【王道笔记-计算机组成原理(完结)】第七章 输入/输出系统

本章知识结构图如下:
【王道笔记-计算机组成原理(完结)】第七章 输入/输出系统

一、基本概念

1.输入/输出系统

  输入/输出是以主机为中心而言的,将信息从外部设备传送到主机称为输入,反之称为输出。

  • 外部设备
  • 接口:在各个外设与主机之间传输数据时进行各种协调工作的逻辑部件。协调包括传输过程中速度的匹配、电平和格式转换等。
  • 输入设备:键盘和鼠标是最基本的。
  • 输出设备:显示器、打印机是最基本的。
  • 外存设备:外部存储,硬盘、光盘是最基本的。

  I/O系统由I/O硬件和I/O软件构成:

  • I/O硬件:外部设备、设备控制器和接口、I/O总线等。
  • I/O软件:驱动程序、用户程序、管理程序、升级补丁等。

2.I/O控制方式

  • 程序查询方式:由CPU通过程序不断查询I/O设备是否已做好准备,从而控制I/O设备与主机交换信息。
  • 程序中断方式:只在I/O设备准备就绪并向CPU发出中断请求时才予以响应。
  • DMA方式:主存和I/O设备之间有一条直接数据通路,当主存和I/O设备交换信息时,无须调用中断服务程序。
  • 通道方式:在系统中设有通道控制部件,每个通道都挂接若干外设,主机在执行I/O命令时,只需启动有关通道,通道将执行通道程序,从而完成I/O操作。

二、外部设备

1.输入设备

  • 键盘(最常用):

  键盘通常以矩阵的形式排列按键,每个键用符号标明其含义和作用。每个键相当于一个开关,按下键时,电信号连通;松开键时,弹簧弹起,电信号断开。键盘输入信息可分为3个步骤∶①查出按下的是哪个键;②将该键翻译成能被主机接收的编码,如 ASCII 码;③将编码传送给主机。

  • 鼠标:

  鼠标是常用的定位输入设备,它把用户的操作与计算机屏幕上的位置信息相联系。常用的鼠标有机械式和光电式两种。
  工作原理∶鼠标在平面上移动时,其底部传感器把运动的方向和距离检测出来,从而控制光标做相应的运动。

2.输出设备

  • 显示器
  • 打印机

3.外存储器(主要采用磁表面存储器ROM)

  磁表面存储器的特点:
  优点∶①存储容量大,位价格低;②记录介质可重复使用;③记录信息可长期保存而不丢失,甚至可脱机存档;④非破坏性读出,读出时不需要再生。
  缺点∶存取速度慢,机械结构复杂,对工作环境要求较高。

  • 磁盘存储器: