计算机组成原理：程序查询方式接口电路解析

"唐朔飞的《计算机组成原理》第二版PPT讲义，涵盖了计算机系统概论、系统总线、存储器、输入输出系统等多个主题，深入讲解了计算机硬件和软件的概念，以及冯·诺依曼计算机体系结构。特别强调了程序查询方式的接口电路在输入输出系统中的应用。" 在《计算机组成原理》中，程序查询方式的接口电路是一种早期的输入/输出(I/O)控制方式。这种控制方式主要用于计算机与外部设备之间的通信。以下是该知识点的详细说明： 1. **程序查询方式**：在程序查询方式中，CPU需要不断检查设备是否准备好进行数据传输。这个过程包括以下步骤： - **步骤①**：CPU暂停当前正在执行的程序，转而执行查询设备状态的指令。 - **步骤②**：通过设备选择电路，CPU选择要通信的特定设备。设备选择通常通过地址线和设备选择信号（如SEL）来完成。 - **步骤③**：CPU读取设备的状态，比如通过数据线（DBR）上的准备就绪（Ready）信号，判断设备是否准备好接收或发送数据。 - **步骤④**：如果设备未准备好，CPU会再次执行查询，直到设备准备好。 - **步骤⑤**：设备准备好后，CPU发送启动命令，启动数据传输。 - **步骤⑥**：数据传输完成后，设备向CPU发送结束信号，CPU恢复执行原来的程序。 2. **接口电路**：接口电路是连接CPU和外部设备的桥梁，它处理设备的控制信号和数据信号。在程序查询方式中，接口电路通常包含设备状态寄存器、控制寄存器和数据缓冲区等组件，用于缓存数据并管理I/O操作。 3. **冯·诺依曼计算机体系结构**：此讲义也提到了冯·诺依曼架构，这是现代计算机的基础。它包括五个主要部分：运算器、控制器、存储器、输入设备和输出设备。存储器中同时存放指令和数据，指令由操作码和地址码组成，通过总线进行传输。运算器负责算术和逻辑运算，控制器则指挥程序的执行。 4. **存储程序概念**：冯·诺依曼模型的核心是存储程序，即程序和数据预先存储在内存中，CPU按照内存中的指令顺序执行，实现自动计算。 5. **虚拟机器与软件层次**：讲义中还介绍了计算机软件的层次结构，包括高级语言、汇编语言、操作系统、微指令系统等，每个层级都提供了一个虚拟机器，使得程序员可以与计算机进行抽象级别的交互。 程序查询方式的接口电路是理解计算机硬件与外设交互的重要知识点，而冯·诺依曼计算机体系结构则是计算机科学的基础。唐朔飞的PPT讲义详细阐述了这些概念，对于学习计算机组成原理的学生来说是非常宝贵的资源。