第4章 輸入輸出與中斷

　　I/O接口——把外圍設備同微型計算機連接起來實現(xiàn)數(shù)據(jù)傳送的控制電路稱為“外設接口電路”，即I/O接口

　　I/O端口——I/O接口中可以由CPU進行讀或?qū)懙募拇嫫鞅环Q為“端口”

　　外設接口與CPU的信息傳送：

　　1. 外設接口通過微機總線(片總線、內(nèi)總線、外總線)與CPU連接

　　2. CPU同外設接****換的三種信息：

　　(1) 數(shù)據(jù)信息，包括數(shù)字量、模擬量和開關量

　　(2) 狀態(tài)信息，表示外設當前所處的工作狀態(tài)

　　(3) 控制信息用于控制外設接口的工作

　　3. 數(shù)據(jù)信息、狀態(tài)信息、控制信息都是通過數(shù)據(jù)總線來傳送的

　　I/O端口的編址方式及其特點：

　　1. 獨立編址(專用的I/O端口編址)——存儲器和I/O端口在兩個獨立的地址空間中

　　(1) 優(yōu)點：I/O端口的地址碼較短，譯碼電路簡單，存儲器同I/O端口的操作指令不同，程序比較清晰;存儲器和I/O端口的控制結(jié)構(gòu)相互獨立，可以分別設計

　　(2) 缺點：需要有專用的I/O指令，程序設計的靈活性較差

　　2. 統(tǒng)一編址(存儲器映像編址)——存儲器和I/O端口共用統(tǒng)一的地址空間，當一個地址空間分配給I/O端口以后，存儲器就不能再占有這一部分的地址空間

　　(1) 優(yōu)點：不需要專用的I/O指令，任何對存儲器數(shù)據(jù)進行操作的指令都可用于I/O端口的數(shù)據(jù)操作，程序設計比較靈活;由于I/O端口的地址空間是內(nèi)存空間的一部分，這樣，I/O端口的地址空間可大可小，從而使外設的數(shù)量幾乎不受限制

　　(2) 缺點：I/O端口占用了內(nèi)存空間的一部分，影響了系統(tǒng)的內(nèi)存容量;訪問I/O端口也要同訪問內(nèi)存一樣，由于內(nèi)存地址較長，導致執(zhí)行時間增加

　　微機系統(tǒng)中，數(shù)據(jù)傳送的控制方式：

　　1. 程序控制方式，以CPU為中心，數(shù)據(jù)傳送的控制來自CPU，通過預先編制好的程序?qū)崿F(xiàn)數(shù)據(jù)的傳送

　　2. DMA方式，直接存儲器訪問，不需要CPU干預，也不需要軟件介入的高速傳送方式

　　程序控制傳送方式分為三種：

　　1. 無條件傳送方式，又稱“同步傳送方式”，用于外設的定時是固定的而且是已知的場合，外設必須在微處理器限定的指令時間內(nèi)準備就緒，并完成數(shù)據(jù)的接收或發(fā)送

　　2. 查詢傳送方式，當CPU同外設工作不同步時，為保證數(shù)據(jù)傳送的正確而提出的，CPU必須先對外設進行狀態(tài)檢測，若外設已“準備好”，才進行數(shù)據(jù)傳送

　　3. 中斷傳送方式，解決了“無條件傳送方式”和“查詢傳送方式”只能串行工作的缺點，為了使CPU和外設之間可以并行工作，提出中斷傳送方式，采用中斷方式傳送數(shù)據(jù)時，CPU從啟動外設到外設就緒這段時間，仍在執(zhí)行主程序，當“中斷服務程序”執(zhí)行完畢后，則重新返回主程序