第3章总线、中断与输入输出系统 3.1输入输出系统概述 1.系统设计的及透明性 组成:输入输出系统设备、设备控制器及相关 的软硬件 设计:软件硬件两个方面面向操作系统 透明性:对于应用程序员透明
第3章 总线、中断与输入输出系统 3.1输入输出系统概述 1. 系统设计的及透明性 组成：输入输出系统设备、设备控制器及相关 的软硬件 设计: 软件 硬件两个方面 面向操作系统 透明性: 对于应用程序员透明
第3章总线、中断与输入输出系统 3.1输入输出系统概述 2.输入输出系统的主要功能 功能:对指定的外设进行输入输出操作,并完成 其他管理和控制:确定设备、主存存储区,建 立连接,发送数据,格式转换,形成状态控 制信息,通过中断系统传送给操作系统处理 和分析 操作系统的l/0功能
第3章 总线、中断与输入输出系统 3.1输入输出系统概述 2. 输入输出系统的主要功能 功能：对指定的外设进行输入输出操作, 并完成 其他管理和控制: 确定设备、主存存储区，建 立连接，发送数据，格式转换，形成状态控 制信息，通过中断系统传送给操作系统处理 和分析 操作系统的I/O功能
第3章总线、中断与输入输出系统 3.1输入输出系统概述 3输入输出系统的发展与分类 程序控制 无条件条件传送(程序查询)中断 存储器直接存取(DMA)方式 I/O处理机方式 通道处理机 外围处理机
第3章 总线、中断与输入输出系统 3.1输入输出系统概述 3. 输入输出系统的发展与分类 • 程序控制 无条件 条件传送（程序查询）中断 • 存储器直接存取（DMA）方式 • I/O处理机方式 通道[处理机] 外围处理机
32总线设计 3.21总线的类型 1专用总线只连接一对物理部件的总线 优点:速度快控制简单可靠性强 缺点:总线数目多利用率低 2,非专用总线 特点 3/0系统宜采用非专用总线
3.2 总线设计 3. 2.1 总线的类型 1.专用总线 只连接一对物理部件的总线 优点: 速度快 控制简单 可靠性强 缺点: 总线数目多 利用率低 2.非专用总线 特点 3.I/O系统宜采用非专用总线
322总线的控制方式 1.类别 集中式控制方式总线的控制逻辑基本上集中放 在一起的方式 分布式控制方式总线的控制逻辑分散于连到总 线的各个部件中的方式 2集中式控制方式的种类 集中式串行链接方式 集中式定时查询方式 ·集中式独立请求方式 应用范围后两种用于巨、大、中型机第一种 用 微丝机
3.2.2 总线的控制方式 1.类别: 集中式控制方式:总线的控制逻辑基本上集中放 在一起的方式. 分布式控制方式:总线的控制逻辑分散于连到总 线的各个部件中的方式. 2.集中式控制方式的种类 • 集中式串行链接方式 • 集中式定时查询方式 • 集中式独立请求方式 • 应用范围:后两种用于巨、大、中型机,第一种 用于小、微型机
323总线的通信技术 类别:同步方式异方式 1.同步通信:两个部件之间的信息传送是通过定 宽、定距的系统时标进行同步的 2.异步通信 ·单向控制方式 源控式目控式 双向控制方式 非互锁方式 互锁方式 3./0总线最常用的种类异步双向互锁方式
3.2.3 总线的通信技术 类别:同步方式 异步方式 1.同步通信:两个部件之间的信息传送是通过定 宽、定距的系统时标进行同步的。 2.异步通信 • 单向控制方式 源控式 目控式 • 双向控制方式 非互锁方式 互锁方式 3. I/O总线最常用的种类:异步双向互锁方式
324数据宽度与总线线数 1.数据宽度 定义:I/O设备取得O总线使用权后所传送数 据的总量。 种类 单字/字节 定长块 可变长块 单字加定长块 单字加可变长块
3.2.4 数据宽度与总线线数 1.数据宽度 定义:I/O设备取得I/O总线使用权后所传送数 据的总量。 种类 • 单字/字节 • 定长块 • 可变长块 • 单字加定长块 • 单字加可变长块
324数据宽度与总线线数 2.总线的线数 总线的构成:收/发电路传输导线/电缆、接插部 件及电源。 压缩总线线数的必要性 压缩总线的方法 线的组合方法:一根半双向替代二根单向线 编码方法:线数为:log2N(向上取整) 并/-串/并转换方法 举例 总线的流量设计:外设数量、种类、传输信 息方式与速率
3.2.4 数据宽度与总线线数 2.总线的线数 总线的构成: 收/发电路传输导线/电缆、接插部 件及电源。 压缩总线线数的必要性 压缩总线的方法 • 线的组合方法：一根半双向替代二根单向线 • 编码方法：线数为：log2N（向上取整） • 并/串–串/并转换方法 • 举例 • 总线的流量设计：外设数量、种类、传输信 息方式与速率
33中断系统 331中断的分类和分级 1术语:中断源中断请求优先级 新/日 PSW(Program Status Word 中断处理程序中断处理程序入口 2中断的分类 ·必要性:解决中断源数量过多和级别问题 CPU的状态:运行状态停止状态 ·典型分类(|BM370) 机器校验(64)管理程序调用(8)程序性(16) 外部(16)输入输出(16)重新启动 ·PSW的作用:中断码指明具体中断原因 PSW的位置:当前PSW在cPU,其他在主存
3.3 中断系统 3.3.1 中断的分类和分级 1.术语:中断源 中断请求 优先级 新/旧PSW(Program Status Word) 中断处理程序 中断处理程序入口 2.中断的分类 • 必要性: 解决中断源数量过多和级别问题 • CPU的状态: 运行状态 停止状态 • 典型分类(IBM 370): 机器校验(64) 管理程序调用(8) 程序性(16) 外部(16) 输入输出(16) 重新启动 • PSW的作用:中断码指明具体中断原因 • PSW的位置:当前PSW在CPU,其他在主存
33中断系统 331中断的分类和分级 2中断的分类 中断与异常 异常( Except ion):由执行现行指令引起暂停事 件如运算异常、页面失效等。 异常的分类 自陷〔Trap)从产生自陷的指令下一条开始 ·故障( Fault)重复执行发生故障的指令(指令复 执) ·失败( Abort)需要强行干预
3.3 中断系统 3.3.1 中断的分类和分级 2.中断的分类 中断与异常 异常（Exception）:由执行现行指令引起暂停事 件,如运算异常、页面失效等。 异常的分类 • 自陷（Trap）从产生自陷的指令下一条开始 • 故障（Fault）重复执行发生故障的指令（指令复 执） • 失败（Abort）需要强行干预