本章主要介绍了输入输出系统的组成、磁盘存储器的主要技术指标、I/O接口的职能和分类、I/O设备和主机的联系方式、程序查询方式、程序中断方式、DMA方式等内容。具体总结如下:

(1)I/O系统的组成:I/O设备及其接口控制逻辑、通道或I/O处理器以及I/O软件等统称为输入/输出系统。

(2)I/O系统的性能指标:吞吐率(I/O带宽)和响应时间(时延、等待时间)

(3)外部设备:输入设备、输出设备和外存储器统称为外部设备。所有的外部设备通过相应的电缆连到I/O接口电路上,I/O接口电路再连到系统总线,最终与CPU和主存相连。

(4)磁盘存储器的主要技术指标

a)记录密度:道密度、位密度

b)平均存取时间:包括磁头寻找目标磁道所需的寻道时间和找到磁道后磁头等待 所需读写的区段旋转到它的下方所需要的旋转等待时间。

c)数据传输率:分为外部数据传输率和内部数据传输率。

(5)I/O接口的职能:数据缓冲、记录状态、传递命令、数据格式转换、与主机侧和外设侧分别进行通信。

(6)I/O接口的类型

并行/串行、可编程/不可编程、通用/专用、程控/中断/DMA、点对点/多点

(7)I/O端口:指I/O接口中的用户可访问寄存器,有数据/命令/状态端口

(8)I/O指令:CPU用来控制和访问I/O接口的操作指令

(9)常用I/O控制方式

①程序查询方式:CPU通过执行查询程序来完成对外设的控制,实现和外设 的数据传送。在接口未“就绪”或外设“忙”时,CPU处于等待状态。

②程序中断方式:当外设准备好数据或准备好接收新数据或发生了特殊事件时,外设通过向CPU发中断请求,来中止CPU正在执行的程序,转到相应的中断服务程序去执行来完成数据交换或处理特殊事件,结束后,再回到原被中止的程序继续执行。

③DMA方式:DMA方式适合于像磁盘一类的高速设备(外存),以成批方式和主存直接交换数据。首先要对DMA控制器进行初始化;然后由DMA控制器控制总线在主存和高速设备之间进行直接数据交换;最后,DMA控制器发出“DMA传送结束”给外设,由外设发中断请求给CPU,CPU进行DMA结束处理。