第七章(新)并行输入输出接口
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第7章思考题与习题参考答案1.计算机的I/O系统的功能是什么?它由哪几个部分组成?答:计算机的I/O系统,主要用于解决主机与外部设备间的信息通讯,提供信息通路,使外围设备与主机能够协调一致地工作。
计算机的I/O系统由I/O硬件和I/O软件两大部分组成。
其中I/O硬件包括:系统总线、I/O接口、I/O设备及设备控制器。
I/O软件包括:用户的I/O程序、设备驱动程序、设备控制程序。
2.I/O硬件包括哪几个部分?各部分的作用是什么?答:I/O硬件包括:系统总线、I/O接口、I/O设备及设备控制器。
系统总线的作用是为CPU、主存、I/O设备(通过I/O接口)各大部件之间的信息传输提供通路。
I/O接口通常是指主机与I/O设备之间设置的一个硬件电路及其相应的控制软件。
它用于在系统总线和外设之间传输信号,并起缓冲作用,以满足接口两边的时序要求。
I/O设备的作用是为主机与外部世界打交道提供一个工具。
设备控制器用来控制I/O设备的具体动作,不同的I/O设备需要完成的控制功能不同。
3.什么是用户I/O程序?什么是设备驱动程序?什么是设备控制程序?答:用户I/O程序是指用户利用操作系统提供的调用界面编写的具体I/O设备的输入输出程序。
例如用户编写的用打印机输出文本的程序。
设备驱动程序是一种可以使计算机和设备通信的特殊程序。
可以说相当于操作系统与硬件的接口,操作系统只有通过这个接口,才能控制硬件设备的工作,假如某设备的驱动程序未能正确安装,便不能正常工作。
设备控制程序就是驱动程序中具体对设备进行控制的程序。
设备控制程序通过接口控制逻辑电路,发出控制命令字。
命令字代码各位表达了要求I/O设备执行操作的控制代码,由硬件逻辑解释执行,发出控制外设的有关控制信号。
4.说明设计I/O系统的三个要素的具体内容。
答:设计I/O系统应该考虑如下三个要素:①数据定位: I/O系统必须能够根据主机提出的要求进行设备的选择,并按照数据在设备中的地址找到相应的数据。
第一讲:第七章接口与并行通信回顾:微机系统结构及控制信号的名称和作用。
本讲重点:I/O接口概述,CPU与I/O接口,I/O接口与系统的连接。
讲授内容:7.1 CPU与外设之间的数据传输一.CPU与I/O接口接口电路按功能可分为两类:①是使微处理器正常工作所需要的辅助电路:时钟信号或中断请求等;②是输入/输出接口电路:CPU与外部设备信息的传送(接收、发送)。
最常用的外部设备:如键盘、显示装置、打印机、磁盘机等都是通过输入/输出接口和总线相连的,完成检测和控制的仪表装置也属于外部设备之列,也是通过接口电路和主机相连。
1.为什么要用接口电路:需要分析一下外部设备的输入/输出操作和存储器读/写操作的不同之处:存储器都是用来保存信息的,功能单一,传送方式单一(一次必定是传送1个字节或者1个字),品种很有限(只有只读类型和可读/可写类型),存取速度基本上和CPU的工作速度匹配.。
外部设备的功能多种多样的(输入设备,输出设备,输入设备/输出设备),信息多样(数字式的,模拟式的),信息传输的方式(并行的,串行的),外设的工作速度通常比CPU的速度低得多,而且各种外设的工作速度互不相同,这也要求通过接口电路对输入/输出过程起一个缓冲和联络的作用。
注:接口电路完成相应的信号转换、速度匹配、数据缓冲等功能2.接口的功能(8种):⑴寻址能力:对送来的片选信号进行识别。
⑵输入/输出功能:根据读/写信号决定当前进行的是输入操作还是输出操作。
⑶数据转换功能:并行数据向串行数据的转换或串行数据向并行数据的转换。
⑷联络功能:就绪信号,忙信号等。
⑸中断管理:发出中斯请求信号、接收中断响应信号、发送中断类型码的功能。
并具有优先级管理功能。
⑹复位:接收复位信号,从而使接口本身以及所连的外设进行重新启动。
⑺可编程:用软件来决定其工作方式,用软件来设置有关的控制信号。
⑻错误检测:一类是传输错误。
另—类是覆盖错误。
注:一些接口还可根据具体情况设置其它的检测信息。