第六章-输入输出程序设计：基本技术、端口地址、四种方式、中断服务程序

第六章-输入输出程序设计PPT.ppt；第六章-输入输出程序设计PPT.ppt;第六章 输入/输出程序设计 在本章中，我们将学习输入输出的基本技术及相关概念。输入操作是指CPU从外设读取信息，而输出操作是指CPU向外设写入信息。输入输出操作是CPU访问外设的关键环节，因为程序和各种数据必须通过输入操作才能进入计算机内部，计算结果或控制指令则要通过输出操作送给相关外设。 6.1 工作原理 在输入输出程序设计中，CPU与外设之间进行信息交换。CPU通过特定的方式寻址外设，并通过数据传送方式进行数据的输入和输出。下面我们将分别详细介绍这些内容。 6.2 数据的输入/输出方式 数据的输入操作指的是从外设读取数据，而数据的输出操作指的是将数据写入外设。在输入输出程序设计中，有四种常见的数据输入输出方式，分别是查询方式、程序控制方式、中断方式和DMA方式。下面我们将依次介绍这四种方式及其特点。 查询方式是最简单的数据输入输出方式，CPU在进行一次输入输出操作之前，先对外设的状态进行查询，如果外设准备好了，CPU就进行数据的输入输出操作，否则就等待外设准备好。查询方式的优点是实现简单，缺点是效率低。 程序控制方式是由程序员控制外设进行输入输出操作。程序通过设定特定的指令来控制外设的工作模式和数据的输入输出，这种方式灵活性较高，但依赖于程序的控制，因此效率较低。 中断方式是外设在数据准备好时向CPU发出中断请求，CPU在接收到中断请求后暂停当前任务，转而处理中断服务程序。中断方式具有高效性和实时性，但实现较为复杂。 DMA方式是通过DMA控制器来实现数据的输入输出。DMA控制器独立于CPU工作，它具有自动控制的能力，可以在CPU不参与的情况下完成数据的输入输出，从而提高输入输出的效率。 6.3 CPU寻址外设的方式 在输入输出程序设计中，CPU需要通过特定的方式来寻址外设。常见的寻址方式有两种，分别是端口地址寻址和统一编址方式。 端口地址寻址是指通过特定的端口地址来寻址外设。在端口地址寻址中，CPU将端口地址放入特定寄存器中，通过读写这个寄存器来实现对外设的寻址。 统一编址方式是指将外设的寄存器映射到CPU的存储器地址空间中，CPU通过访问存储器来实现对外设的寻址。统一编址方式的缺点是占用了部分存储器地址空间，从而减少了存储器可用地址空间的大小。 6.4 中断的概念和中断服务程序的编写 中断是指外设在工作的过程中向CPU发出的中断请求。中断可以分为内部中断和外部中断。内部中断是由CPU内部产生的，如程序执行错误、溢出等。外部中断是由外部设备产生的，如键盘输入、计时器溢出等。 中断服务程序是用来处理中断的程序。中断服务程序需要通过中断矢量表来确定中断的类型，并执行相应的处理过程。中断响应条件是指CPU对中断请求作出响应的条件，例如开启中断允许位。中断响应过程是指CPU在接收到中断请求后，暂停当前任务，转而处理中断服务程序的过程。 在本章中，我们必须重点掌握数据信息、状态信息、控制信息的含义；了解端口地址的概念和两种编址方式；学习输入输出的四种方式及其特点；掌握中断的概念、中断源的划分、中断矢量表结构、中断响应条件和中断响应过程；并能够编写简单的中断服务程序。 总之，在输入输出程序设计中，我们需要了解CPU与外设的信息交换方式，包括CPU寻址外设的方式和数据的传送方式。我们还需要熟悉数据的输入/输出方式，包括查询方式、程序控制方式、中断方式和DMA方式。此外，我们也需要了解中断的概念和中断服务程序的编写方法。通过学习本章内容，我们将能够深入理解输入输出程序设计的原理和工作方式，并能够编写简单的中断服务程序。