第8章 輸入輸出系統(tǒng)

1、1第八章 輸入輸出系統(tǒng)8.1 外圍設(shè)備的速度分級(jí)和信息交換方式8.2 程序查詢方式8.3 程序中斷方式8.4 DMA方式8.5 通道方式8.6 通用I/O標(biāo)準(zhǔn)接口 輸入輸出設(shè)備從功能上可分為兩類 完成輸入輸出操作的設(shè)備 作為外部存儲(chǔ)器的設(shè)備 輸入輸出系統(tǒng)的功能 各種外圍設(shè)備通過輸入輸出接口與計(jì)算機(jī)主機(jī)相連，完成主機(jī)分配的任務(wù)并進(jìn)行信息交換 輸入輸出接口需要連接各種不同類型、不同工作速度和數(shù)據(jù)傳輸速度的外圍設(shè)備，因此產(chǎn)生了各種不同的輸入輸出控制方式38.1外圍設(shè)備的速度分級(jí)和信息交換方式1.外圍設(shè)備的速度分級(jí) 外設(shè)種類繁多，存在以下幾種情況： 不同種類的外設(shè)數(shù)據(jù)傳輸速率差別很大 同一種設(shè)備在不同

2、時(shí)刻傳輸速率也可能不同48.1外圍設(shè)備的速度分級(jí)和信息交換方式高速的CPU與速度參差不齊的外設(shè)怎樣在時(shí)間上同步呢？ 解決辦法時(shí)在CPU和外設(shè)之間數(shù)據(jù)傳送時(shí)加以定時(shí)。 速度極慢或簡單的外設(shè)CPU只需要接受或者發(fā)送數(shù)據(jù)即可 慢速或者中速的設(shè)備可以采用異步定時(shí)的方式 高速外設(shè)采用同步定時(shí)方式58.1外圍設(shè)備的定時(shí)方式和信息交換方式2.信息交換方式 程序查詢方式 程序中斷方式 DMA方式 通道方式 外圍機(jī)處理方式 前兩種方式由軟件實(shí)現(xiàn) 后三種方式由硬件實(shí)現(xiàn)6程序查詢方式 早期計(jì)算機(jī)中使用的方式 CPU與外設(shè)的數(shù)據(jù)交換完全依賴于計(jì)算機(jī)的程序控制 在進(jìn)行信息交換之前， CPU要設(shè)置傳輸參數(shù)、傳輸長度等，然

3、后啟動(dòng)外設(shè)工作 與此同時(shí)，外設(shè)則進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸?shù)臏?zhǔn)備工作 相對(duì)于CPU，外設(shè)的速度較低，外設(shè)準(zhǔn)備數(shù)據(jù)的時(shí)間漫長 在這段時(shí)間里，CPU除了循環(huán)檢測外設(shè)是否準(zhǔn)備好之外，不能處理其他業(yè)務(wù)，只能一直等待 直到外設(shè)數(shù)據(jù)準(zhǔn)備好，CPU才能開始進(jìn)行信息交換7程序查詢方式 優(yōu)點(diǎn) CPU的操作和外圍設(shè)備的操作能夠完全同步 硬件結(jié)構(gòu)也比較簡單 缺點(diǎn) 外圍設(shè)備的動(dòng)作通常很慢，程序進(jìn)行循環(huán)查詢白白浪費(fèi)了寶貴的CPU時(shí)間 數(shù)據(jù)傳輸效率低下 當(dāng)前實(shí)際應(yīng)用中，除了單片機(jī)，已很少使用程序查詢方式8程序中斷方式 外圍設(shè)備“主動(dòng)”通知CPU，準(zhǔn)備發(fā)送或接收數(shù)據(jù) 當(dāng)一個(gè)中斷發(fā)生時(shí)，CPU暫?，F(xiàn)行程序，轉(zhuǎn)而執(zhí)行中斷處理程序，完成數(shù)據(jù)I

4、/O工作 當(dāng)中斷處理完畢后，CPU又返回到原來的任務(wù)，從暫停處繼續(xù)執(zhí)行程序 程序中斷方式節(jié)省了CPU時(shí)間，是管理I/O操作的有效方法 適用于隨機(jī)出現(xiàn)的服務(wù)，且一旦提出要求應(yīng)立即執(zhí)行 與程序查詢方式相比，硬件結(jié)構(gòu)相對(duì)復(fù)雜，服務(wù)成本較大9DMA方式 直接存儲(chǔ)器存?。―irect Memory Access）方式 完全由硬件執(zhí)行I/O交換 DMA控制器從CPU完全接管對(duì)總線的控制權(quán) 數(shù)據(jù)交換不經(jīng)過CPU而直接在主存和外設(shè)間進(jìn)行 數(shù)據(jù)傳送速度很高 傳送速率僅受限于主存的訪問時(shí)間 適用于主存和高速外設(shè)間大批量數(shù)據(jù)交換場合 與程序中斷方式相比，需要更多的硬件10通道方式 DMA方式減輕了CPU對(duì)I/O操作

5、的控制，使CPU的效率顯著提高，而通道則進(jìn)一步提高CPU的效率 通道是具有特殊功能的處理器，又稱輸入輸出處理器（IOP） 分擔(dān)了CPU的一部分功能 可以實(shí)現(xiàn)對(duì)外圍設(shè)備的統(tǒng)一管理 完成外圍設(shè)備與主存之間的數(shù)據(jù)傳送 通道方式大大提高了CPU的工作效率 以增加更多的硬件為代價(jià)11外圍機(jī)處理方式 外圍處理機(jī)（Peripheral Processor Unit，PPU）方式是通道方式的進(jìn)一步發(fā)展 基本上獨(dú)立于主機(jī)工作 結(jié)構(gòu)更接近于一般的處理機(jī)，甚至就是微小型計(jì)算機(jī) 在一些系統(tǒng)中， 設(shè)置了多臺(tái)PPU，分別承擔(dān)I/O控制、通信、維護(hù)診斷等任務(wù) 從某種意義上說，這種系統(tǒng)已經(jīng)變成了分布式多機(jī)系統(tǒng)12 計(jì)算機(jī)外圍

6、設(shè)備的輸入/輸出方式 程序查詢方式、 程序中斷方式適用于數(shù)據(jù)傳輸率比較低的外設(shè) DMA方式、通道方式和外圍處理機(jī)方式適用于數(shù)據(jù)傳輸率比較高的外設(shè)138.2程序查詢方式1.設(shè)備編址 統(tǒng)一編址 獨(dú)立編址2.輸入輸出指令3.程序查詢接口 設(shè)備選擇電路 數(shù)據(jù)緩沖寄存器 設(shè)備狀態(tài)寄存器148.2程序查詢方式(1)先向I/O設(shè)備發(fā)出命令字，請求進(jìn)行數(shù)據(jù)傳送；(2)從I/O接口讀入狀態(tài)字；(3)檢查狀態(tài)字中的標(biāo)志，看看數(shù)據(jù)交換是否可以進(jìn)行；(4)假如這個(gè)設(shè)備沒有準(zhǔn)備就緒，則第(2)、第(3)步重復(fù)進(jìn)行，一直到這個(gè)設(shè)備準(zhǔn)備好交換數(shù)據(jù)，發(fā)出準(zhǔn)備就緒信號(hào)“Ready”為止；(5)CPU從I/O接口的數(shù)據(jù)緩沖寄存器

7、輸入數(shù)據(jù)，或者將數(shù)據(jù)從CPU輸出至接口的數(shù)據(jù)緩沖寄存器。與此同時(shí)，CPU將接口中的狀態(tài)標(biāo)志復(fù)位。（6）數(shù)據(jù)傳送158.2程序查詢方式168.3 程序中斷方式8.3.1中斷的概念、功能 8.3.2程序中斷方式的基本接口 8.3.3單級(jí)中斷8.3.4多級(jí)中斷8.3.5中斷控制器8.3.6Pentium中斷機(jī)制17 程序查詢方式要求CPU不斷用指令檢測方法獲取外設(shè)工作狀態(tài)，造成CPU運(yùn)行效率極低 在程序中斷方式中， 某一外設(shè)數(shù)據(jù)準(zhǔn)備就緒后，它“主動(dòng)”向CPU發(fā)出中斷請求信號(hào)，請求CPU中斷主程序運(yùn)行轉(zhuǎn)而進(jìn)行數(shù)據(jù)交換 當(dāng)CPU響應(yīng)這個(gè)中斷時(shí)，便暫停運(yùn)行主程序，自動(dòng)轉(zhuǎn)去執(zhí)行該設(shè)備的中斷服務(wù)程序 當(dāng)中斷服

8、務(wù)程序執(zhí)行完畢（數(shù)據(jù)交換結(jié)束）后，CPU又回到原來的主程序繼續(xù)執(zhí)行18 中斷處理示意圖 CPU只是在外設(shè)A、B、C的數(shù)據(jù)準(zhǔn)備就緒后，才去執(zhí)行對(duì)應(yīng)的中斷服務(wù)程序，進(jìn)行數(shù)據(jù)交換 當(dāng)?shù)退偻庠O(shè)準(zhǔn)備數(shù)據(jù)時(shí)，CPU照常執(zhí)行自己的主程序 從這個(gè)意義上說，CPU和外設(shè)的一些操作是異步并行的 與串行的程序查詢方式相比，計(jì)算機(jī)系統(tǒng)效率大大提高19 CPU只有在當(dāng)前一條指令執(zhí)行完畢后，即轉(zhuǎn)入公操作時(shí)，才會(huì)受理外設(shè)的中斷請求 保存現(xiàn)場操作 為了在中斷服務(wù)程序執(zhí)行完畢后，能正確返回主程序被中斷的地方（斷點(diǎn)）繼續(xù)執(zhí)行 把程序計(jì)數(shù)器PC的內(nèi)容，以及當(dāng)前指令執(zhí)行結(jié)束后CPU的狀態(tài)（包括寄存器內(nèi)容和狀態(tài)標(biāo)志位）都保存到堆棧 恢

9、復(fù)現(xiàn)場操作 在中斷服務(wù)程序執(zhí)行完畢后，從堆棧中恢復(fù)PC內(nèi)容和CPU狀態(tài)，以便從斷點(diǎn)處繼續(xù)執(zhí)行主程序20 中斷處理過程是由硬件和軟件結(jié)合來完成的 中斷周期由硬件實(shí)現(xiàn) 中斷服務(wù)程序由機(jī)器指令序列實(shí)現(xiàn) 中斷過程類似于子程序調(diào)用，但在本質(zhì)上又有區(qū)別 子程序的調(diào)用是事先安排好的，而中斷則是隨機(jī)產(chǎn)生的 子程序的執(zhí)行往往與主程序有關(guān)，而中斷服務(wù)程序則可能與主程序毫無關(guān)系 比如發(fā)生電源掉電等異常情況211中斷的概念、功能 中斷系統(tǒng)的功能包括：(1)實(shí)現(xiàn)主機(jī)和外設(shè)的并行工作；(2)處理故障；(3)實(shí)現(xiàn)多道程序和分時(shí)操作；(4)實(shí)時(shí)控制；(5)實(shí)現(xiàn)人機(jī)聯(lián)系；(6)實(shí)現(xiàn)多機(jī)通信。221中斷的概念、功能 中斷源：能夠

10、向CPU發(fā)出中斷請求的事件。常見中斷源有： 輸入、輸出設(shè)備中斷。如鍵盤、打印機(jī)等工作過程中已做好接收或發(fā)送準(zhǔn)備。 數(shù)據(jù)通道中斷。如磁盤、磁帶等要同主機(jī)進(jìn)行數(shù)據(jù)交換等。 實(shí)時(shí)時(shí)鐘中斷。 故障中斷。例如電源掉電、設(shè)備故障等要求CPU進(jìn)行緊急處理等。 系統(tǒng)中斷。如運(yùn)算過程出現(xiàn)溢出、數(shù)據(jù)格式非法，數(shù)據(jù)傳送過程出現(xiàn)校驗(yàn)錯(cuò)，控制器遇到非法指令等等。 為了調(diào)試程序而設(shè)置的中斷。231中斷的概念、功能 中斷處理過程注意幾個(gè)問題： 響應(yīng)中斷時(shí)機(jī)：響應(yīng)中斷時(shí)機(jī)：外界中斷請求時(shí)隨機(jī)的，但CPU只有在當(dāng)前指令執(zhí)行完畢后，才轉(zhuǎn)至公操作 斷點(diǎn)保護(hù)問題斷點(diǎn)保護(hù)問題（PC，寄存器內(nèi)容和狀態(tài)的保存） 原子操作原子操作：開中斷和

11、關(guān)中斷問題。 中斷是由軟硬軟硬件結(jié)合件結(jié)合起來實(shí)現(xiàn)的242程序中斷方式的基本接口252程序中斷方式的基本接口 設(shè)備選擇器。設(shè)備選擇器用來判別總線上送出的地址（或稱呼叫的設(shè)備）是否為本設(shè)備，它實(shí)際上是設(shè)備地址的譯碼比較電路。 BS外設(shè)接口忙（BuSy）標(biāo)志 RD外設(shè)準(zhǔn)備就緒（ReaDy）標(biāo)志 EI（Enable Interrupt中斷允許觸發(fā)器） IR（Interrupt Request）中斷請求觸發(fā)器 IM（Interrupt Mask）中斷屏蔽觸發(fā)器262程序中斷方式的基本接口表示由程序啟動(dòng)外設(shè)，將該外設(shè)接口的“忙”標(biāo)志BS置“1”，“準(zhǔn)備就緒”標(biāo)志RD清“0”；表示接口向外設(shè)發(fā)出啟動(dòng)信號(hào)；

12、表示數(shù)據(jù)由外設(shè)傳送到接口的緩沖寄存器；表示當(dāng)設(shè)備動(dòng)作結(jié)束或緩沖寄存器數(shù)據(jù)填滿時(shí)，設(shè)備向接口送出一控制信號(hào)，將數(shù)據(jù)“準(zhǔn)備就緒”標(biāo)志RD置“1”；表示允許中斷標(biāo)志EI為“1”時(shí)，接口向CPU發(fā)出中斷請求信號(hào)；272程序中斷方式的基本接口表示在一條指令執(zhí)行末尾CPU檢查中斷請求線，將中斷請求線的請求信號(hào)接收到“中斷請求”標(biāo)志IR；表示如果“中斷屏蔽”標(biāo)志IM為“0”時(shí)，CPU在一條指令執(zhí)行結(jié)束后受理外設(shè)的中斷請求，向外設(shè)發(fā)出響應(yīng)中斷信號(hào)并關(guān)閉中斷；表示轉(zhuǎn)向該設(shè)備的中斷服務(wù)程序入口；表示在中斷服務(wù)程序通過輸入指令把接口中數(shù)據(jù)緩沖寄存器的數(shù)據(jù)讀至CPU中的寄存器；（10）表示CPU發(fā)出控制信號(hào)C將接口中

13、的BS和RD標(biāo)志復(fù)位。 根據(jù)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)對(duì)中斷處理策略的不同，中斷系統(tǒng)可以分為單級(jí)中斷系統(tǒng)和多級(jí)中斷系統(tǒng) 單級(jí)中斷系統(tǒng)是中斷結(jié)構(gòu)中最基本的形式29單級(jí)中斷系統(tǒng) 所有的中斷源都屬于同一級(jí)，所有中斷 源觸發(fā)器排成一行，優(yōu)先次序是離CPU 越近優(yōu)先級(jí)越高 當(dāng)響應(yīng)某一中斷請求時(shí)，CPU執(zhí)行該中 斷源的中斷服務(wù)程序 中斷服務(wù)程序不允許被其他中斷源所打斷， 即使優(yōu)先級(jí)比它高的中斷源也不例外 只有當(dāng)該中斷服務(wù)程序執(zhí)行完畢之后， 才能響應(yīng)其他中斷30單級(jí)中斷 中斷源的識(shí)別：串行排隊(duì)鏈法 IR1，IR2，IR3為中斷請求信號(hào) IS1，IS2，IS3為中斷選中信號(hào) INTI為中斷排隊(duì)輸入 INTO為中斷排隊(duì)輸出 中

14、斷向量的產(chǎn)生 向量地址轉(zhuǎn)移法31單級(jí)中斷 所有中斷源屬于同一級(jí)，離CPU越近，優(yōu)先級(jí)越高，圖8.7類似于第六章的鏈?zhǔn)讲樵兎绞健?中斷源的識(shí)別：串行排隊(duì)鏈法 IR1，IR2，IR3為中斷請求信號(hào) IS1，IS2，IS3為中斷選中信號(hào) INTI為中斷排隊(duì)輸入 INTO為中斷排隊(duì)輸出 中斷向量的產(chǎn)生 向量地址轉(zhuǎn)移法32單級(jí)中斷 中斷向量： 當(dāng)CPU響應(yīng)中斷時(shí)，由硬件直接產(chǎn)生一個(gè)固定的地址(即向量地址) 由向量地址指出每個(gè)中斷源設(shè)備的中斷服務(wù)程序入口，這種方法通常稱為向量中斷。33多級(jí)中斷系統(tǒng) 根據(jù)中斷事件的輕重緩急，中斷源分成若干個(gè)級(jí)別，每個(gè)中斷級(jí)分配一個(gè)優(yōu)先級(jí) 優(yōu)先級(jí)高的中斷級(jí)可以打斷優(yōu) 先級(jí)低的

15、中斷服務(wù)程序，以程 序嵌套方式工作 中斷嵌套 當(dāng)一個(gè)中斷服務(wù)程序正在執(zhí)行 時(shí)，一個(gè)優(yōu)先級(jí)更高的中斷源 發(fā)出中斷請求，CPU暫停當(dāng)前 中斷服務(wù)程序的執(zhí)行，轉(zhuǎn)而 執(zhí)行優(yōu)先級(jí)更高的中斷服務(wù)程序34多級(jí)中斷 為及時(shí)處理最緊迫的中斷，必須判斷哪個(gè)中斷優(yōu)先級(jí)更高1. 軟件查詢法 最先查詢的中斷優(yōu)先級(jí)最高，最后查詢的中斷優(yōu)先級(jí)最低 查詢的先后順序決定了中斷優(yōu)先級(jí)的高低 如果中斷請求來源于最后查詢的那個(gè)中斷，那么就浪費(fèi)了此前的大量查詢時(shí)間，效率很低2. 硬件處理法 用優(yōu)先級(jí)排隊(duì)電路或?qū)Ｓ弥袛嗫刂破鞯扔布娐饭芾碇袛?。35多級(jí)中斷 概念 每級(jí)有一個(gè)中斷優(yōu)先權(quán) 一維多級(jí)中斷和二維多級(jí)中斷 說明：一個(gè)系統(tǒng)有n級(jí)中

16、斷，則CPU中有n個(gè)IR，n個(gè)IM，某級(jí)中斷被響應(yīng)后，則關(guān)閉本級(jí)和低于本級(jí)的IM，開放更高級(jí)的IM。多級(jí)中斷可以嵌套，但同一級(jí)的中斷不允許嵌套中斷響應(yīng)時(shí)，確定哪一級(jí)中斷和中斷源采用硬件實(shí)現(xiàn)。采用了獨(dú)立請求方式和鏈?zhǔn)讲樵兎绞较嘟Y(jié)合的方式。使用多級(jí)堆棧保存現(xiàn)場（包括IM）36多級(jí)中斷 多級(jí)中斷源的識(shí)別 中斷優(yōu)先排隊(duì)電路 中斷向量產(chǎn)生電路37舉例舉例 例1、參見圖所示的二維中斷系統(tǒng)。請問： (1)在中斷情況下，CPU和設(shè)備的優(yōu)先級(jí)如何考慮?請按降序排列各設(shè)備的中斷優(yōu)先級(jí)。 (2)若CPU現(xiàn)執(zhí)行設(shè)備B的中斷服務(wù)程序，IM2，IM1，IM0的狀態(tài)是什么?如果CPU執(zhí)行設(shè) 備D的中斷服務(wù)程序，IM2，IM

17、1，IM0的狀態(tài)又是什么? (3)每一級(jí)的IM能否對(duì)某個(gè)優(yōu)先級(jí)的個(gè)別設(shè)備單獨(dú)進(jìn)行屏蔽?如果不能，采取什么辦法可達(dá)到目的?(4)假如設(shè)備C一提出中斷請求，CPU立即進(jìn)行響應(yīng)，如何調(diào)整才能滿足此要求? 38分析分析(1)在中斷情況下，CPU的優(yōu)先級(jí)最低。各設(shè)備的優(yōu)先次序是：ABC DEFGHICPU。(2)執(zhí)行設(shè)備B的中斷服務(wù)程序時(shí)IM2IM1IM0=111；執(zhí)行設(shè)備D的中斷服務(wù)程序時(shí)，IM2IM1IM0=011。(3)每一級(jí)的IM標(biāo)志不能對(duì)某個(gè)優(yōu)先級(jí)的個(gè)別設(shè)備進(jìn)行單獨(dú)屏蔽?？蓪⒔涌谥械腅I(中斷允許)標(biāo)志清“0”，它禁止設(shè)備發(fā)出中斷請求。(4)要使設(shè)備C的中斷請求及時(shí)得到響應(yīng)，可將設(shè)備C從第2級(jí)

18、取出來，單獨(dú)放在第3級(jí)上，使第3級(jí)的優(yōu)先級(jí)最高，即令I(lǐng)M3=0即可。39 參見例1所示的系統(tǒng)，只考慮A，B，C三個(gè)設(shè)備組成的單級(jí)中斷結(jié)構(gòu)，它要求CPU在執(zhí)行完當(dāng)前指令時(shí)對(duì)中斷請求進(jìn)行服務(wù)。假設(shè)：(1)CPU“中斷批準(zhǔn)”機(jī)構(gòu)在響應(yīng)一個(gè)新的 中斷之前，先要讓被中斷的程序的一條指令一定要執(zhí)行完畢；(2)TDC為查詢鏈中每個(gè)設(shè)備的延遲時(shí)間；(3)TA，TB，TC分別為設(shè)備A，B，C的服務(wù)程序所需的執(zhí)行時(shí)間； (4)TS,TR為保存現(xiàn)場和恢復(fù)現(xiàn)場所需的時(shí)間；(5)主存工作周期為TM。 試問：就這個(gè)中斷請求環(huán)境來說，系統(tǒng)在什么情況下達(dá)到中斷飽和? 40 中斷處理流程，并假設(shè)執(zhí)行一條指令的時(shí)間也為TM。如果

19、三個(gè)設(shè)備同時(shí)發(fā)出中斷請求，那么依次分別處理設(shè)備A、設(shè)備B、設(shè)備C的時(shí)間如下： tA = 2TM + TDC + TS + TA + TRtB = 2TM + 2TDC + TS + TB + TRtC = 2TM + 3TDC + TS + TC + TR處理三個(gè)設(shè)備所需的總時(shí)間為：T=tA+tB+tCT是達(dá)到中斷飽和的最小時(shí)間，即中斷極限頻率為：f=1/T訪問存儲(chǔ)器Tm訪問存儲(chǔ)器Tm0、指令周期1、鏈?zhǔn)讲樵僒dc2、保護(hù)現(xiàn)場Ts3、恢復(fù)現(xiàn)場Tr41中斷控制器 8259中斷控制器是一個(gè)集成電路芯片，它將中斷接口與優(yōu)先級(jí)判斷等功能匯集于一身，常用于微型機(jī)系統(tǒng)。其內(nèi)部結(jié)構(gòu)如圖8.11所示。 8位中

20、斷請求寄存器(IR)接受8個(gè)外部設(shè)備送來的中斷請求，每一位對(duì)應(yīng)一個(gè)設(shè)備。 中斷請求寄存器的各位送入優(yōu)先權(quán)判斷器，根據(jù)中斷屏蔽寄存器(IM)各位的狀態(tài)來決定最高優(yōu)先級(jí)的中斷請求，并將各位的狀態(tài)送入中斷狀態(tài)寄存器IS。IS保存著判優(yōu)結(jié)果。由控制邏輯向CPU發(fā)出中斷請求信號(hào)INT，并接受CPU的中斷響應(yīng)信號(hào)INTA。 數(shù)據(jù)緩沖器用于保存CPU內(nèi)部總線與系統(tǒng)數(shù)據(jù)總線之間進(jìn)行傳送的數(shù)據(jù)。 讀/寫邏輯決定數(shù)據(jù)傳送的方向，其中IOR為讀控制，IOW為寫控制，CS為設(shè)備選擇，A0為I/O端口識(shí)別。42中斷控制器 多個(gè)8259進(jìn)行級(jí)聯(lián)以處理多達(dá)64個(gè)中斷請求。在這種情況下允許有一個(gè)主中斷控制器和多個(gè)從中斷控制器

21、，稱為主從系統(tǒng)。 優(yōu)先級(jí)選擇方式有四種： 完全嵌套方式：是一種固定優(yōu)先級(jí)方式，連至IR0的設(shè)備優(yōu)先級(jí)最高，IR7的優(yōu)先級(jí)最低。這種固定優(yōu)先級(jí)方式對(duì)級(jí)別低的中斷不利，在有些情況下最低級(jí)別的中斷請求可能一直不能被處理。 輪換優(yōu)先級(jí)方式A：每個(gè)級(jí)別的中斷保證有機(jī)會(huì)被處理，將給定的中斷級(jí)別處理完后，立即把它放到最低級(jí)別的位置上去。 輪換優(yōu)先級(jí)方式B：要求CPU可在任何時(shí)間規(guī)定最優(yōu)優(yōu)先級(jí)，然后順序地規(guī)定其他IR線上的優(yōu)先級(jí)。 查詢方式：由CPU訪問8259的中斷狀態(tài)寄存器，一個(gè)狀態(tài)字能表示出正在請求中斷的最高優(yōu)先級(jí)IR線，并能表示出中斷請求是否有效。43中斷控制器8259提供了兩種屏蔽方式： 簡單屏蔽方

22、式，提供8位屏蔽字，每位對(duì)應(yīng)著各自的IR線。被置位的任一位則禁止了對(duì)應(yīng)IR線上的中斷。 特殊屏蔽方式，允許CPU讓來自低優(yōu)先級(jí)的外設(shè)中斷請求去中斷高優(yōu)先級(jí)的服務(wù)程序。當(dāng)8位屏蔽位的某位置“0”時(shí)，例如屏蔽字為11001111，說明IR4和IR5線上的中斷請求可中斷任何高級(jí)別的中斷服務(wù)程序。8259中斷控制器的不同工作方式是通過編程來實(shí)現(xiàn)的。CPU送出一系列的初始化控制字和操作控制字來執(zhí)行選定的操作。446 Pentium中斷機(jī)制 Pentium中斷機(jī)制 中斷類型 中斷服務(wù)子程序進(jìn)入過程 中斷處理過程458.4 DMA方式8.4.1DMA方式的一般概念 8.4.2 DMA傳送方式8.4.3 基本

23、DMA控制器8.4.4選擇性和多路型 DMA控制器461DMA方式的一般概念 直接存儲(chǔ)器訪問（Direct Memory Address）DMA方式是為了在主存儲(chǔ)器與IO設(shè)備間高速交換批量數(shù)據(jù)而設(shè)置的。 基本思想是：通過硬件控制實(shí)現(xiàn)主存與IO設(shè)備間的直接數(shù)據(jù)傳送，在傳送過程中無需CPU的干預(yù)。數(shù)據(jù)傳送是在DMA控制器控制下進(jìn)行的， 優(yōu)點(diǎn)：速度快。有利于發(fā)揮CPU的效率。471DMA方式的一般概念 過程描述： 由DMA控制器給出當(dāng)前正在傳送的數(shù)據(jù)的主存地址，并統(tǒng)計(jì)傳送數(shù)據(jù)的個(gè)數(shù)以確定一組數(shù)據(jù)的傳送是否已結(jié)束。在主存中要開辟連續(xù)地址的專用緩沖器，用來提供或接收傳送的數(shù)據(jù)。在數(shù)據(jù)傳送前和結(jié)束后要通過程序或中斷方式對(duì)緩沖器和DMA控制器進(jìn)行預(yù)處理和后處理。482 DMA傳送方式1、CPU暫停方式。 主機(jī)響應(yīng)DMA請求后，讓出存儲(chǔ)總線，直到一組數(shù)據(jù)傳送完畢后，DMA控制器才把總