计算机组成原理第五章I/O系统详解

"该资源是关于计算机组成原理的第五章答案，主要涵盖了输入输出系统的内容，包括统一编址方式的I/O、I/O控制方式、中断机制、缓冲存储器的作用、数据传输速率计算、I/O接口分类以及中断向量地址和入口地址的区别等知识点。" 在计算机组成原理中，第五章主要探讨了输入输出（I/O）系统。其中，I/O与内存统一编址是一种设计方式，使得I/O设备和主存储器共享相同的地址空间，CPU可以直接像访问内存一样访问I/O设备，无需额外的I/O指令。这种方式简化了系统设计，但也可能导致CPU效率降低，因为等待I/O操作完成时，CPU可能需要空闲。 控制方式主要包括直接控制、中断和DMA（直接存储器访问）。直接控制适合于简单的慢速设备，CPU直接管理设备操作；中断方式允许CPU在执行其他任务时，由外部设备通过中断请求主动通知CPU进行数据交换，提高了CPU的利用率。中断处理完成后，CPU会返回原先的任务。中断向量地址包含了中断处理程序的内存地址，而入口地址则是中断服务程序的首地址。 缓冲存储器在I/O操作中起到关键作用，它用于暂时存储数据，例如在显示器的反复刷新过程中。在字符通信中，信息格式通常包括起始位、数据位、校验位和停止位，根据给定的字符传输速率和格式，可以计算出设备的数据传送速率。 I/O接口作为CPU和I/O设备之间的桥梁，分为并行接口和串行接口，通常根据数据传输方式来区分。启动I/O操作时，CPU会通过特定的指令和控制信号与接口交互，接口再向设备发送命令。 中断请求的发生条件是I/O接口的设备工作状态标志为1，中断屏蔽码允许中断，并且CPU检测到中断请求触发器为1。CPU响应中断请求则需中断允许标志为1，并且存在未处理的中断请求，在当前指令执行结束后进行响应。 这个资源提供了关于I/O系统核心概念的详细解答，对理解计算机如何与外部设备交互非常有帮助。