《输入输出和中断》课件

THEFIRSTLESSONOFTHESCHOOLYEAR输入输出和中断目CONTENTS输入输出概述中断技术输入输出设备管理中断处理程序设计输入输出和中断的应用录01输入输出概述输入输出01输入输出是指计算机系统与外部设备之间的数据传输过程。输入是指外部设备向计算机系统传输数据，而输出是指计算机系统向外部设备传输数据。输入输出设备02输入输出设备是指与计算机系统连接的外部设备，用于实现输入输出操作。常见的输入输出设备包括键盘、鼠标、显示器、打印机等。输入输出接口03输入输出接口是指计算机系统与外部设备之间的连接器，用于实现数据传输和控制信号的传递。常见的输入输出接口包括USB、HDMI、VGA等。输入输出的定义输入输出设备分类输入设备输入设备是指用于向计算机系统传输数据的外部设备。常见的输入设备包括键盘、鼠标、扫描仪、摄像头等。输出设备输出设备是指用于将计算机系统的数据传输到外部设备的设备。常见的输出设备包括显示器、打印机、音响等。USB接口USB接口是一种常见的输入输出接口，支持热插拔和即插即用功能，可以连接多种类型的设备，如鼠标、键盘、打印机等。HDMI接口HDMI接口是一种高清多媒体接口，支持音频和视频信号的传输，常用于连接显示器和电视等设备。VGA接口VGA接口是一种模拟信号接口，常用于连接显示器和其他视频设备，支持分辨率和刷新率的调整。输入输出接口类型01中断技术中断的基本概念中断是一种硬件或软件事件，它能够打断正在执行的程序，并将其转移到中断处理程序。中断是计算机系统中非常重要的技术，它使得CPU能够响应各种事件，如硬件设备状态变化、软件异常等。中断可以异步发生，即不依赖于程序执行流程。中断检测当发生中断时，系统会检测到中断并保存当前程序的执行上下文（如程序计数器、寄存器等）。中断响应系统将控制权转移到中断处理程序，执行相应的中断处理代码。中断返回中断处理程序执行完毕后，系统恢复被中断的程序执行。中断处理过程每个中断都有一个优先级，用于确定中断的紧急程度和处理顺序。中断优先级每个中断都有一个对应的向量，指向中断处理程序的入口地址。中断向量中断优先级和向量01输入输出设备管理设备驱动程序01设备驱动程序是操作系统内核的一部分，用于控制和管理硬件设备。02设备驱动程序提供了一种标准的接口，使得应用程序可以通过操作系统来访问和控制设备。03设备驱动程序需要针对不同的设备进行编写和优化，以确保设备的正常工作和高效运行。04设备驱动程序需要处理设备的硬件细节，例如设备的寄存器、内存和中断等。010204设备I/O操作输入输出操作是计算机与外部设备之间进行数据传输的过程。输入操作是指从外部设备读取数据并传输到计算机内部进行处理。输出操作是指将数据从计算机内部传输到外部设备进行显示或存储。设备I/O操作可以通过不同的方式进行，例如轮询、中断和直接内存访问等。03设备独立性是指应用程序在访问外部设备时，不依赖于设备的具体实现细节。通过使用操作系统提供的标准接口，应用程序可以访问不同类型的设备，而不需要修改代码。设备独立性有助于提高应用程序的可移植性和可维护性，减少因设备更换或升级而导致的代码修改工作量。010203设备独立性01中断处理程序设计中断处理程序中断处理程序是操作系统中用于响应中断的程序，它负责在发生中断时执行相应的操作，如保存寄存器信息、执行中断处理代码、恢复寄存器信息等。02中断处理程序通常由汇编语言或C语言编写，并被链接到操作系统的内核中。03中断处理程序的设计需要考虑中断的来源、优先级、处理方式等因素，以确保系统能够快速、准确地响应中断。01中断优先级是指中断处理程序的执行优先级。在多个中断同时发生时，CPU会根据中断优先级的高低来决定先处理哪个中断。中断优先级分为静态优先级和动态优先级。静态优先级是在中断控制器中固定设置的，而动态优先级则可以在运行时动态改变。中断屏蔽是指禁止某些中断发生的功能。通过设置中断屏蔽位，可以禁止某些中断源向CPU发送中断请求。中断屏蔽与优先级快速响应优先级高资源共享避免死锁中断处理程序的设计原则对于优先级高的中断，应该优先处理，以免影响系统的实时性和稳定性。多个中断处理程序可能会共享一些资源，如内存、外设等。在设计中断处理程序时，需要考虑资源的合理分配和共享。在设计中断处理程序时，需要避免死锁的发生，以确保系统的正常运行。中断处理程序应该能够快速响应中断，尽快完成相应的处理工作。01输入输出和中断的应用任务调度通过中断处理程序，实时系统能够根据优先级调度任务，确保关键任务得到及时处理。资源分配中断机制有助于合理分配系统资源，确保高优先级任务获得足够资源，避免资源争用和死锁。实时性要求在实时系统中，输入输出和中断的应用确保系统能够及时响应外部事件或数据输入，并快速输出结果。实时系统中的应用优先级管理根据不同任务的重要性和紧急程度，中断处理程序可以调整任务优先级，确保关键任务得到优先处理。资源共享通过中断机制，多任务系统可以实现资源共享，提高资源利用率。任务切换通过中断，多任务系统能够在不同任务之间快速切换，提高系统效率和响应速度。多任务系统中的应用在网络通信中，输入输出和中断的应用确保数据能够实时、准确地传输。数据传输错误处理流量控制当数据传输过程中出现错误时，中断机制能够及时处理错误