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cpu与io设备,计算机中的io设备是什么

时间:2023-05-06 05:36:05 阅读:240298 作者:1035

什么是IO设备?

IO设备是输入输出设备,包括计算机系统中除CPU和内存以外的所有设备和装置。

IO设备是一个文件吗?

IO设备是一般是一个外接硬件,其接入到操作系统后,系统会将物理设备资源抽象为逻辑文件资源,使得用户可以用统一、透明的方式访问物理设备和设备上的数据和信息。

IO设备的硬件组成有哪些?

从硬件的角度看,IO硬件由物理设备和电子部件两部分组成。物理设备是达成IO硬件功能的物质基础,对操作系统而言更注重的是其电子部件的控制方式。

操作系统是如何控制IO设备?

IO设备通过适配器与主机连接,操作IO设备实际是与IO设备的控制器通信,每个控制器有若干寄存器,而CPU是通过操作这些寄存器来与设备进行通信。

CPU怎么操作IO设备寄存器?

要操作寄存器需要给寄存器分配唯一地址,该地址称为IO端口地址,有两种编址方式:内存映射编址和IO独立编址。

内存映射编址即所有端口的地址空间与内存地址空间统一编址,处理器把设备控制器看作一个存储单元。

IO独立编址则所有端口的地址空间与内存空间相互独立,操作时需要专门的IO指令对I/O端口进行操作。

I/O软件有哪几层?分别有什么用?

I/O软件由低到高分别有硬件、中断处理层软件、设备驱动软件、设备独立层软件、用户层软件。

中断处理层软件控制设备与处理器进行数据传送,进程需要IO设备时,向中断发出请求,IO设备响应中断,进行输入输出操作,结束后设备发出中断信号以结束本次服务。

设备驱动软件唯一知道I/O设备的控制器细切以及其它用途部分;

IO设备控制方式有哪些?

IO设备控制方式有程序控制、中断控制、DMA控制 和 通道控制。

程序控制:指用户进程直接控制处理器或内存和IO设备进行信息传送,也称“忙-等”方式;

优点:是处理器和外设的操作通过状态信息同步;硬件结构简单;缺点是处理器效率较低,传输完全在处理器控制下,对外部异常无实时响应能力。

中断控制:通过请求中断,处理器响应中断,调用相应处理程序的控制方式;

优点:具有实时响应的能力,外部设备源始终处理主动地位;通过中断可以处理异常;

缺点:处理器需要有中断控制器,处理中断请求;而设备控制器需要有中断请求的能力;

DMA(Direct Memory Access)控制:处理器完全接管对总线的控制,数据交换不经过处理器,而直接在内存和IO设备之间进行。优点是可速度传送成组数据,完全由硬件电路实现,传输速度快,处理器仅在初始和结束时能与;

通道控制: 通过一个特殊功能的处理器(有自己的指令和程序)对IO设备进行统一管理,也可使内存与IO设备进行数据传输。优点:进一步减少输入输出传输数据时对系统的影响;传输的速率高;

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