考研408《计算机组成原理》复习笔记,第七章(1)——I/O接口

一、最基础概念

1、【I/O设备】

是啥就不用多说了

(大纲已经删除了)

2、【特殊考点(应该不考)】

既然没人讲也不太可能考,那就看一眼就行,感兴趣的把下面例题看懂会算就行

3、【例题】

二、I/O接口

1、I/O接口的【概念和功能】

  • 【概念】:
    • 又称**【I/O控制器】** 、【设备控制器】 或**【I/O控制接口】** ,还有特么的**【I/O模块】**
  • 【功能:干啥用的】:
    • 宏观上主要:介于【I/O设备】和【CPU】之间,以适配它两的速度
      • (CPU特别快、I/O设备特别慢)
    • 具体是:(要背)
  • 哪些是:
    • 一般集成于【主板】或【南桥芯片】上
      • (注意:显卡 、网卡 、视频卡 、声卡 、键盘控制器 、磁盘控制器 、USB控制器 ...都是I/O控制器),(但是磁盘驱动器不是噢!!有"...控制器"3字的才是)
  • 怎么用:
    • 根据从**【CPU那】收到的【控制命令】去操控【I/O外设】**

2、I/O接口【结构】

博主精心所画,浓缩精华

我就不多废口舌了,花了老半天了,请放大查看

其中通过这个例子,可以深刻明白 " 为何【状态寄存器】和【控制寄存器】可以合成一个寄存器 "

  • 因为【方向】和【时机】不同
    • 还有注意:采用【中断方式】外设和I/O接口之间交换的信息只有:【上面这3个寄存器会存的数据】!!!
      • 千万别选【中断请求信号】,这是【CPU】和【中断控制信号】之间交换的信息,和【I/O接口】无关!!!

;

【I/O指令】:

  • 【I/O指令】是机器指令的一类,也是CPU系统指令的一部分
    • 但是注意:**它是【特权指令】!!!**因为他会直接引起【中断】!!!(回忆操作系统的知识点)
    • 而且**【它的指令格式】和【通用指令的格式】完全不一样!!!!**
  • 注意:只有在【独立编址(I/O映射)】的方式下,才会用到【I/O指令】
  • 他只跟【CPU】和【I/O端口】二者有关系(【I/O端口】就是I/O接口里的寄存器)

3、I/O接口的【两种编址方式】

依旧博主精心所画,浓缩精华

我就不多废口舌了,花了老半天了,请放大查看

而且记住:

  • 1、只有在具有【专门I/O指令】的计算机中,I/O设备才可以独立编址(有的计算机他没有I/O指令,那怎么单独编制啊,是吧?)
  • 2、【统一编址】的【I/O端口】的地址也不可以随意乱放!!!
    • 你要么在【主存高端】、
    • 要么在主存【底端】、
    • 要么在【固定在主存中间某个位置】

【特殊考点】

那么注意,【统一编址】具有这几个特点:

  • 1、【I/O端口】被放置的空间,其【虚拟地址】的【最高3位清零】,就是【物理地址】
  • 2、所以也就不需要经过【MMU转换】
  • 3、它是个【非映射】、【非缓冲】区域,所以也不能送到【Cache】里 "存副本"

4、【例题】

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