微机输入输出系统：中断与DMA方式解析

输入输出系统是计算机硬件的重要组成部分，它负责计算机与外部设备之间的数据交换。在第8章中，我们将深入探讨输入输出（I/O）系统的各个方面。 首先，我们关注的是8.1输入输出系统概述。这里，主要讨论了输入输出设备的编址和数据传送控制方式。设备编址是指计算机如何识别和选择不同的I/O设备，以便正确地发送和接收数据。数据传送控制方式则涉及到如何管理数据从设备到处理器或反之的流动，包括同步、异步、批量传输等多种方式。 接下来，8.2部分介绍了程序中断输入输出方式。中断是计算机处理外部事件的一种机制，当设备完成一项任务或需要CPU干预时，会触发中断。中断的作用包括提高CPU效率、实现多任务处理和实时响应。中断的发生、响应和处理流程是这一部分的重点。 8.3章节讲解了直接存储器访问（DMA）输入输出方式。DMA允许数据直接在内存和设备之间传输，无需CPU参与，从而提高了数据传输的速度和效率。DMA有多种工作模式，每种模式都有其特定的应用场景和数据传送过程。 接口电路在输入输出系统中扮演着至关重要的角色。由于CPU和外部设备在速度、信号形式、工作原理等方面存在差异，接口电路作为中介，实现了它们之间的兼容性和协调性。接口电路的功能包括信息变换、速度匹配、数据缓冲，以及管理和控制中断、状态信息、联络信息等。 接口电路的具体功能包括： 1. 寻址能力，能识别来自CPU的地址信息，确定要操作的设备。 2. 输入/输出功能，根据读/写信号进行数据的输入或输出。 3. 数据转换，将串行和并行数据相互转换以适应不同的设备需求。 4. 联络功能，通过联络信号确保设备和CPU之间的同步。 5. 中断管理，处理中断请求、响应和类型码，同时具备优先级管理。 6. 复位功能，用于重新初始化接口和连接的设备。 7. 可编程性，允许通过软件配置接口的工作模式和控制信号。 8. 错误检测，包括传输错误和覆盖错误的检测，确保数据的正确性。 输入输出系统不仅包括外部设备，如键盘、鼠标、显示器和硬盘等，还包括它们与CPU和内存之间的交互。理解这个系统的工作原理对于优化系统性能、设计高效的操作系统以及解决硬件问题都至关重要。