/O設(shè)備及其工作原理輸入輸出系統(tǒng)的發(fā)展四種類型以CPU為中心的階段(早期階段)接口模塊和DMA階段具有通道結(jié)構(gòu)的階段具有ⅣO處理機(jī)的階段早期階段主存儲(chǔ)器cuk·/O設(shè)備較少,MO設(shè)備與主機(jī)交換信息都通過cPU這種交換方式延續(xù)了很長時(shí)間。當(dāng)時(shí)的MO設(shè)備具有如下幾個(gè)特點(diǎn)每個(gè)ⅣO設(shè)備都必須配有一套獨(dú)立的邏輯電路與CPU相連,線路復(fù)雜輸入輸出過程穿插在CPU執(zhí)行程序之中進(jìn)行,當(dāng)O與主機(jī)交換信息時(shí),CPU不得不停止各種運(yùn)算每個(gè)Ⅳ/O設(shè)備的邏輯控制電路與CPU的控制器緊密構(gòu)成個(gè)不可分割的整體,增減或更換ⅣO設(shè)備十分困難,接口模塊和DMA階段接口模塊:控制、緩沖。。l/O設(shè)備與CPU可按并行方式工作在主機(jī)與MO交換信息時(shí),CPU要中斷現(xiàn)行程序。DMA1/O和主存之間增加一條數(shù)據(jù)通路。O總線CPU主存總線內(nèi)存DMA總線接口1O接口O接口高速外設(shè)設(shè)備1設(shè)備n具有通道結(jié)構(gòu)的階段對(duì)大型系統(tǒng),設(shè)備多,數(shù)據(jù)傳輸頻繁,DMA造processormemory成的總線沖突仍然影響cPU的效率解決辦法:采用VO通道[Ochannellchannel方式進(jìn)行數(shù)據(jù)交換執(zhí)行專用指令,完成數(shù)據(jù)交換DDevic專用處理器,受主CPU控制(啟停等)具有通道結(jié)構(gòu)的階段通道與DMA的區(qū)別對(duì)cPU而言,通道比DMA具有更強(qiáng)的獨(dú)立處理O的能力DMA方式是通過DMA控制器控制總線,在外設(shè)和主存之間直接實(shí)現(xiàn)○傳送;而通道通過執(zhí)行通道程序進(jìn)行MO操作的管理。DMA控制器通常只控制一臺(tái)或多臺(tái)同類的高速設(shè)備而通道可控制多臺(tái)同類或不同類的設(shè)備誦道的位置主存CPU通道設(shè)備控制器外設(shè)6具有通道結(jié)構(gòu)的階段·cPU對(duì)通道的控制通過如下兩個(gè)方式進(jìn)行。cPU執(zhí)行JO指令。當(dāng)需要進(jìn)行l(wèi)o操作時(shí),CPU按約定的格式準(zhǔn)備好命令和數(shù)據(jù),編制好通道程序,然后通過執(zhí)行MO指令(例如:STARTVO,TESTl/O,HALT1/O等)來啟動(dòng)通道JO指令應(yīng)給出通道開始工作所需的全部參數(shù),如:通道執(zhí)行何種操作,在哪個(gè)通道和設(shè)備上進(jìn)行操作等。CPU啟動(dòng)道后,通道和外部設(shè)備將獨(dú)立進(jìn)行工作處理來自通道的中斷請(qǐng)求。當(dāng)通道和外設(shè)發(fā)生異常或結(jié)束處理時(shí),通道采用“中斷”方式向處理器報(bào)具有Ⅳ/O處理機(jī)的階段·O處理機(jī)(IoP)又叫外圍處理機(jī)(PeripheralProcessorUnit或PPU)。獨(dú)立于主機(jī)工作,不僅可完成ⅣO通道要完成的ⅣO控制,還可完成碼制轉(zhuǎn)換、格式處理、數(shù)據(jù)塊檢錯(cuò)糾錯(cuò)等操對(duì)于早期階段,接口模塊和DMA階段,具有通道結(jié)構(gòu)的階段,具有O處理機(jī)的階段這四個(gè)階段:這些方法逐步把處理O操作的負(fù)擔(dān)從CPU移到更智能化的MO控制器或ⅣO處理器,使處理器周期從1o操作中釋放出來。但也逐步增加了WO系統(tǒng)的復(fù)雜性和價(jià)格。因此,一個(gè)給定的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)應(yīng)該根據(jù)它所連接的設(shè)備選擇合適的Ⅳ0控制方式。J/O軟件在接口模塊方式下,應(yīng)用O指令和系統(tǒng)軟件中的管理程序完成WO設(shè)備與主機(jī)之間的協(xié)調(diào)工作。在通道管理方式下,則是需要ⅣO指令、通道指令以及相應(yīng)的操作系統(tǒng)·O指令:機(jī)器指令中的一類,IN、OUT、TEST等操作碼命令碼設(shè)備碼」操作碼作為MO指令與其他指令的區(qū)別,命令碼說明VO的具體操作,設(shè)備碼用于從多臺(tái)外設(shè)中選擇設(shè)備·通道指令:具有通道功能的O系統(tǒng)專門設(shè)