《計算機組成原理》ch7-8-輸入輸出系統(tǒng)課件

第七章輸入輸出系統(tǒng)第一節(jié)輸入輸出設(shè)備的類型第二節(jié)基本的輸入輸出方式第三節(jié)中斷方式第四節(jié)DMA方式第五節(jié)通道方式第六節(jié)輸入輸出接口與總線2021/7/131第七章輸入輸出系統(tǒng)第一節(jié)輸入輸出設(shè)備的類型2021/7/7.1輸入輸出設(shè)備的類型一、輸出設(shè)備1.顯示器display顯像管CRT液晶LCD等離子體PlasmaDisplayPanel2.打印設(shè)備printer3.繪圖儀plotter2021/7/1327.1輸入輸出設(shè)備的類型一、輸出設(shè)備2021/7/132CRT顯示器——字符的顯示2021/7/133CRT顯示器——字符的顯示2021/7/133CRT顯示器——光柵掃描2021/7/134CRT顯示器——光柵掃描2021/7/134液晶顯示器2021/7/135液晶顯示器2021/7/135液晶顯示器2021/7/136液晶顯示器2021/7/136等離子體顯示器2021/7/137等離子體顯示器2021/7/1372.打印設(shè)備擊打式impact串行、行式點陣針式、字模式非擊打式non-impact噴墨激光熱轉(zhuǎn)印2021/7/1382.打印設(shè)備擊打式impact2021/7/138擊打式打印機——點陣針式2021/7/139擊打式打印機——點陣針式2021/7/139噴墨式打印機——氣泡式2021/7/1310噴墨式打印機——氣泡式2021/7/1310噴墨式打印機——壓電式2021/7/1311噴墨式打印機——壓電式2021/7/1311激光式打印機2021/7/1312激光式打印機2021/7/1312 3.繪圖儀平臺式滾筒式2021/7/1313 3.繪圖儀平臺式2021/7/1313二、輸入設(shè)備——鍵盤keyboard2021/7/1314二、輸入設(shè)備——鍵盤keyboard2021/7/1314二、輸入設(shè)備——光筆2021/7/1315二、輸入設(shè)備——光筆2021/7/1315二、輸入設(shè)備——鼠標器mouse2021/7/1316二、輸入設(shè)備——鼠標器mouse2021/7/1316二、輸入設(shè)備——數(shù)字化儀digitizercursor2021/7/1317二、輸入設(shè)備——數(shù)字化儀digitizercursor202二、輸入設(shè)備——觸摸屏Touchscreen2021/7/1318二、輸入設(shè)備——觸摸屏Touchscreen2021/7/1電阻式觸摸屏INT0#SS#SCKMISOMOSIPENIRQ#Y+CS#X+DCLKY-DOUTX-DINMotorolaMMC2107ADS78462021/7/1319電阻式觸摸屏INT0#PENIRQ#Y+MotorolTouchscreenLCD2021/7/1320TouchscreenLCD2021/7/1320二、輸入設(shè)備——掃描儀scanner2021/7/1321二、輸入設(shè)備——掃描儀scanner2021/7/1321三、外存設(shè)備

1.磁記錄原理與記錄方式2021/7/1322三、外存設(shè)備

1.磁記錄原理與記錄方式2021/7/13磁性材料的磁滯回歸線H:外加磁場B:磁感應(yīng)強度2021/7/1323磁性材料的磁滯回歸線H:外加磁場2021/7/1323三、外存設(shè)備

2.硬盤設(shè)備磁道track扇區(qū)sector柱面cylinder:

具有相同磁道的盤面組成形成一個圓柱2021/7/1324三、外存設(shè)備

2.硬盤設(shè)備磁道track2021/7/12021/7/13252021/7/1325磁頭2021/7/1326磁頭2021/7/1326 磁盤接口diskinterface磁盤控制器主機接口設(shè)備接口磁盤適配器2021/7/1327 磁盤接口diskinterface磁盤控制器主機接口設(shè)備磁盤的技術(shù)指標：存儲密度dencity位密度(lineardensity,recordingdensity)道密度(trackdensity)面密度(arealdensity)存儲容量capacity記錄面數(shù)每面磁道數(shù)每道扇區(qū)數(shù)扇區(qū)容量2021/7/1328磁盤的技術(shù)指標：存儲密度dencity2021/7/1328磁盤的技術(shù)指標：平均訪問時間Averageaccesstime每次磁盤訪問時間的平均值控制延遲controllerdelay尋道時間seektime旋轉(zhuǎn)延遲latency傳輸延遲transferdelay數(shù)據(jù)傳輸率Datatransferrate連續(xù)從磁盤上讀寫數(shù)據(jù)的速率2021/7/1329磁盤的技術(shù)指標：平均訪問時間Averageaccesst磁盤參數(shù)SpindleSpeed:7200rpm,10000rpmFormfactor:5.25”,3.5”,2.5”,1,8”尋道時間：磁頭移動到指定磁道的平均時間傳輸延遲：數(shù)據(jù)傳輸時間多個磁道連續(xù)讀寫的問題多個磁頭讀寫的問題2021/7/1330磁盤參數(shù)SpindleSpeed:7200rpm,10 3.磁盤陣列RAIDRedundantArrayofInexpensiveDisks目的：提高容量，提高可靠性 每個磁盤MTTF為20萬小時，100個無容錯陣列的MTTF為2000小時。

R’(t)=R100(t)=(e-lt)100=e-100lt=e-l’t l’=100l

MFFF’=1/l’=1/100l=MTTF/100

2021/7/1331 3.磁盤陣列RAIDRedundantArrayof磁盤陣列的類型RAID-0：非冗余的磁盤陣列。RAID-1：鏡像磁盤冗余陣列。RAID-2：海明碼糾錯冗余的磁盤陣列，位交叉。RAID-3：奇偶校驗冗余的磁盤陣列，位交叉。RAID-4：獨立傳送磁盤陣列，塊交叉，校驗盤是瓶頸。RAID-5：獨立傳送磁盤陣列，塊交叉，分布的冗余校驗。RAID-6：P+Q冗余技術(shù)，增強糾錯能力。2021/7/1332磁盤陣列的類型RAID-0：非冗余的磁盤陣列。2021/7/

2021/7/1333

2021/7/1334

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3.磁盤陣列2021/7/13383.磁盤陣列2021/7/13383.磁盤陣列（續(xù)）2021/7/13393.磁盤陣列（續(xù)）2021/7/1339復(fù)合RAID將多個RAID類型結(jié)合成一個RAID。例如RAID0+1或稱RAID0/12021/7/1340復(fù)合RAID將多個RAID類型結(jié)合成一個RAID。20214.光盤存儲設(shè)備類型：只讀型、Worm型、可擦寫型。(1)只讀型凹坑——信息記錄載體，壓制形成，邊界代表1，平面代表0光道——螺旋形，恒線速通道碼——(2,10;8,14,1)RLL編碼，14位代碼表示8位數(shù)據(jù)幀——記錄24字節(jié)有效數(shù)據(jù)，CIRC編碼，共32字節(jié)扇區(qū)——98個幀，2352字節(jié)有效數(shù)據(jù)，2048字節(jié)用戶數(shù)據(jù)2021/7/13414.光盤存儲設(shè)備類型：只讀型、Worm型、可擦寫型。2024.光盤存儲設(shè)備（續(xù)）2021/7/13424.光盤存儲設(shè)備（續(xù)）2021/7/13424.光盤存儲設(shè)備（續(xù)）(2)WORM型強激光燒灼出凹坑(3)可擦寫型相變型：晶態(tài)與非晶態(tài)轉(zhuǎn)換磁光型：激光與磁場調(diào)制記錄，克爾效應(yīng)讀取2021/7/13434.光盤存儲設(shè)備（續(xù)）(2)WORM型2021/7/137.2基本的輸入輸出方式一、外設(shè)的尋址統(tǒng)一編址法存儲器映像的外設(shè)尋址memorymappedaddressing用不同的地址值區(qū)分內(nèi)存與外設(shè)單獨編址法兩個地址空間用不同的地址空間區(qū)分內(nèi)存與外設(shè)2021/7/13447.2基本的輸入輸出方式一、外設(shè)的尋址2021/7/1外設(shè)的尋址地址空間存儲器地址空間I/O地址空間0M-1M+N-10M-10N-1設(shè)備0設(shè)備1設(shè)備n-1設(shè)備0設(shè)備1設(shè)備n-1統(tǒng)一編址法單獨編址法2021/7/1345外設(shè)的尋址地址空間存儲器地址空間I/O地址空間0M-1M+N統(tǒng)一編址法2021/7/1346統(tǒng)一編址法2021/7/1346單獨編址法

——兩個地址空間的實現(xiàn)兩套地址線一套地址線2021/7/1347單獨編址法

——兩個地址空間的實現(xiàn)兩套地址線一套地址線20二、外設(shè)的定時異步應(yīng)答方式同步時鐘定時字設(shè)備與塊設(shè)備2021/7/1348二、外設(shè)的定時異步2021/7/1348三、程序查詢方式

——由主機控制輸入輸出過程設(shè)備接口的結(jié)構(gòu)：2021/7/1349三、程序查詢方式

——由主機控制輸入輸出過程設(shè)備接口的結(jié)CPU處理過程：2021/7/1350CPU處理過程：2021/7/1350信號傳輸過程：2021/7/1351信號傳輸過程：2021/7/1351接口例子：2021/7/1352接口例子：2021/7/13527.3程序中斷方式interrupt一、基本概念中斷是一種在發(fā)生了一個異常事件時調(diào)用相應(yīng)的處理程序(或稱服務(wù)程序)的過程。中斷服務(wù)程序與中斷時CPU正在運行的程序是相互獨立的，相互不傳遞數(shù)據(jù)。中斷處理中的問題： (1)設(shè)備識別方式 (2)中斷處理程序入口地址的形成 (3)中斷裁決 (4)中斷屏蔽2021/7/13537.3程序中斷方式interrupt一、基本概念2021二、中斷響應(yīng)過程簡單的中斷處理過程：關(guān)中斷（屏蔽中斷）保存現(xiàn)場contextsaving識別中斷interruptrecognition形成服務(wù)程序入口地址執(zhí)行服務(wù)程序恢復(fù)現(xiàn)場開中斷2021/7/1354二、中斷響應(yīng)過程簡單的中斷處理過程：2021/7/1354設(shè)備的識別——問題1CPU輪詢(CPUpolling)

CPU依次發(fā)出不同設(shè)備的識別號，相應(yīng)的設(shè)備做出回答中斷向量(interruptvector)由設(shè)備主動向CPU發(fā)出識別信息2021/7/1355設(shè)備的識別——問題1CPU輪詢(CPUpolling)20入口地址形成——問題2根據(jù)輪詢結(jié)果形成中斷向量表根據(jù)識別號檢索入口地址通常位于內(nèi)存起始處2021/7/1356入口地址形成——問題2根據(jù)輪詢結(jié)果形成2021/7/1356三、中斷裁決——問題3三種方式：鏈式查詢獨立請求分組鏈式2021/7/1357三、中斷裁決——問題3三種方式：2021/7/13572021/7/13582021/7/1358三、中斷裁決——問題3三種方式：鏈式查詢獨立請求分組鏈式2021/7/1359三、中斷裁決——問題3三種方式：2021/7/1359三、中斷裁決——問題3三種方式：鏈式查詢獨立請求分組鏈式2021/7/1360三、中斷裁決——問題3三種方式：2021/7/1360四、中斷屏蔽——問題4多重中斷中斷服務(wù)程序也可以被中斷中斷嵌套實現(xiàn)方法多級中斷中斷屏蔽響應(yīng)過程：關(guān)中斷保存現(xiàn)場識別中斷形成服務(wù)程序入口地址開中斷執(zhí)行服務(wù)程序關(guān)中斷恢復(fù)現(xiàn)場開中斷2021/7/1361四、中斷屏蔽——問題4多重中斷響應(yīng)過程：2021/7/136多級中斷給CPU及中斷請求都設(shè)置優(yōu)先級由硬件根據(jù)優(yōu)先級確定響應(yīng)哪一個中斷優(yōu)先編碼器I0I1I2I3yxIE中斷CPU2021/7/1362多級中斷給CPU及中斷請求都設(shè)置優(yōu)先級I0yxIE中斷CPU中斷屏蔽寄存器用軟件設(shè)置靈活的優(yōu)先級2021/7/1363中斷屏蔽寄存器用軟件設(shè)置靈活的優(yōu)先級2021/7/1363中斷輸入輸出方式的接口2021/7/1364中斷輸入輸出方式的接口2021/7/1364程序控制方式輸入輸出數(shù)據(jù)傳輸途徑CPU存儲器接口外設(shè)2021/7/1365程序控制方式輸入輸出數(shù)據(jù)傳輸途徑CPU存儲器接口外設(shè)20217.4DMA(DirectMemoryAccess)方式一、基本概念目的減少大批量數(shù)據(jù)傳輸時CPU的開銷。方法采用專用部件生成訪存地址并控制訪存過程。傳輸過程預(yù)處理數(shù)據(jù)傳輸后處理2021/7/13667.4DMA(DirectMemoryAccessDMA方式輸入輸出數(shù)據(jù)傳輸途徑CPU存儲器接口外設(shè)2021/7/1367DMA方式輸入輸出數(shù)據(jù)傳輸途徑CPU存儲器接口外設(shè)2021/二、DMA傳送方式問題訪存沖突解決方法CPU等待DMADMA趁存儲器空閑時訪問存儲器周期挪用cyclestealingCPU與DMA交替訪問存儲器透明方式2021/7/1368二、DMA傳送方式問題2021/7/1368DMA控制流程：2021/7/1369DMA控制流程：2021/7/1369三、DMA控制器結(jié)構(gòu)—基本結(jié)構(gòu)2021/7/1370三、DMA控制器結(jié)構(gòu)—基本結(jié)構(gòu)2021/7/1370DMA與CPU的連接：2021/7/1371DMA與CPU的連接：2021/7/13717.5通道方式通道是一個具有輸入輸出處理器控制的輸入輸出部件。通道控制器有自己的指令，即通道命令，能夠根據(jù)程序控制多個外部設(shè)備并提供了DMA共享的功能。一、通道的類型 1.選擇通道 2.數(shù)組多路通道 3.字節(jié)多路通道2021/7/13727.5通道方式通道是一個具有輸入輸出處理器控制的輸入二、通道的功能性能指標：流量（吞吐率）字節(jié)多路通道的極限流量應(yīng)大于所接外設(shè)的字節(jié)傳送速率之和；其他兩種通道的極限流量應(yīng)大于所接外設(shè)中字節(jié)傳送速率最大的設(shè)備。通道的功能： 1.接受CPU的指令。 2.讀取并執(zhí)行通道程序。 3.控制數(shù)據(jù)傳送。 4.讀取外設(shè)的狀態(tài)信息，提供給CPU。 5.發(fā)出中斷請求。2021/7/1373二、通道的功能性能指標：流量（吞吐率）2021/7/1373三、通道結(jié)構(gòu)的發(fā)展通道結(jié)構(gòu)的I/O處理機(IOP)專用處理機（如網(wǎng)卡、顯卡上的處理機）外圍處理機(PPU)通用機（如雙CPU服務(wù)器）功能數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換、數(shù)據(jù)搜索、數(shù)據(jù)格式轉(zhuǎn)換、檢錯糾錯、編碼/譯碼，打包/解包2021/7/1374三、通道結(jié)構(gòu)的發(fā)展通道結(jié)構(gòu)的I/O處理機(IOP)2021/7.6輸入輸出接口與總線

——SCSI總線1.特點從通道發(fā)展而來傳輸速度快靈活性好（適用于各種外設(shè)）設(shè)備獨立性采用高級命令系統(tǒng)2021/7/13757.6輸入輸出接口與總線

——SCSI總線1.2.信號定義信號電平：單端方式差分方式2021/7/13762.信號定義信號電平：2021/7/13763.總線控制地址構(gòu)成：設(shè)備地址(8個)邏輯單元號（邏輯設(shè)備號）邏輯分區(qū)地址（16到32位塊地址）通信協(xié)議：消息傳遞八個階段（操作狀態(tài)）：空閑，仲裁，選擇，再選擇，命令，數(shù)據(jù)，狀態(tài)，消息兩個異步條件：注意（有消息發(fā)出），復(fù)位2021/7/13773.總線控制地址構(gòu)成：2021/7/1377操作狀態(tài)2021/7/1378操作狀態(tài)2021/7/13784.消息系統(tǒng)消息的作用：傳遞操作信息（如設(shè)備執(zhí)行情況以及操作控制）消息類型：

單字消息 雙字消息 多字消息2021/7/13794.消息系統(tǒng)消息的作用：2021/7/1379SCSI消息（一）2021/7/1380SCSI消息（一）2021/7/1380SCSI消息（二）2021/7/1381SCSI消息（二）2021/7/13815.命令格式2021/7/13825.命令格式2021/7/1382SCSI的發(fā)展2021/7/1383SCSI的發(fā)展2021/7/13832021/7/13842021/7/1384SCSI接口芯片:LSI53C10102021/7/1385SCSI接口芯片:LSI53C10102021/7/138USB即插即用自動配置自動識別外圍設(shè)備連接關(guān)系4種數(shù)據(jù)傳輸方式針對配置、命令以及狀態(tài)信息的控制傳輸針對電話機和其他對時間極為敏感的事實傳輸針對操縱桿、鼠標器和鍵盤的中斷傳輸針對打印機、掃描以及數(shù)字相機的批傳輸4針的接插件2條信號線和2條電源線電源線采用5伏電壓2021/7/1386USB即插即用2021/7/1386USB2021/7/1387USB2021/7/1387問題？問題？注：文檔資料素材和資料部分來自網(wǎng)絡(luò)，如不慎侵犯了您的權(quán)益，請聯(lián)系文庫客服，我們將做刪除處理，感謝您的理解。注：文檔資料素材和資料部分來自網(wǎng)絡(luò)，如不慎侵犯了您的權(quán)益，請第七章輸入輸出系統(tǒng)第一節(jié)輸入輸出設(shè)備的類型第二節(jié)基本的輸入輸出方式第三節(jié)中斷方式第四節(jié)DMA方式第五節(jié)通道方式第六節(jié)輸入輸出接口與總線2021/7/1390第七章輸入輸出系統(tǒng)第一節(jié)輸入輸出設(shè)備的類型2021/7/7.1輸入輸出設(shè)備的類型一、輸出設(shè)備1.顯示器display顯像管CRT液晶LCD等離子體PlasmaDisplayPanel2.打印設(shè)備printer3.繪圖儀plotter2021/7/13917.1輸入輸出設(shè)備的類型一、輸出設(shè)備2021/7/132CRT顯示器——字符的顯示2021/7/1392CRT顯示器——字符的顯示2021/7/133CRT顯示器——光柵掃描2021/7/1393CRT顯示器——光柵掃描2021/7/134液晶顯示器2021/7/1394液晶顯示器2021/7/135液晶顯示器2021/7/1395液晶顯示器2021/7/136等離子體顯示器2021/7/1396等離子體顯示器2021/7/1372.打印設(shè)備擊打式impact串行、行式點陣針式、字模式非擊打式non-impact噴墨激光熱轉(zhuǎn)印2021/7/13972.打印設(shè)備擊打式impact2021/7/138擊打式打印機——點陣針式2021/7/1398擊打式打印機——點陣針式2021/7/139噴墨式打印機——氣泡式2021/7/1399噴墨式打印機——氣泡式2021/7/1310噴墨式打印機——壓電式2021/7/13100噴墨式打印機——壓電式2021/7/1311激光式打印機2021/7/13101激光式打印機2021/7/1312 3.繪圖儀平臺式滾筒式2021/7/13102 3.繪圖儀平臺式2021/7/1313二、輸入設(shè)備——鍵盤keyboard2021/7/13103二、輸入設(shè)備——鍵盤keyboard2021/7/1314二、輸入設(shè)備——光筆2021/7/13104二、輸入設(shè)備——光筆2021/7/1315二、輸入設(shè)備——鼠標器mouse2021/7/13105二、輸入設(shè)備——鼠標器mouse2021/7/1316二、輸入設(shè)備——數(shù)字化儀digitizercursor2021/7/13106二、輸入設(shè)備——數(shù)字化儀digitizercursor202二、輸入設(shè)備——觸摸屏Touchscreen2021/7/13107二、輸入設(shè)備——觸摸屏Touchscreen2021/7/1電阻式觸摸屏INT0#SS#SCKMISOMOSIPENIRQ#Y+CS#X+DCLKY-DOUTX-DINMotorolaMMC2107ADS78462021/7/13108電阻式觸摸屏INT0#PENIRQ#Y+MotorolTouchscreenLCD2021/7/13109TouchscreenLCD2021/7/1320二、輸入設(shè)備——掃描儀scanner2021/7/13110二、輸入設(shè)備——掃描儀scanner2021/7/1321三、外存設(shè)備

1.磁記錄原理與記錄方式2021/7/13111三、外存設(shè)備

1.磁記錄原理與記錄方式2021/7/13磁性材料的磁滯回歸線H:外加磁場B:磁感應(yīng)強度2021/7/13112磁性材料的磁滯回歸線H:外加磁場2021/7/1323三、外存設(shè)備

2.硬盤設(shè)備磁道track扇區(qū)sector柱面cylinder:

具有相同磁道的盤面組成形成一個圓柱2021/7/13113三、外存設(shè)備

2.硬盤設(shè)備磁道track2021/7/12021/7/131142021/7/1325磁頭2021/7/13115磁頭2021/7/1326 磁盤接口diskinterface磁盤控制器主機接口設(shè)備接口磁盤適配器2021/7/13116 磁盤接口diskinterface磁盤控制器主機接口設(shè)備磁盤的技術(shù)指標：存儲密度dencity位密度(lineardensity,recordingdensity)道密度(trackdensity)面密度(arealdensity)存儲容量capacity記錄面數(shù)每面磁道數(shù)每道扇區(qū)數(shù)扇區(qū)容量2021/7/13117磁盤的技術(shù)指標：存儲密度dencity2021/7/1328磁盤的技術(shù)指標：平均訪問時間Averageaccesstime每次磁盤訪問時間的平均值控制延遲controllerdelay尋道時間seektime旋轉(zhuǎn)延遲latency傳輸延遲transferdelay數(shù)據(jù)傳輸率Datatransferrate連續(xù)從磁盤上讀寫數(shù)據(jù)的速率2021/7/13118磁盤的技術(shù)指標：平均訪問時間Averageaccesst磁盤參數(shù)SpindleSpeed:7200rpm,10000rpmFormfactor:5.25”,3.5”,2.5”,1,8”尋道時間：磁頭移動到指定磁道的平均時間傳輸延遲：數(shù)據(jù)傳輸時間多個磁道連續(xù)讀寫的問題多個磁頭讀寫的問題2021/7/13119磁盤參數(shù)SpindleSpeed:7200rpm,10 3.磁盤陣列RAIDRedundantArrayofInexpensiveDisks目的：提高容量，提高可靠性 每個磁盤MTTF為20萬小時，100個無容錯陣列的MTTF為2000小時。

R’(t)=R100(t)=(e-lt)100=e-100lt=e-l’t l’=100l

MFFF’=1/l’=1/100l=MTTF/100

2021/7/13120 3.磁盤陣列RAIDRedundantArrayof磁盤陣列的類型RAID-0：非冗余的磁盤陣列。RAID-1：鏡像磁盤冗余陣列。RAID-2：海明碼糾錯冗余的磁盤陣列，位交叉。RAID-3：奇偶校驗冗余的磁盤陣列，位交叉。RAID-4：獨立傳送磁盤陣列，塊交叉，校驗盤是瓶頸。RAID-5：獨立傳送磁盤陣列，塊交叉，分布的冗余校驗。RAID-6：P+Q冗余技術(shù)，增強糾錯能力。2021/7/13121磁盤陣列的類型RAID-0：非冗余的磁盤陣列。2021/7/

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3.磁盤陣列2021/7/131273.磁盤陣列2021/7/13383.磁盤陣列（續(xù)）2021/7/131283.磁盤陣列（續(xù)）2021/7/1339復(fù)合RAID將多個RAID類型結(jié)合成一個RAID。例如RAID0+1或稱RAID0/12021/7/13129復(fù)合RAID將多個RAID類型結(jié)合成一個RAID。20214.光盤存儲設(shè)備類型：只讀型、Worm型、可擦寫型。(1)只讀型凹坑——信息記錄載體，壓制形成，邊界代表1，平面代表0光道——螺旋形，恒線速通道碼——(2,10;8,14,1)RLL編碼，14位代碼表示8位數(shù)據(jù)幀——記錄24字節(jié)有效數(shù)據(jù)，CIRC編碼，共32字節(jié)扇區(qū)——98個幀，2352字節(jié)有效數(shù)據(jù)，2048字節(jié)用戶數(shù)據(jù)2021/7/131304.光盤存儲設(shè)備類型：只讀型、Worm型、可擦寫型。2024.光盤存儲設(shè)備（續(xù)）2021/7/131314.光盤存儲設(shè)備（續(xù)）2021/7/13424.光盤存儲設(shè)備（續(xù)）(2)WORM型強激光燒灼出凹坑(3)可擦寫型相變型：晶態(tài)與非晶態(tài)轉(zhuǎn)換磁光型：激光與磁場調(diào)制記錄，克爾效應(yīng)讀取2021/7/131324.光盤存儲設(shè)備（續(xù)）(2)WORM型2021/7/137.2基本的輸入輸出方式一、外設(shè)的尋址統(tǒng)一編址法存儲器映像的外設(shè)尋址memorymappedaddressing用不同的地址值區(qū)分內(nèi)存與外設(shè)單獨編址法兩個地址空間用不同的地址空間區(qū)分內(nèi)存與外設(shè)2021/7/131337.2基本的輸入輸出方式一、外設(shè)的尋址2021/7/1外設(shè)的尋址地址空間存儲器地址空間I/O地址空間0M-1M+N-10M-10N-1設(shè)備0設(shè)備1設(shè)備n-1設(shè)備0設(shè)備1設(shè)備n-1統(tǒng)一編址法單獨編址法2021/7/13134外設(shè)的尋址地址空間存儲器地址空間I/O地址空間0M-1M+N統(tǒng)一編址法2021/7/13135統(tǒng)一編址法2021/7/1346單獨編址法

——兩個地址空間的實現(xiàn)兩套地址線一套地址線2021/7/13136單獨編址法

——兩個地址空間的實現(xiàn)兩套地址線一套地址線20二、外設(shè)的定時異步應(yīng)答方式同步時鐘定時字設(shè)備與塊設(shè)備2021/7/13137二、外設(shè)的定時異步2021/7/1348三、程序查詢方式

——由主機控制輸入輸出過程設(shè)備接口的結(jié)構(gòu)：2021/7/13138三、程序查詢方式

——由主機控制輸入輸出過程設(shè)備接口的結(jié)CPU處理過程：2021/7/13139CPU處理過程：2021/7/1350信號傳輸過程：2021/7/13140信號傳輸過程：2021/7/1351接口例子：2021/7/13141接口例子：2021/7/13527.3程序中斷方式interrupt一、基本概念中斷是一種在發(fā)生了一個異常事件時調(diào)用相應(yīng)的處理程序(或稱服務(wù)程序)的過程。中斷服務(wù)程序與中斷時CPU正在運行的程序是相互獨立的，相互不傳遞數(shù)據(jù)。中斷處理中的問題： (1)設(shè)備識別方式 (2)中斷處理程序入口地址的形成 (3)中斷裁決 (4)中斷屏蔽2021/7/131427.3程序中斷方式interrupt一、基本概念2021二、中斷響應(yīng)過程簡單的中斷處理過程：關(guān)中斷（屏蔽中斷）保存現(xiàn)場contextsaving識別中斷interruptrecognition形成服務(wù)程序入口地址執(zhí)行服務(wù)程序恢復(fù)現(xiàn)場開中斷2021/7/13143二、中斷響應(yīng)過程簡單的中斷處理過程：2021/7/1354設(shè)備的識別——問題1CPU輪詢(CPUpolling)

CPU依次發(fā)出不同設(shè)備的識別號，相應(yīng)的設(shè)備做出回答中斷向量(interruptvector)由設(shè)備主動向CPU發(fā)出識別信息2021/7/13144設(shè)備的識別——問題1CPU輪詢(CPUpolling)20入口地址形成——問題2根據(jù)輪詢結(jié)果形成中斷向量表根據(jù)識別號檢索入口地址通常位于內(nèi)存起始處2021/7/13145入口地址形成——問題2根據(jù)輪詢結(jié)果形成2021/7/1356三、中斷裁決——問題3三種方式：鏈式查詢獨立請求分組鏈式2021/7/13146三、中斷裁決——問題3三種方式：2021/7/13572021/7/131472021/7/1358三、中斷裁決——問題3三種方式：鏈式查詢獨立請求分組鏈式2021/7/13148三、中斷裁決——問題3三種方式：2021/7/1359三、中斷裁決——問題3三種方式：鏈式查詢獨立請求分組鏈式2021/7/13149三、中斷裁決——問題3三種方式：2021/7/1360四、中斷屏蔽——問題4多重中斷中斷服務(wù)程序也可以被中斷中斷嵌套實現(xiàn)方法多級中斷中斷屏蔽響應(yīng)過程：關(guān)中斷保存現(xiàn)場識別中斷形成服務(wù)程序入口地址開中斷執(zhí)行服務(wù)程序關(guān)中斷恢復(fù)現(xiàn)場開中斷2021/7/13150四、中斷屏蔽——問題4多重中斷響應(yīng)過程：2021/7/136多級中斷給CPU及中斷請求都設(shè)置優(yōu)先級由硬件根據(jù)優(yōu)先級確定響應(yīng)哪一個中斷優(yōu)先編碼器I0I1I2I3yxIE中斷CPU2021/7/13151多級中斷給CPU及中斷請求都設(shè)置優(yōu)先級I0yxIE中斷CPU中斷屏蔽寄存器用軟件設(shè)置靈活的優(yōu)先級2021/7/13152中斷屏蔽寄存器用軟件設(shè)置靈活的優(yōu)先級2021/7/1363中斷輸入輸出方式的接口2021/7/13153中斷輸入輸出方式的接口2021/7/1364程序控制方式輸入輸出數(shù)據(jù)傳輸途徑CPU存儲器接口外設(shè)2021/7/13154程序控制方式輸入輸出數(shù)據(jù)傳輸途徑CPU存儲器接口外設(shè)20217.4DMA(DirectMemoryAccess)方式一、基本概念目的減少大批量數(shù)據(jù)傳輸時CPU的開銷。方法采用專用部件生成訪存地址并控制訪存過程。傳輸過程預(yù)處理數(shù)據(jù)傳輸后處理2021/7/131557.4DMA(DirectMemoryAccessDMA方式輸入輸出數(shù)據(jù)傳輸途徑CPU存儲器接口外設(shè)2021/7/13156DMA方式輸入輸出數(shù)據(jù)傳輸途徑CPU存儲器接口外設(shè)2021/二、DMA傳送方式問題訪存沖突解決方法CPU等待DMADMA趁存儲器空閑時訪問存儲器周期挪用cyclestealingCPU與DMA交替訪問存儲器透明方式2021/7/13157二、DMA傳送方式問題2021/7/1368DMA控制流程：2021/7/13158DMA控制流程：2021/7/1369三、