微型计算机输入输出和中断课件

微型计算机输入输出和中断课件CATALOGUE目录微型计算机输入输出概述中断技术输入输出和中断的硬件实现微型计算机输入输出和中断的软件实现微型计算机输入输出和中断的应用微型计算机输入输出概述01CATALOGUE用于输入字符和命令。输入输出设备键盘用于定位和选择屏幕上的对象。鼠标用于显示文本、图形和图像。显示器用于输出文本、图形和图像。打印机用于将图像或文字转换为数字信号。扫描仪如麦克风和扬声器，用于输入和输出声音。音频设备USB接口HDMI接口SATA接口PCIe接口输入输出接口01020304用于连接各种外设，如鼠标、键盘、打印机等。用于连接显示器，传输高清视频信号。用于连接硬盘驱动器等存储设备。用于连接高速扩展卡，如显卡、声卡等。数据在多个数据线上同时传输，传输速度快，但需要更多的数据线。并行传输串行传输直接内存访问（DMA）中断数据在一条数据线上逐位传输，传输速度较慢，但只需要一条数据线。允许外设直接从内存中读取或写入数据，无需CPU干预。允许外设在需要时打断CPU的执行，通知CPU处理某些事件或传输数据。输入输出数据传输方式中断技术02CATALOGUE中断指计算机在执行程序过程中，出现某些突发事件或异常情况，使得计算机暂时停止当前程序的执行，转向对这些事件或异常进行处理，处理完毕后再返回到原程序被中断的位置继续执行。中断的特性自动性、随机性、被动性、异步性。中断概念中断请求当某个事件或异常发生时，相应的中断源向CPU发出中断请求。CPU根据中断优先级和判优逻辑，选择一个优先级最高的中断请求进行处理。CPU将当前程序的执行环境（如程序计数器、通用寄存器等）保存到内存的堆栈中，以便中断处理完毕后能够返回到原程序被中断的位置继续执行。CPU转去执行相应的中断服务程序，处理该中断所对应的事件或异常。中断服务程序执行完毕后，CPU将之前保存的现场恢复，返回到原程序被中断的位置继续执行。中断判优执行中断服务程序恢复现场保存现场中断处理过程用于标识不同中断源的优先级，以便CPU能够根据优先级选择处理哪个中断请求。中断优先级用于存放中断处理程序的地址，CPU通过查找该表来获取相应的中断处理程序的地址，转去执行该程序。中断向量表中断优先级和向量表输入输出和中断的硬件实现03CATALOGUE

输入输出硬件实现输入输出硬件设备输入输出设备如键盘、鼠标、显示器、打印机等，通过接口与计算机连接。输入输出接口常见的输入输出接口包括串口、并口、USB接口等，它们负责传输数据和控制信号。输入输出控制器输入输出控制器是计算机中负责管理输入输出设备的硬件，它负责接收和发送数据，并处理设备之间的通信。中断优先级每个中断源都有自己的优先级，当多个中断同时发生时，处理器会根据优先级的高低来处理。中断控制器中断控制器是计算机中负责管理中断的硬件，它能够接收外部设备的中断请求，并将中断信号传递给处理器。中断处理程序中断处理程序是计算机中用于处理中断的程序，它负责在中断发生时执行相应的操作，如保存处理器状态、处理中断、恢复处理器状态等。中断硬件实现在实时系统中，输入输出和中断技术结合使用，能够快速响应外部事件，提高系统的实时性能。实时处理在多任务系统中，通过使用输入输出和中断技术，可以实现多个任务的同时执行和处理，提高系统的并行性和效率。多任务处理在数据采集与监控系统中，输入输出和中断技术结合使用，能够实时获取和处理数据，实现对系统状态的监控和预警。数据采集与监控输入输出和中断的结合应用微型计算机输入输出和中断的软件实现04CATALOGUE123输入输出软件实现是指通过软件编程实现对微型计算机输入输出设备的管理和控制。输入输出软件实现的基本概念输入输出软件实现的方法包括直接编程、驱动程序和操作系统API等。输入输出软件实现的方法输入输出软件实现广泛应用于各种微型计算机应用中，如人机交互、数据采集、控制等。输入输出软件实现的应用输入输出软件实现中断软件实现的方法中断软件实现的方法包括中断请求、中断处理和中断返回等。中断软件实现的应用中断软件实现广泛应用于各种微型计算机应用中，如实时控制、多任务处理等。中断软件实现的基本概念中断软件实现是指通过软件编程实现对微型计算机中断信号的处理和管理。中断软件实现输入输出和中断的软件优化旨在提高微型计算机系统的性能和响应速度，降低系统资源占用率。软件优化目标软件优化方法软件优化实践输入输出和中断的软件优化方法包括算法优化、数据结构优化、代码优化等。输入输出和中断的软件优化实践包括使用多线程技术、异步I/O技术、缓存技术等。030201输入输出和中断的软件优化微型计算机输入输出和中断的应用05CATALOGUE03实时系统中的输入输出和中断实现在实时系统中，输入输出和中断的实现需要考虑系统的实时性和可靠性，采用高效的数据传输和控制方式。01实时系统概述实时系统是指能够及时响应外部事件或信号的系统，要求高可靠性和实时性。02输入输出和中断在实时系统中的作用实时系统中的输入输出和中断用于接收外部信号、传递数据和控制外部设备，保障系统的实时响应。输入输出和中断在实时系统中的应用多任务系统概述多任务系统是指能够同时处理多个任务的系统，要求高并发性和效率。输入输出和中断在多任务系统中的作用多任务系统中的输入输出和中断用于协调多个任务之间的数据传输和控制，提高系统的并发处理能力。多任务系统中的输入输出和中断实现在多任务系统中，输入输出和中断的实现需要考虑任务的优先级、数据同步和互斥，采用高效的并发控制策略。输入输出和中断在多任务系统中的应用输入输出和中断在多媒体系统中的应用在多媒体系统中，输入输出和中断的实现需要考虑多媒体数据的特性和传输要求，采用高效的数据压缩、传输和控制技术。