第七章输入输出系统 计算公式： 1.VRAM容量=分辨率灰度级位数 2.VRAM带宽=分辨率灰度级位数帧频 3.磁盘的容量：磁盘存储的字节总数 4.磁盘记录密度： 道密度 位密度 面密度 沿半径方向单位长度的磁道数 磁道单位长度上能记录二进制代码位数 道密度位密度 5.磁盘平均存取时间=寻道时间（磁头移动到目的磁道时间）+旋转延迟时间（磁头定位到所在扇区时间）+传输时间 6.磁盘数据传输率=r*N（磁盘转数r转/秒，每条磁道容量为N个字节） 7.刷新存储器：颜色数为m，字长n，则2n=m

知识点： 1.磁盘（按块存取，读写操作串行）： 记录面 磁道 扇区（磁盘读写最小单位） 磁头数 柱面数 扇区数 2.磁盘地址： 驱动器号 磁道号 盘面号 扇区号 3.RAID：将多个独立的物理磁盘组成一个独立的逻辑盘。 通过使用多个磁盘，提高传输率； 通过在多个磁盘上并行存取来大幅提高存储系统的数据吞吐量； 通过镜像功能，提高安全性； 通过数据校验，提供容错能力。 4.I/O接口：主机外设交接界面，通过接口实现主机外设之间的信息交换。 I/O接口功能：选址 传送命令 传送数据 反应I/O设备工作状态 I/O接口类型 按数据传送方式分类 串行接口 并行接口 按主机访问I/O设备的控制方式 程序查询接口 中断接口 DMA接口 按功能选择灵活性 可编程接口 不可编程接口 I/O端口：接口电路中可被CPU直接访问的寄存器，有数据端口、状态端口、控制端口， 若干端口+控制逻辑电路=接口 I/O端口编址方式 统一编址 （存储器映射方式） 把I/O端口当做存储器单元进行地址分配 优点：不需要专门指令，CPU访问IO灵活 使端口有较大的编址空间 缺点：占用存取器地址，内存变小 执行速度慢 独立编址 （I/O映射方式） I/O端口地址与存储器地址无关 优点：IO指令与存储器指令有明显区别，程序编制清晰便于理解 缺点：CPU提供存储器读写IO读写两种控制信号，增加控制复杂性 IO接口：

5.IO方式： 程序查询方式 （接口中设置一个数据端口，一个状态端口） 工作流程： ①CPU执行初始化程序，并预置传送参数 ②向IO接口发出命令字，启动IO设备 ③从外设接口读取状态信息 ④CPU不断查询IO设备状态，直到外设准备就绪。 ⑤传送一次数据 ⑥修改地址、计数器参数 ⑦判断传送是否结束，若未结束转③，直到计数器为0 主要特点： ①CPU有踏步现象，CPU与IO串行工作 ②接口设计简单、设备较少 ③花费很多时间查询等待 ④一段时间内只能和一台外设交换信息，效率低 程序中断方式 特点： CPU在程序中安排好于某时启动某个外设，然后CPU继续执行原来的程序。 一旦外设完成数据传送的准备工作，就主动向CPU发出外设请求。 在可以响应中断的条件下，CPU暂时终止正在执行的程序，转去执行中断服务程序为外设服务。 在中断服务程序中完成主机与外设的数据传送，传送完成后，CPU返回原来的程序。 硬件故障>软件中断 非屏蔽中断>可屏蔽中断 DMA请求>IO设备中断请求 高速>低速设备 实时设备>普通设备 CPU响应中断的三个条件： ①中断源有中断请求 ②CPU允许中断及开中断 ③一条指令执行完毕，没有更紧迫的任务 中断处理过程： ①关中断 ②保存断点 ③引出中断服务程序 ④保存现场和屏蔽字 ⑤开中断 ⑥执行中断服务程序（核心） ⑦关中断 ⑧恢复现场和屏蔽字 ⑨开中断、中断返回 CPU具备多重中断功能的条件： ①在中断服务程序中提前设置开中断指令 ②优先级别高的中断源有权中断优先级别低的中断源 DMA方式 特点： 主存和DMA之间有一条直接数据通路。 传送数据不经过CPU IO和主机并行工作，程序和传送并行工作 DMA控制器功能： ①接受外设发出的DMA请求，并向CPU发出总线请求 ②CPU响应此总线请求，发出总线响应信号，接管总线控制权，进入DMA操作周期。 ③确定传送数据的主存单元地址及长度，并自动修改主存地址计数和传送长度计数 ④规定数据在主存和外设间的传送方向，发出读写控制信号，执行数据传送操作。 ⑤向CPU报告DMA操作的结束 DMA的传送方式（解决冲突） 停止CPU访存 DMA与CPU交替访存 周期窃取 DMA传送