软考高级当中的输入、输出怎么学习

Question

如题所述

Answer 1

输入输出方式
在计算机系统中，有多种输入输出方式，包括程序控制、中断、DMA和通道等。
1.程序控制工作方式
指在程序的控制下进行数据传送，是CPU与外设之间交换信息的最简单形式，包括：
（1）无条件传送方式。传送数据之前不查询外设状态而直接执行输入或输出命令，这种方式下的外设总处于'待命'状态，可根据其固定的或已知的时序，将I/O指令插在程序中，当程序执行到该条指令时，就开始输入或输出数据。这种方式最简单，但是可靠性不高。
（2）条件传送方式。也称为查询传送，CPU通过执行程序不断读取并测试外设状态，若输入设备处于准备好状态或输出设备处于空闲状态，则CPU执行I/O指令与外设交换信息，这要求接口电路中除了有数据端口外，还要有状态端口。它比无条件传送可靠，使用面也广，但这种方式要求CPU不断检测外设状态，占用了CPU大量时间，效率不高。
2.中断工作方式
中断方式可以克服查询方式的低效问题，当CPU执行到I/O请求时，向I/O控制器发出相应指令后，CPU并不等待，而是继续执行其它操作。由于CPU无需等待I/O控制器与外设的数据交换，所以效率得到了提高。
中断是指在CPU执行程序的过程中，由于某一外部或CPU内部事件的发生，使CPU暂时中止正在执行的程序，转去处理这一事件，当该事件处理完毕后又回到原先被中止的程序，接着中止前的状态继续向下执行。
引起中断的事件称为中断源。其中，由CPU内部产生的中断称为内部中断，它包括溢出中断、除法错中断、断点中断、软中断及单步中断；由CPU外部产生的中断称为外部中断，它包括可屏蔽中断和非屏蔽中断。
CPU接到中断请求后，如果是当前允许的中断，那么要停止正在执行的代码，并把内部寄存器入栈，这个过程不能再次被打断，所以要先关中断，入栈完后再开中断。这个过程应该尽量短，以防止错过了其它中断，该过程消耗的时间称为中断响应时间。然后再执行中断处理程序，一般都比较简单，就是设置一些标志位，做简单的数据处理而已，其它更耗时的处理由非中断程序完成。中断处理完成后要恢复现场，把入栈寄存器出栈，继续执行被中断的程序，这个过程消耗的时间称为中断处理时间，该时间大小与中断类型、应用类型有关，也不是一味求短，现在大多数CPU都支持多极中断，在执行中断时还可以响应其它中断，形成中断嵌套。
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