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1. 接口的概念

因为主机与外部设备具有不同的工作特点，它们的工作速度相差一个或几个数量级；主机与外部设备的信息形式也是不同的，为此要设置I/O接口来解决这些差异，从而使主机和外部设备能够协同工作

2. 接口的作用

1. 实现主机和外部设备的通信联络控制：接口中的同步控制电路用来解决主机与外部设备的时间配合问题
2. 进行地址译码和设备选择：当CPU送来用来选择外部设备的地址码后，接口必须对地址进行译码，产生设备选择信息，使主机能和指定的外部设备交换信息
3. 实现数据缓冲：在接口电路中，一般需要设置几个数据缓冲寄存器，用于数据暂存。在传输过程中，先将数据暂存到寄存器中，然后再送到输出设备或主机中
4. 数据格式的转换：在输入输出操作中，为了满足主机或外部设备的各自要求，接口电路中必须具有完成各类数据相互转换的功能
5. 传递控制命令和状态信息：

3. 接口的组成

接口与端口：端口是指接口电路中可以进行读写的寄存器，若干个端口加上相应的控制逻辑电路才组成接口

一个接口包含有：数据端口，命令端口和状态端口。分别用来存放数据信息，控制命令和状态信息

4. 外部设备的识别

为了在众多的外部设备中寻找出与主机进行信息交换的外部设备，必须对外部设备进行编址

1. 独立编址方式：外部设备不占用主存单元。访问主存时由主存读写控制线控制，访问外部设备时，由IO读写控制线控制。需要单独设立I/O指令
2. 统一编制方式：外部设备接口的寄存器相当于主存单元（占用主存单元？），CPU可以用访问主存单元的方法访问外部设备，不需要专门的I/O指令

5. 输入输出信息传递的控制方式

1. 程序查询方式

   1. 是一种程序直接控制方式：由CPU执行一段输入输出程序来实现主机与外部设备之间的数据传送方式
   2. 过程：某一外部设备被选中并启动后，主机将查询这个外部设备的某些状态位，看齐是否准备就绪，如果就绪执行一次I/O操作，否则再次查询

   1. 优点：控制简单
   2. 缺点：外部设备和主机不能同时工作，各外部设备之间也不同同时工作、系统效率低
   3. 适用：CPU速度不高，外部设备的种类数目不多，数据传送率较低的情况

2. 程序中断方式

   1. 过程：主机启动设备后，继续执行原来的程序，外部设备做好输入输出准备时，向主机发送中断请求，主机接到请求后暂时中止原来执行的程序，执行中断服务程序对外部请求进行处理，中断处理完毕后返回原来的程序继续执行

   1. 优点：允许主机和外部设备同时工作；允许一台主机管理台外部设备，使它们能同时工作
   2. 缺点：
      1. 对于高速外部设备，信息交换是成批的，如果处理不及时，可能会造成信息丢失；
      2. 外部设备较多时，中断请求频繁，导致CPU应接不暇；
   3. 适用：中、低速外部设备

3. 直接存储器存取方式（DMA）

   1. 在主存储器和外部设备间开辟直接的数据通路，直接进行数据交换

   1. 优点：保证CPU的高效率，又能满足高速外部设备的需要
   2. 缺点：只能进行简单的数据传送操作，在数据块传送的起始和结束需要CPU及中断系统及逆行预处理和后处理
   3. 适用：高速外部设备

4. IO通道的控制方式

   1. 过程：系统中设有通道控制部件，每个通道挂若干个外部设备，主机执行IO操作时，只需要启动有关通道，通道将执行通道程序，从而完成IO操作
   2. 通道是一个具有特殊功能的处理机，但通道不是一个完全独立的处理机

   优点：外部设备和通道可以并行同时工作，而且一个通道可以控制多台不同类型的设备

5. IO处理机方式

   1. IO处理机基本上独立于主机工作