第9章：输入输出系统

1、 随着计算机应用领域的不断扩大，多媒体技术的发展，以及各种信息数据的不断膨胀，为处理大量复杂且多样化的信息数据，外设的种类也越来越多，且结构各异。为了实现主机和这些外设之间速度的匹配、不同数据格式的成功转换以及满足人们对容量与速度永无止境的追求，输入输出系统也在不断地改进与发展。输入输出系统已在计算机系统中占有非常重要的地位，直接涉及到一个计算机系统的综合处理能力和性价比。 I/O系统一般由： （1）I/O设备（外设） （2）I/O接口 （3）I/O管理部件（设备控制器） （4）有关软件。四个部分组成。从而实现两大功能：（1）为数据传输操作选择I/O设备。（2）在选定的I/O设备和主机之间交换

2、信息。 在现代计算机中，外设种类繁多，各类设备的组成、工作原理也各不相同，与主机的连接方式也千差万别。因此，外设成了整个计算机系统中最具有复杂性和多样性的部分。第第9 9章章 输入输出系统输入输出系统 1 1 概述概述 一、I/O系统的发展和分类1、分类 （1）外存 （2）常规I/O设备 （3）自控、程控和各种检测设备（工厂） （4）数据通信设备和远程终端（网络）2、发展（1）早期的I/O设备比较简单，每个设备都有一套独立的线路与CPU相连，完全受CPU控制，与CPU串行工作。由于它们独自与CPU相连，设备的增删都较为困难。（）于是出现了接口模块。（如下图） 从图中可以看出：每一个设备通过接口

3、电路与CPU相连。设备与CPU交换信息时，以中断方式进行，提高了CPU的效率，但仍需CPU干预。（3）DMA方式在内存和I/O 设备之间专门开辟一条通道，让它们直接交换信息而不受CPU干预，从而进一步提高了CPU的利用率，但要增设专门的控制硬件DMAC（DMA控制器），增加了成本。（4）通道方式专门设计一个通道控制器来代替CPU管理I/O工作，这样CPU的效率更高，后来又出现了I/O处理机。以上是从提高CPU效率方面看I/O设备的发展。从主机与I/O设备的价格比，也可以看出I/O的发展：从上表可以看出：（1）在计算机的发展过程中，I/O设备所起的作用越来越重要（2）I/O设备的发展跟不上主机的

4、发展，要花费相当大的成本在I/O设备上。年代主机价格I/O设备价格60年代初3170年代1180年代1310二、I/O子系统的组成1、I/O软件（1）I/O指令：专门的I/O指令，格式如下图其中：操作码（OP）:区分I/O指令与其它指令 命令码（CMD）：具体的I/O操作 设备码（Dn）：设备的具体编号。设备码可视为地址码 在接口电路中，通常有多个可由CPU进行读写操作的寄存器，叫做“端口”，不同计算机对端口的编址方式不同。与内存统一编址：访内指令 将端口地址与存储单元统一编址。使用访存指令就可访问端口，寻址类型多，但要占用存储器空间，速度慢。独立编址：专门的I/O指令 给各端口提供与存储器空

5、间完全分开，完全独立的I/O地址空间。使用专门的I/O指令，与访存分开；指令执行快；不占内存地址空间。因采用专门指令，所以寻址方式少。（2）通道指令具有通道的I/O子系统要由专门的通道指令来工作。 2、I/O硬件 （1）I/O设备 （2）I/O接口：接口是计算机与I/O设备或其它系统之间所设置的逻辑控制部件，也称为I/O控制器。3、I/O接口的功能 （1）能实现数据缓冲和数据锁存 （2）能完成信息格式和电平的转换 （3）能进行地址译码和设备选择 （4）能保证数据传送的定时与协调4、I/O接口的结构（如下图）（1）寄存器组DR、SR、CR（2）控制逻辑电路（3）主机与接口的信号连接线（4）接口与

6、I/O设备之间的信号连接线（5）数据地址线（6）控制状态信号线三、I/O设备与主机间的通信1、传送方式 （1）串行：一次传一位，速度慢，成本低 （2）并行：一次传几位，速度快，成本高 （3）串并结合：2、与主机的连接方式 （1）辐射型：每一个设备与主机都有数据通路。这种方式控制简单，但联线多，造价大，两设备之间无法通信。 （2）总线型：所有设备都挂在一条总线上，分时使用总线。这种方式速度慢，但易扩展。 （3）结合型（通道型）（如下图）主机与通道以辐射型连接，通道与设备通过总线连接。3、联络方式（定时方式） CPU与I/O设备之间通信，何时开始？何时结束？二者如何联络？根据I/O设备的工作速度，

7、一般有三种方式：（1）立即响应方式（任意定时） 适于极其慢速或简单的I/O设备。如指示灯，开关等。这类设备因工作速度极慢，只要与CPU发生联系就一直处于“就绪”状态，只要CPU的I/O指令一到，就能马上响应，故无需特殊的联络信号。（2）异步应答方式 适于慢速或中速I/O设备。如电传打字机，这类设备的工作速度与CPU不匹配，故需通过应答信号来联络。过程如下： CPU首先询问I/O设备是否准备好 I/O设备回答，未准备好，CPU等待 CPU发“传送完成”信号 I/O设备复位“准备好”（一问一答）（3）同步定时方式 用于高速I/O设备。速度与CPU匹配，以固定速率交换信息，用同步时钟来控制。在这种方

8、式下，外设要与CPU工作必须步调一致，要配合好，否则会丢失数据。 2 2 主机与主机与I/OI/O设备的信息交换方式设备的信息交换方式 一、程序控制方式：在程序控制下进行信息传送的方式。 1、无条件传送方式 如果计算机能够确信一个外设已经准备就绪，那就不必查询外设的状态而直接进行信息传输。2、条件传送方式（也称为查询方式） CPU通过执行程序不断读取并测试玩设的状态，如果外设处于准备好状态或者空闲状态，则CPU执行I/O指令与外设交换信息。 I/O操作在一段程序的控制下进行，一般由I/O指令选中并启动相应的设备。此后，主机就查询设备的状态，若外设未准备好，CPU就等待，若已准备好，则进行数据传

9、送（如右图）特点：（1）简单省硬件（2）CPU效率低（工作ns,等待ms）（3）不能响应设备提出的随机请求。每步操作须通过I/O管理，现一般较少使用，只在一些特殊场合使用，以求她的简单。二、程序中断方式利用中断系统实现主机与外设间的数据传送。 在这种方式中，通常在程序中安排一条指令启动外设，外设去准备。机器则继续执行程序，外设准备好后，向CPU提出中断申请，CPU响应中断后，去执行一段“中断服务程序”，完成传送数据工作，传送完后，则返回。一次中断只传送一个单位的数据一个字或一个字节。 由于系统启动外设后到外设准备好这段时间，CPU一直在执行原程序而不是在等待，仅在外设准备好后才中止原程序，进行

10、数据传送，因此，在一定程度上实现了CPU和外设的并行工作。 此外，有多台外设依次启动后，可同时进行数据交换的准备工作。若在某一时刻有几台外设同时发出中断请求信号，CPU可根据预先准备好的优先顺序，按轻重缓急去处理几台外设的数据传送，从而实现了外设的并行工作，因此，中断方式大大提高了系统的工作效率。特点：（1）能响应外设的随机请求。（2）CPU与外设在一定程度上并行工作，效率高。（3）对于高速外设（如磁盘、磁带），频繁中断CPU会使其效率下降，CPU若不马上响应请求，将造成信息丢失（快速外设，数据交换是成批的且单位数据间的时间间隔较短）。三、直接存储器存取方式（DMA）1、基本概念 DMA是一种

11、完全由硬件实现的I/O信息交换方式。是在I/O设备与主存之间建立一条直接传送数据的通路，并在有关硬件电路（）的控制下进行数据交换，而不需CPU干预。 在正常工作时，所有工作周期都用于执行CPU的程序，当外设将要传输的数据准备好后，占用总线一个工作周期和知己交换一个单位数据，这个周期过后，CPU继续控制总线，执行原程序。如此重复，直至整个数据块传送完毕。、DMA的工作方式（访内冲突的处理） DMA技术的出现，使得外设可以通过DMA控制器直接访问内存，此时，CPU可以继续执行原程序，CPU继续执行程序时要要访问内存，DMA传送时也要访问内存，这样就会出现访问内存冲突。如何处理？ （1）CPU停机法

12、 DMA访内时，CPU不访内，无冲突；CPU访内时，DMA优先拥有总线使用权，进行数据传送，直至一批数据传送完毕，才交给CPU。（DMA操作时，CPU空闲）特点：控制简单，适于数据传输速率极高的设备进行成组数据传送.CPU 与内存效率低。（CPU低等待；内存低外设传送两个数据的时间间隔大于存取周期）（2）周期窃取法（Cycle Stealing） DMA访问内存时，CPU不访内，无冲突；CPU访内时，DMA优先，窃取12个存取周期。CPU在执行指令过程中，插入了DMA请求，为何要DMA优先？因操作有时间要求，前一个数据必须在下一个I/O数据的访内请求到来之前完成，否则造成数据丢失。特点：既实现

13、了I/O传送，又较好地发挥了内存和CPU的效率，是一种广泛采用的方法。（3）交替访存法 若系统中系统工作周期比内存存取周期长的多，则可把系统周期分成两部分：一部分给CPU，另一部分给DMA。 在这种方式中，CPU和DMA各有内存地址寄存器，数据缓冲寄存器，读写电路等，故DMA对CPU没有影响。特点：这种方式既不停止原程序的执行，又能保证DMA的完成，是一种高效的方式。但硬件逻辑复杂。3、DMA接口的组成及功能 （1）功能：指挥某台I/O设备完成操作；指出被传送信息在主存的首地址；指出要传送的字节数。 （2）组成IOCR：I/O控制寄存器，来自CPU的命令码，设备码，来自I/O设备的状态字。IO

14、AR：I/O地址寄存器，要交换信息在内存的首地址，自动加1WC：字计数器，存放要成批交换的数据的个数，自动减1IOIR：准备与内存交换的信息BC：字节计数器，一次只能传送一个字节时用。控制逻辑以上各部分组成DMAC4、DMA工作过程 （1）I/O指令IOCR,命令码启动DMA，设备码选中所需设备 （2）DMA启动后，赋初值：内存首址IOCR，交换字数WC (字节BC)，有关状态及控制信息DMA （3）被启动的设备准备就绪，向CPU发DMA请求，CPU响应，便交换数据。 （4）从I/O接口输入一数据（从内存输出一数据）到IOIR，IOARMAR，IOIRMIR ,完成一个数据的传送，同时修改IO

15、AR和WC（BC） （5）又一数据从I/O接口（从内存）IOIR，重复（4），直到所有数据传送完毕。 5、DMA服务方式的特点 （1）I/O与内存交换信息时，不占用CPU，CPU效率高；无需保护、恢复现场，CPU效率高。 （2）用DMA交换一批数据的开始前和结束后，仍需以中断方式进行前后处理。 开始前：主存地址、数据长度、传送方向、外设状态等需CPU用中断方式告诉DMA 开始后：停止外设 出错：故障处理（3）DMA方式与中断方式既有区别，又相互配合。比较如下： 四、通道控制方式DMA方式存在以下问题：（1）DMA数据传送速率高，须以专门硬件为代价，若为众多的外设都配DMAC，硬件成本太高。（2

16、）众多外设都有DMA方式，访内冲突的几率会增加，连续挪用CPU周期会降低CPU效率。（3）每一台外设的DMA都要用I/O指令初始化，也会占用太多的CPU时间。 因此，在大中型计算机系统中，通常设置专门的硬件装置通道 通道控制方式是在DMA的基础上发展起来的。最早用于IBM370型机中，但近几年，在一些中小型机，甚至一些微机中也用上了这一技术。1、基本概念 I/O通道是计算机系统中代替CPU管理控制外设的独立部件，是一种能执行有限I/O指令集通道命令的I/O处理机，其实质也是实现外设与内存间的直接数据传送。 在通道方式下，一个主机可以连多个通道，一个通道又可连多台外设。 采用这种方式组织I/O系

17、统，多用主机通道设备控制器I/O设备四级连接方式。通道通过执行通道程序实施对I/O系统的同意管理和控制。CPU启动通道后，通道自动去内存取出通道指令并执行，知道数据交换过程结束向CPU发中断请求，进行通道结束处理工作。 2、通道的类型（1）选择通道（2）数组多路通道（3）字节多路通道3、通道的功能（1）接受CPU的指令（2）读取并执行通道程序（3）控制数据传送（4）读取外设的状态信息提供给CPU（5）发出中断请求4、DMA与通道的比较DMA通道完全借助硬件完成数据传送通过通道程序和硬件一起完成数据传送，功能更强通常只控制一台或少数几台同类设备可以控制多台同类或不同类的设备由CPU来初始化CPU

18、仅通过I/O指令启动通道，有通道本身初始化都是实现内存与外设间的直接数据传送；I/O传送的前后处理都需CPU干预，都利用了程序中断功能3 3 输入设备输入设备 一、输入设备的分类1、字符输入设备：键盘2、光学阅读设备：光学标记阅读机（评卷记分，条形码）、光学字符阅读机3、图形输入设备：鼠标、光笔、操纵杆4、图形输入设备：扫描仪、传真机、摄像机、数码像机5、模拟输入设备：语音、模数转换二、键盘：键盘是常用的输入设备。目前PC机上用的键盘是扫描式的，常见的有101、102、104键三种。 键盘的每一个按键都有唯一的扫描码。当按下某个键时，键盘接口将该键的二进制代码送给计算机的主机，并将按键字符显示

19、在显示器上。 当计算机操作人员击键速度过快，CPU来不及处理时，CPU先将键入的内容送往内存的键盘缓冲区，然后再从该缓冲区中进行分析和执行。 三、鼠标（MOUSE） 是一种手持式屏幕坐标定位设备，常用来点击菜单和辅助作图。 Mouse有机械式和光电式两种。 机械式mouse的底座上装有一个可以滚动的金属球，当Mouse在桌面上移动时，金属球与桌面进行摩擦，发生转动，金属球与四个方向的电位器接触，可测量四个方向的相对位移量，用以控制屏幕上光标的移动。光标和Mouse的移动方向一致的，而且移动的距离也成比例。 光电式mouse的底部装有两个单行放置的发光二极管，当它在特定的反射板上移动时，光源发出

20、的光经反射板反射后被mouse接收为移位信号，该移位信号送入计算机，使屏幕上的光标随之移动。三、光学标记阅读机： 是一种利用光电原理读取纸上标记的输入设备。条形码读入器： 用粗细不同的明暗条纹表示号码，当条形码读入器顶端的光源扫描明暗条纹时，便产生长短不同的电压波形经编码后就是所读条纹的编码。因此，只要把数字符号，字母变成条形码，就可以很方便地将它读入到计算机。4 4 输出设备输出设备 常用的计算机输出设备有下列几种：（1）打印机（针式、喷墨、激光三种）（2）显示器（字符、图形、液晶、等离子四种）（3）绘图仪（平板式和滚筒式两种）一、打印机 打印机是计算机最基本的输出设备之一，它将要输出的结果

21、打印在纸上。1、针式打印机（点阵式打印机） 打印头上有两列平行钢针，打印机在打印驱动程序的控制下，使每个钢针在适当的位置上动作，击打在色带上黑点就印在纸上。 如: 一个字母由78点阵组成（7行8列）。每打印一个字符要打印8次，显然点阵点数越多，打出来的字越漂亮，一般汉字由2424点阵组成。 针式打印机常以打印头上的钢针数目命名：如9针打印机，24针打印机，目前最常用的是24针打印机。 特点：具有结构简单（仅靠机械传动即可），打印内容不受限制（字符、汉字和各种图形），但噪音大，速度慢，而耗材便宜。2、激光打印机和喷墨打印机 激光打印机接收来自CPU的信息，然后进行激光扫描，将要输出的信息在磁鼓上

22、形成静电潜像，并转换成磁信号，使碳粉吸附到纸上，经加热定影后输出。 喷墨打印机是靠墨水通过精制的喷墨头喷到纸面上形成字符和图形。 这一类非击打式打印机，具有打印速度快，质量高，无噪音，但价格贵，耗材贵等特点。二、显示器显示器常用的有（1）阴极射线管显示器 （2）液晶显示器 （3）等离子显示器 1、阴极射线管显示器（CRT） 可分为字符和图形两种。字符显示器一般只有黑白两种颜色，只能显示字符，不能显示图像，而图形显示器不仅可以显示字符，而且可以显示图形（指工程图，由点、线、面体组成）图像（景物图）。 不仅是图形还是图像都是由显示器上的光点（像素）所组成，其工作原理和电视机相似。 工作原理工作原理

23、 灯丝在高压的作用下发射电子，进入电场加速后，进入磁场发生偏转，最后击打在屏幕产生光点。 我们只需控制电子的电荷多少，就能控制在屏幕上形成不同亮度，不同点阵的光点。电子束从左向右，从上而下地逐行（或隔开）扫描荧光屏。每扫描一遍屏幕称为刷新一次，只要两次刷新的时间间隔少于0.01S，人们看到的就是一个稳定的面。 两个重要技术指标两个重要技术指标（1）一屏有多少个光点（像素）称为显示器分辨率（2）光点亮度的深浅变化层次，（灰度）：用颜色多少表示 显示器必须通过显示卡（也叫显示适配器）和总线与主机相连。显示信息的过程如下：信息 显示缓冲区（占16KB内存） 显示卡显存 字符发生器 控制灯丝发射电子束

24、2、等离子显示器（PDP的全称是Plasma Display Panel） 它是在两张超薄的玻璃板之间注入混合气体，并施加电压利用荧光粉发光成像的设备。与CRT显像管显示器相比，具有分辨率高，屏幕大，超薄，色彩丰富、鲜艳的特点。与LCD相比，具有亮度高，对比度高，可视角度大，颜色鲜艳和接口丰富等特点。 工作原理：工作原理：是一种利用气体放电的显示技术，其工作原理与日光灯很相似。它采用了等离子管作为发光元件，屏幕上每一个等离子管对应一个像素，屏幕以玻璃作为基板，基板间隔一定距离，四周经气密性封接形成一个个放电空间。放电空间内充入氖、氙等混合惰性气体作为工作媒质。在两块玻璃基板的内侧面上涂有金属氧

25、化物导电薄膜作激励电极。 当向电极上加入电压，放电空间内的混合气体便发生等离子体放电现象。气体等离子体放电产生紫外线，紫外线激发荧光屏，荧光屏发射出可见光，显现出图像。当使用涂有三原色（也称三基色）荧光粉的荧光屏时，紫外线激发荧光屏，荧光屏发出的光则呈红、绿、蓝三原色。当每一原色单元实现256级灰度后再进行混色，便实现彩色显示。等离子体显示器技术按其工作方式可分为电极与气体直接接触的直流型PDP和电极上覆盖介质层的交流型PDP两大类。 目前研究开发的彩色PDP的类型主要有三种：单基板式（又称表面放电式）交流PDP、双式（又称对向放电式）交流PDP和脉冲存储直流PDP。 等离子的特点：等离子的特

26、点： 等离子是一种自发光显示技术，不需要背景光源，因此没有LCD显示器的视角和亮度均匀性问题，而且实现了较高的亮度和对比度。而三基色共用同一个等离子管的设计也使其避免了聚焦和汇聚问题，可以实现非常清晰的图像。与CRT和LCD显示技术相比，等离子的屏幕越大，图像的色深和保真度越高。除了亮度、对比度和可视角度优势外，等离子技术也避免了LCD技术中的响应时间问题，而这些特点正是动态视频显示中至关重要的因素。因此从目前的技术水平看，等离子显示技术在动态视频显示领域的优势更加明显，更加适合作为家庭影院和大屏幕显示终端使用。等离子显示器无扫描线扫描，因此图像清晰稳定无闪烁，不会导致眼睛疲劳。等离子也无X射

27、线辐射。由于这些突出特点，等离子堪称真正意义上的绿色环保显示产品，是替代传统CRT彩电的理想产品。 3、液晶显示器、液晶显示器(LCD)英文全称为Liquid Crystal Display 它一种是采用了液晶控制透光度技术来实现色彩的显示器。和CRT显示器相比，LCD的优点是很明显的。由于通过控制是否透光来控制亮和暗，当色彩不变时，液晶也保持不变，这样就无须考虑刷新率的问题。对于画面稳定、无闪烁感的液晶显示器，刷新率不高但图像也很稳定。LCD显示器还通过液晶控制透光度的技术原理让底板整体发光，所以它做到了真正的完全平面。一些高档的数字LCD显示器采用了数字方式传输数据、显示图像，这样就不会产

28、生由于显卡造成的色彩偏差或损失。完全没有辐射的优点，即使长时间观看LCD显示器屏幕也不会对眼睛造成很大伤害。体积小、能耗低也是CRT显示器无法比拟的，一般一台15寸LCD显示器的耗电量也就相当于17寸纯平CRT显示器的三分之一。 目前相比CRT显示器，LCD显示器图像质量仍不够完善。色彩表现和饱和度LCD显示器都在不同程度上输给了CRT显示器，而且液晶显示器的响应时间也比CRT显示器长，当画面静止的时候还可以，一旦用于玩游戏、看影碟这些画面更新速度块而剧烈的显示时，液晶显示器的弱点就暴露出来了，画面延迟会产生重影、脱尾等现象，严重影响显示质量。 LCD显示器的工作原理显示器的工作原理： 从液晶

29、显示器的结构来看，无论是笔记本电脑还是桌面系统，采用的LCD显示屏都是由不同部分组成的分层结构。LCD由两块玻璃板构成，厚约1mm，其间由包含有液晶材料的5m均匀间隔隔开。因为液晶材料本身并不发光，所以在显示屏两边都设有作为光源的灯管，而在液晶显示屏背面有一块背光板（或称匀光板）和反光膜，背光板是由荧光物质组成的可以发射光线，其作用主要是提供均匀的背景光源。 背光板发出的光线在穿过第一层偏振过滤层之后进入包含成千上万液晶液滴的液晶层。液晶层中的液滴都被包含在细小的单元格结构中，一个或多个单元格构成屏幕上的一个像素。在玻璃板与液晶材料之间是透明的电极，电极分为行和列，在行与列的交叉点上，通过改变

30、电压而改变液晶的旋光状态，液晶材料的作用类似于一个个小的光阀。在液晶材料周边是控制电路部分和驱动电路部分。当LCD中的电极产生电场时，液晶分子就会产生扭曲，从而将穿越其中的光线进行有规则的折射，然后经过第二层过滤层的过滤在屏幕上显示出来。 液晶显示技术也存在弱点和技术瓶颈，与CRT显示器相比亮度、画面均匀度、可视角度和反应时间上都存在明显的差距。其中反应时间和可视角度均取决于液晶面板的质量，画面均匀度和辅助光学模块有很大关系。 对于液晶显示器来说，亮度往往和他的背板光源有关。背板光源越亮，整个液晶显示器的亮度也会随之提高。而在早期的液晶显示器中，因为只使用2个冷光源灯管，往往会造成亮度不均匀等

31、现象，同时明亮度也不尽人意。一直到后来使用4个冷光源灯管产品的推出，才有很大的改善。 信号反应时间也就是液晶显示器的液晶单元响应延迟。实际上就是指的液晶单元从一种分子排列状态转变成另外一种分子排列状态所需要的时间，响应时间愈小愈好，它反应了液晶显示器各像素点对输入信号反应的速度，即屏幕由暗转亮或由亮转暗的速度。响应时间越小则使用者在看运动画面时不会出现尾影拖拽的感觉。有些厂商会通过将液晶体内的导电离子浓度降低来实现信号的快速响应，但其色彩饱和度、亮度、对比度就会产生相应的降低，甚至产生偏色的现象。这样信号反应时间上去了，但却牺牲了液晶显示器的显示效果。有些厂商采用的是在显示电路中加入了一片IC

32、图像输出控制芯片，专门对显示信号进行处理的方法来实现的。IC芯片可以根据VGA输出显卡信号频率，调整信号响应时间。由于没有改变液晶体的物理性质，因此对其亮度、对比度、 色彩饱和度都没有影响，这种方法的制造成本也相对较高。 由上便可看出，液晶面板的质量并不能完全代表液晶显示器的品质，没有出色的显示电路配合，再好的面板也不能做出性能优异的液晶显示器。随着LCD产品产量的增加、成本的下降，液晶显示器会大量普及。液晶和等离子显示器是单板式的，体积小，功耗小，主要用于笔记本电脑。三、绘图仪 是输出图形的重要设备，在计算机辅助设计（CAD）系统获得了广泛的应用。 常用的绘图仪有平板式和滚桶式两种： （1）

33、 平板式绘图仪 它是将绘图纸固定在平板上，绘图仪收到绘图指令，驱动X、Y两个方向的步进电机的脉冲，使绘图笔在X、Y平面上运动，并控制绘图笔的起落，从而在图纸上绘出图形。 （2）滚桶式绘图仪 它是将图纸卷在一个滚桶上，在计算机的控制上，图纸沿垂直方向随滚桶卷动，绘图笔则沿水平方向移动，图纸卷动一行，绘图笔绘制一行。 特点：结构紧凑，占地面积小，绘图速度快，但对纸要求高。4 4 应用举例应用举例 例1：已知一些模块：CPU、DMA控制器、硬盘和接口控制器、内存。（1）请将这几个模块连成一个单总线结构计算机。分别画出3条总线。（2）该计算机用DMA方式将硬盘上的多块数据读入内存。CPU通过中断初始化DMA控制器，DMA每次初始化只能读出一块数据。请简要说明这一过程。解：（1）单总线结构如下图所示CPUDMAHARDDISKINTERFACEHARDDISKMEMORYCPUMEMORYDMAHARDDISKINTERFACEHARDDISK地址总线数据总线控制总线（2）DMA过程： DMA操作可以分为3个主要步骤：传输前初始化（预处理）、正式传送、传送后处理。因为每次初始化只能传送一块数据，所以要反复重复以上3个步骤，直到多块数据都被传送完。初始化阶段：通过中断通知CPU初始化。由CPU执行几条输入输出指令，测试设备状态。向DMA控制器的设备地址寄存