《计算机操作系统 》课件-5.3输入输出控制方式

5.3输入/输出控制方式程序I/O控制方式

中断驱动I/O控制方式

直接存储器存取（DMA）方式

通道控制方式5.3输入/输出控制方式程序I/O方式

（或称循环测试I/O方式）设备选中，CPU向设备控制器发I/O指令，启动设备将控制器中的状态寄存器的值busy置为1CPU循环测试busy的值，直到busy=0；设备控制器控制设备执行I/O操作设备控制器置busy=0同时进行CPU传送到内存I/O完成二、中断驱动I/O控制方式：设备选中，CPU向设备控制器发I/O指令，启动设备，并置状态寄存器的允许中断位=1将控制器中的状态寄存器的busy置为1当前进程阻塞，CPU调度其他进程执行设备控制器控制设备执行I/O操作设备控制器向CPU发中断同时进行CPU响应中断，传送数据到内存I/O完成常用于字符设备的I/O控制特点？5.3输入/输出控制方式三.直接存储器访问（DMA）I/O控制方式

1.DMA控制方式的特征：

①数据传输的基本单位是数据块；②数据传送是在设备与内存之间直接进行的；③整块数据的传送是在DMA控制器的控制下完成的，仅在传送一个或多个数据块的开始和结束时，才需CPU干预。常用于块设备的I/O控制5.3输入/输出控制方式三.直接存储器访问（DMA）I/O控制方式

2、DMA控制器：

内含于设备控制器中3、DMA传送过程：（1）DMA传送前预处理：（CPU完成）测试设备状态CPU初始化DMA控制器：主存缓冲区首址→MAR；传送数据字节数→DC；设置传输方式启动设备。三.直接存储器访问（DMA）I/O控制方式2.DMA传送过程：DR1B或一个字数据总线MAR所指主存单元（2）DMA控制器控制完成设备与主存间的数据传送①磁盘控制器将整块数据从磁盘读入DMA控制器的DR中；②磁盘控制器校验读入的数据；③磁盘控制器向DMA控制器发DMA请求④DMA控制器向CPU请求总线周期，获得总线控制权后：⑤

DC--；DC==0？是向CPU发中断否

转④MAR++；（3）CPU响应中断进行后处理：（CPU完成）思考：

DMA控制方式与中断驱动控制方式的区别？（1）对CPU的中断频率不同；（2）数据传输控制不同。

四.I/O通道控制方式1.通道的运算控制部件：

①通道地址字（CAW）：记录下一条通道指令的地址，其功能类似于CPU的指令计数器。

②通道命令字（CCW）：记录正在执行的通道指令，其作用相当于CPU的指令寄存器。

③通道状态字（CSW）：记录通道、控制器、设备的状态，包括I/O传输完成信息、出错信息、重复执行次数等。

通道控制方式是一种以内存为中心，实现设备和内存间直接交换数据的控制方式。CPU根据用户的I/O请求生成通道程序；将其放到内存中，并将其首地址放入CAW中CPU执行“启动I/O”指令，启动通道工作

通道向CPU发应答信号，通知“启动I/O”指令完成，CPU可继续执行其他进程通道取出通道程序的下一条指令，放入CCW中，并执行之通道向CPU发中断CPU响应中断否四.通道控制方式2.I/O控制过程：

是最后一条指令吗？是思考题：1、磁盘设备的I/O控制方式主要是采用________方式；打印机的I/O控制方式主要是采用________方式；2、DMA方式是在（）之间建立一条直接数据通路。I/O设备和主存B.两个I/O设备之间C.I/O设备和CPUD.CPU和主存3、通道又称I/O处理机，用于实现（）之间的数据传输。A.内存与外设B.CPU与外设C.内存与Cache

D.CPU与主存4.计算机系统中，不属于DMA控制器的是（）。命令/状态寄存器B.内存地址寄存器C.数据寄存器D.堆栈指针寄存器思考题：5、本地用户通过键盘登录系统时，首先获得键盘输入信息的是（）。命令解释程序B.中断处理程序C.系统调用服务程序D.用户登录程序6、I/O中断是CPU与通道协调工作的一种手段，所以在（）时，便要产生中断。CPU执行“启动I/O”指令而被通道拒绝接收通道接收了CPU的启动请求通道完成了通道程序的执行通道在执行通道程序的过程中思考题：7、某计算机系统中，时钟中断处理程序