算机原理》教案学科E次mt/n1A&rnKif授新2具教1.2.3.审批意见点二alS学教L2.3.龌本型式S-类、加的的A道道DM通通L2.3.计设学教记附教学内容教师活动学生活动提问总结归纳中断处理，进入教学课题。讲授新课：（多媒体幻灯片演示和板书）回答导入：提问：中断系统应具备什么功能？中断处理都包括哪些内容？8.4DMA方式8.4.1基本概念1.定义DMA（直接存储器存取）控制是在内存与设备之间开辟一条直接数据传送通路，并把传送过程交DMA控制器进行管理，形成以存储器为中心的体系结构。DMA可以看作是和CPU共享存储器的处理器。一般情况下：CPU控制系统总线下实现数据从外

2、设到主存传送。在DMA方式下：DMA控制器控制系统总路线，实现外设与主存数据直传。1.DMA方式的特点DMA方式以响应随机请求的方式，实现内在与I/O设备间的快速传递。DMA传送时CPU可以继续执行自己的程序。1.DMA方式的基本操作DMA的种类很多，但DMA执行的操作一般应包括：(1)从外围设备发出DMA请求；(2)CPU响应请求,把CPU工作改为DMA操作方式。DMA控制器从CPU接管总线的控制；(3)由DMA控制器对内存寻址，即决定数据传送的内存单元地址及数据传送的长度，并执行数据传送操作控制；(4)向CPU报告DMA操作的结束。8.4.2DMA控制器的基本组成DMA控制器是外

3、设与系统总线之间接口电路，DMA控制器一般由以下儿部分构成：1.内在地址计数器用于存放内存中要交换数据地址，每交换一次地址计数器加1。2.字计数器用于记录传送数据块的长度3.数据缓冲寄存器用于暂存每次传送的数据(一字节)4.DMA请求标志外设准备好后，发一控制信号,该标志为“1”并向“控制/状态”逻辑发DMA请求,“控制/状态”逻辑向CPU发出总线使用请求(HOLD),CPU响应此请求后发响应信号HLDA,“控制/状态”收到HLDA后,发DMA响应信号,同时“DMA”请求标志复位。5•“控制/状态”逻辑由控制和时序电路组成，用于修改内存地址计数器和字计数器，并对DMA请求和CPU响应

4、信号进行协调和同步。6.中断机构用于向CPU发中断信号和中断响应8.4.3DMA数据传送过程DMA数据传送过程分为三个过程：传送前预处理、正式传送、传送后处理&5通道方式&5.1通道的基本概念DMA只能实现简单的数据传送，为适应内存与外设大量数据频繁交换，引入了通道方式。1.定义通道是一种通过执行管理I/O操作通道程序的控制器，它使主机与I/O操作之间达到更高的并行程度。由于它的任务是管理实现输入/输岀操作，提供一种传送通道，所以将这种部件称作“通道”。在采用通道方式的系统屮，提供两组指令系统：(1)CPU编程使用的机器指令系统(2)通道专用的一组通道指令用通道指令编制通道程序，存入

5、存储器。当需要进行1/0操作时，CPU只需启动通道，然后可以继续执行自身的程序，通道则执行通道程序，管理与实现I/O操作。在通道程序中采用多种I/O传送方式，使I/O设备与主存之间进行数据直传，或使CPU与I/O设备间进行传送。因此，CPU与通道之间可有很高的并行工作程度。2.通道方式的特点(1)是一种功能最强I/O管理方式，覆盖了DMA方式功能(2)采用两类总线方式一类连接CPU、主存、外设存储总路线，另一类连接通道与I/O总线(3)整个管理分为两级管理第一级是CPU对通道的管理；第二级是通道对设备控制的管理。8.5.2通道的类型1.选择通道这种通道可以连接多台快速I/0设备，但每

6、次只能从中选择一台，执行通道程序；当成组传送完毕后,才能选择另一台设备。2.字节多路通道这种通道可以连接与管理多台慢速设备，以字节交叉方式传送数据。3.数组多路通道这种通道可以连接多台快速设备，允许并行工作,但通道以成组交叉方式传送数据。总结L2.3.9,8,742(P14题习611742P14z(x327322材「教11课后感