I/O设备的数据传送方式

   计算机系统通过硬件接口以及I/O控制程序对外部设备进行控制，使其能协调地、有效地完成输入输出工作。能直接控制硬件的汇编语言就成了编写高性能I/O程序最有效的程序设计语言。

    一、常用的I/O设备

    1．I/O设备

    打印机（串、并）

    绘图仪（平板式、滚筒式）

    显示器（字符、汉字、图形、图像）

    图形输入设备（鼠标、图形板、操纵杆）

    图象输入设备（摄像机、扫描仪、传真机）

    汉字输入设备

    其它（数据转换、输入输出）

    2．外存贮器

    磁盘（软磁盘、硬磁盘）

    磁带

    磁卡片

    其它

    3．终端设备

    通用终端：会话型、智能型

    专用终端

    二、CPU与外设

    1．CPU和外部设备的连接：通过硬件接口或控制器相连。

    2．CPU利用输入/输出指令(IN/OUT)与外部设备交换信息。这些信息有以下三种：

    1）控制信息：CPU输出到I/O接口，告诉接口和设备要做什么工作。

    2）状态信息：CPU从I/O接口输入，表示I/O设备当前的状态。

    3）数据信息：双向传输，是I/O设备和CPU真正要交换的信息。

    三、CPU与外设之间的数据传送

    1．无条件传送

    程序设计简单，可靠性差

    2．查询方式（可靠，CPU利用率低）

    1）查询式输入

    

    2）查询式输出

    

    四、直接存储器存取DMA方式

    1．输入/输出的传送方式

    程序直接控制I/O方式：CPU通过执行程序不断读取并测试外设的状态，如果外设处于准备好状态(输入设备)或者空闲状态(输出设备)，则CPU执行输入指令或输出指令与外设交换信息。此为查询式传送方式。也可用无条件传送方式直接与外设交换信息。

    中断传送方式：利用中断技术对输入/输出进行处理的方式。

    DMA方式：直接存储器存取方式(或称为成组数据传送方式)。

    通道控制方式：利用I/O协处理器的传送方式。

    I/O处理机方式：利用专门的计算机进行I/O传送的I/O处理机方式。

    2．DMA方式

    1）DMA控制器或接口一般包括四个寄存器：状态控制寄存器、数据寄存器、地址寄存器和字节计数器，这些寄存器能在信息传送之前进行初始化。每个字节传送后，地址寄存器增1，字节计数器减1。

    

    2）计算机系统完成DMA传送的步骤

    （1）首先由接口发出DREQ信号，请求DMA控制器进行数据传送；

    （2）DMA控制器向CPU发出HOLD信号，请求使用总线。

    （3）CPU发出响应信号HLDA给DMA控制器，并将总线让出，DMA控制器取得总线控制权。

    （4）DMA控制器向接口发出DACK（DMA应答）信号，启动接口进行数据传送；

    （5）传输数据的存储器地址通过地址总线发出。

    （6）传输的数据字节通过数据总线传送。

    （7）地址寄存器增1。

    （8）字节计数器减1。

    （9）如字节计数器未减1到0，则转向第3步。

    （10）否则，DMA控制器撤销总线请求信号HOLD，CPU收回总线控制权，传送结束。