计算机组成原理：I/O系统与磁盘存储

"南航计算机组成原理课件8主要涵盖了互连及输入输出组织的相关内容，包括I/O设备和磁盘存储器的介绍，总线及系统互连、I/O接口的讲解，以及I/O传输方式的探讨。课程强调了I/O系统在计算机中的重要性，特别是其性能指标和功能，同时讨论了外设的发展和分类。" 在计算机系统中，I/O（Input/Output）系统是连接CPU、内存和外部设备的关键部分，它的主要职责是确保数据的高效传输和处理。I/O系统的性能通常由两个关键指标衡量：吞吐量（Throughput）和响应时间（Response Time）。吞吐量代表单位时间内系统能处理的数据量或完成的I/O操作次数，而响应时间则指从发起请求到任务完成所花费的时间。不同的应用对这两者有不同的需求，例如多媒体应用需要高吞吐量保证流畅播放，而事务处理系统则更注重短响应时间以提高效率。 I/O设备种类繁多，按照交互方式可以分为人-机交互设备（如键盘、鼠标、显示器）和机器可读设备（如磁盘、网络设备）。根据功能行为，设备可以分为输入设备（如键盘、扫描仪）、输出设备（如打印机、显示器）和外部存储设备（如磁盘驱动器），后者主要用于长期的信息存储。 磁盘存储器是重要的I/O设备，它使用磁盘读写原理来存取数据，并有特定的性能指标，如存取时间、数据传输速率等。冗余磁盘阵列（RAID）技术被用来提高磁盘存储系统的可靠性，通过数据冗余来防止数据丢失。 系统互连和总线扮演着将各个组件连接在一起的角色，I/O接口则是CPU与外设通信的桥梁。I/O传输方式多样，如程序控制方式、中断方式、DMA（直接存储器访问）等，它们各有优缺点，适用于不同的场景。 在设计I/O系统时，需要考虑如何建立高效的信息传输路径，如何将用户的I/O请求转化为设备指令，如何对设备进行寻址，以及如何协调CPU和I/O硬件以实现数据的平滑传输。这些都需要深入理解计算机组成原理，以及操作系统如何管理和调度I/O操作。 南航的这堂计算机组成原理课件8深入浅出地介绍了I/O系统的基础知识，对于计算机专业学生、跨考研究生以及准备考研的人来说，是理解计算机系统运作不可或缺的学习资料。通过学习这部分内容，可以更好地理解和分析计算机系统如何有效地处理和传输数据，为后续的深入学习打下坚实基础。