第4章 輸入輸出與中斷

　　I/O接口——把外圍設(shè)備同微型計(jì)算機(jī)連接起來實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)傳送的控制電路稱為“外設(shè)接口電路”，即I/O接口

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

　　外設(shè)接口與CPU的信息傳送：

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

　　2. CPU同外設(shè)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(guān)量

　　(2) 狀態(tài)信息，表示外設(shè)當(dāng)前所處的工作狀態(tài)

　　(3) 控制信息用于控制外設(shè)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(diǎn)：

　　1. 獨(dú)立編址(專用的I/O端口編址)——存儲(chǔ)器和I/O端口在兩個(gè)獨(dú)立的地址空間中

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

　　(2) 缺點(diǎn)：需要有專用的I/O指令，程序設(shè)計(jì)的靈活性較差

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

　　(1) 優(yōu)點(diǎn)：不需要專用的I/O指令，任何對存儲(chǔ)器數(shù)據(jù)進(jìn)行操作的指令都可用于I/O端口的數(shù)據(jù)操作，程序設(shè)計(jì)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(shè)的數(shù)量幾乎不受限制

　　(2) 缺點(diǎn)：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(dǎo)致執(zhí)行時(shí)間增加

　　微機(jī)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(yù)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(chǔ)器訪問，不需要CPU干預(yù)，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(shè)的定時(shí)是固定的而且是已知的場合，外設(shè)必須在微處理器限定的指令時(shí)間內(nèi)準(zhǔn)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(dāng)CPU同外設(shè)工作不同步時(shí)，為保證數(shù)據(jù)傳送的正確而提出的，CPU必須先對外設(shè)進(jìn)行狀態(tài)檢測，若外設(shè)已“準(zhǔn)備好”，才進(jìn)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(diǎn)，為了使CPU和外設(shè)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(shí)，CPU從啟動(dòng)外設(shè)到外設(shè)就緒這段時(shí)間，仍在執(zhí)行主程序，當(dāng)“中斷服務(wù)程序”執(zhí)行完畢后，則重新返回主程序