计算机组成原理：程序查询方式的接口电路解析

"《程序查询方式的接口电路》是计算机组成原理的一部分，主要讨论了在计算机系统中如何通过程序查询的方式进行输入/输出(I/O)操作。内容涵盖计算机系统的基本构成、冯·诺依曼计算机的特点以及计算机体系结构与组成。书中详细介绍了设备选择电路、数据线、准备就绪信号、启动命令等接口电路的关键元素，这些都是理解输入输出系统工作原理的基础。" 在计算机组成原理中，程序查询方式是一种早期的I/O交互方法，它涉及CPU主动通过一系列指令来检查外围设备的状态，以确定是否准备好进行数据传输。在给出的描述中，程序查询方式的接口电路包括以下几个步骤： 1. **设备选择电路**：CPU通过设备选择线(SEL)来指定要通信的设备。当设备选择信号为低电平时，对应的设备被选中。 2. **数据线**：数据线(DBR)用于在CPU和设备之间传输数据。CPU通过读取或写入数据线来获取或发送信息。 3. **准备就绪信号**：设备通过准备就绪(Q)信号告诉CPU它是否准备好接收或发送数据。如果设备准备好，Q信号为高电平。 4. **启动命令**：CPU通过发送启动命令启动设备进行工作，这通常涉及到对特定地址线的置位。 5. **输入数据**：在设备准备好后，CPU可以从设备读取输入数据。 6. **设备工作和结束**：设备执行任务，完成数据传输后，会通过准备就绪信号通知CPU，然后CPU可以进行下一步操作。 计算机系统由硬件和软件两部分组成，其中硬件包括五大基本部件：运算器、控制器、存储器、输入设备和输出设备。冯·诺依曼计算机的特点是采用存储程序的方式，指令和数据都以二进制形式存储在内存中，并且指令由操作码和地址码两部分组成。运算器执行算术和逻辑运算，控制器负责指挥程序的运行，而存储器则用于存储数据和指令。 计算机体系结构定义了计算机的宏观特性，比如指令系统、数据类型、寻址技术等，而计算机组成则是实现这些特性的具体物理设计。在冯·诺依曼架构中，计算过程包括数据的输入、运算、存储和输出，所有的操作都受到存储在内存中的程序的控制。 了解程序查询方式及其接口电路对于深入理解计算机系统的工作原理至关重要，特别是在早期的计算机系统中，这种I/O方式被广泛使用。然而，随着技术的发展，现代计算机更多地采用中断、DMA（直接内存访问）等方式进行I/O操作，以提高效率和系统响应速度。