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2014计算机三级《PC技术》考试要点第三章(3)

来源:考试吧 2014-9-13 10:50:54 考试吧:中国教育培训第一门户 模拟考场
考试吧整理了“计算机三级《PC技术》章节考试要点”,提供给各位考生备考,更多考试资料请持续关注考试吧计算机等级考试频道!

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  第三节 输入输出控制

  输入输出寻址,轮询I/O方式,中断传送方式,DMA传送方式

  1.I/O寻址

  在80X86系列CPU中,采用专门的I/O指令来对I/O端口进行输入或输出操作。在CPU中负责与I/O端口交换信息的寄存器只能是AL(8位数据或16位数据)。在输入、输出指令中,直接寻址范围是0~255;通过DX寄存器存放外设的端口地址而间接寻址的范围是0~65535。两个连续的8位端口可以当作一个16位端口来使用。

  在PC机中,实际上只有10条地址线(A0~A9)参加I/O端口地址译码,因此实际能访问的I/O端口数为1024。相应的地址空间为000H~3FFH,其中000H~1FFH分配给系统板上的I/O端口,200H~3FFH分配给I/O插卡。所以当地址线A9为高电平时,表示PC机的系统总线与I/O插卡交换数据;A9为低电平时,系统总线为主板上的I/O端口交换数据。

  区分访问内存与外设的控制信号是M/IO,当其为低电平时,表示CPU访问I/O设备。为区分读操作或写操作应利用CPU相应控制信号,如IOR表示读I/O端口,IOW表示写I/O端口。在I/O端口的地址译码电路中,还必须使用AEN信号参与译码,AEN是DMA允许地址输出信号,高电平时表示DAM控制器接管地址总线,只有当ANE为低电平时,才表示是CPU接管地址总线,在地址总线上送来的CPU是访问I/O端口的地址,才允许I/O端口进行译码输出。

  2.计算机与外设交换信息的方式

  计算机与外设交换信息的方式有4种:直接程序传送方式、程序查询方式、程序中断方式和DMA(直接访问存储器)方式。

  直接程序传送方式适合于开关和数码显示器等比较简单,可以直接向其输入或输出的器件。程序查询方式适用于那些数据有一个准备与就绪过程的外设,只有外设准备好了,CPU才能进行数据的读写。

  程序中断方式使CPU与外设能同时并行地工作,以提高CPU的利用率。DMA方式是计算机与外设高速交换信息的方式,这种方式在DMA控制器的控制下,让外设与内存之间不通过CPU而直接交换数据。由于DMA是用硬件实现这种数据交换的,所以速度很高,并且可以批量传输,适用于高速外设。在DMA开始之前要用程序对DMA控制器芯片进行初始化;在DMA传输结束后,也要用程序进行有关数据的处理工作。

  3.计算机与外设之间交换信息的内容

  计算机与外设之间交换信息的类型有3种:外设的状态、计算机给外设的命令、双方交换的信息。

  4.查询I/O方式

  查询方式的程序设计包括如下步骤:①输入I/O设备的状态信息;

  ②判断I/O设备就绪否?若未就绪,则重新取设备状态继续判断;③若I/O设备已就绪,则执行I/O数据传输。

  查询方式所需硬件、软件都很简单,但浪费了大量的CPU时间。为了提高查询方式中CPU的工作效率,可以让CPU依次对多个外设查询,即轮询。

  5.程序中断I/O方式

  在计算机中专门负责中断处理的硬件和软件称为中断系统。不同类型的CPU,其中断系统的机能不同。

  从主程序转向I/O中断服务程序的过程称为中断响应,I/O中断响应是通过硬件实现的。其任务是:

  ①保存主程序的返回地址;

  ②转向中断服务程序的入口地址。中断服务程序的任务是:①保护CPU现场;

  ②开中断(在响应中断的过程中要关中断,以区分一次响应中断的过程。若在本次处理中断的过程中允许响应更高级别的中断,则需及时开中断);③中断服务处理;

  ④恢复主程序的CPU现场;

  ⑤在80X86系统中,要向8259发EOI(中断结束)命令,以便执行中断嵌套功能;⑥返回主程序的断点处,以便继续执行主程序。

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