计算机组成原理之输入输出系统

输入输出的一般操作：

输入输出就是CPU将地址放在地址总线上，选择外设，之后如果是输入，则等候输入设备把数据放上去，然后去数据总线上读，如果是输出，则把数据放到数据总线上，设备把数据拿走。
由于，我们需要确定数据有效才能进行之后的操作，那么怎么确定数据有效呢？
对外围设备进行定时，首先就需要对外围设备进行分类：

一共三类，极慢和慢，慢和中等，高速。
对于这三类的外设而言，I/O接口与外设之间的数据传送方式有不同的方式。

首先速度极慢的设备，采用无条件传送方式，因为太慢了，所以CPU认为数据一直有效。

对于慢速和中速的设备，采用异步定时方式（也叫应答方式）
即由于还不在同一个数量级上，所以会安排若干个握手信号先，用来传递通知信息。

对于高速的外围设备，采用同步定时方式，即速度已经很快了，那我直接就按照固定的周期来读就行了。
之前的都是接口和外围设备之间数据传送的方式，接下来是CPU和I/O接口之间的数据传送方式。

CPU和I/O接口之间进行信息传输一共四种方式，分别是程序查询方式，程序中断方式，DMA方式，通道方式。
输入输出指令：

分别是置0置1，测试状态，数据传送。



中断机制：

中断的工作流程就是首先中断源发出中断请求，然后CPU响应中断条件，并从中判优，就是判断优先处理谁的中断，之后进行中断处理。

DMA方式：


首先分析中断方式的弊端，如果外设速度很快，则也会频繁打断CPU的正常运行，所以可以选择将数据传送这个功能下放给一个DMA控制器，每次DMA控制器接受DMA请求，向CPU报告，发出总线请求，CPU响应请求，将控制权给DMA，之后CPU自己接着运行自己的程序，DMA进行数据传输。之后DMA用完后，向CPU报告，交还总线控制权。