2019-05-08 20:01:04
接口：總線與外部設備之間的一個邏輯部件
程序查詢方式：
適用於慢速或中速的外圍設備。
數據在CPU和外圍設備之間的傳送完全靠計算機程序控制。
優點是CPU的操作和外圍設備的操作能夠同步，硬件結構比較簡單。
缺點是程序進入查詢循環時將白白浪費掉CPU很多時間。即使CPU采用定期地由主程序轉向查詢設備狀態的子程序，進行掃描輪詢的辦法，CPU寶貴資源的浪費也是可觀的。
一：程序查詢方式的接口分為以下部分：
1.設備選擇器 ：判別總線上呼叫的設備是不是本設備。，實際上是設備地址的譯碼器。
2.數據緩沖寄存器：輸入操作時，用來存放從外部設備讀出的數據，然后送往CPU；輸出操作時，存放CPU送來的數據，以便於送給外部設備輸出。
3.設備狀態標志：接口中的觸發器，如：“BUSY”，“READE”，“ERROR”等，用來標志設備的工作狀態，以便於借口對外設動作進行監視。
二：程序查詢輸入/輸出方式，動作如下：
1.先向I/O設備發出命令字，請求進行數據傳送；
2.從I/O接口中讀入狀態字(READY=0,BUSY=1時可以進行數據傳輸)。
3.查看數據交換是否可以進行。
4.假如沒有准備就緒，則2.3步驟重復進行，一直到設備准備好為止，即READY=1.
5.CPU從I/O接口的數據緩存器輸入數據，或者將CPU輸出至接口的數據緩存器中，同時，READY=0.（注意：一定要先取走數據，READY才能復位）。
CPU先把指令中的設備地址通過設備地址送到地址總線上，然后啟動命令，向設備發出命令字，請求進行數據傳輸，從接口中讀入狀態字，若READY為0，BUSY為1，則啟動設備，同時輸入數據到DBR（數據緩沖寄存器）中，則取走數據工作結束。使READY為1，BUSY為0，准備就緒后，使DBR中的數據由數據總線輸出。
查詢需要的硬件：cpu，接口，外設
軟件：輸入/輸出狀態程序(輸入輸出程序）
三：程序中斷方式
中斷：外圍設備“主動”通知CPU，准備送出輸入數據或接收輸出數據的一種方法。
通常，當一個中斷發生時，CPU暫停它的現行程序，而轉向中斷處理程序，從而可以輸入或輸出一個數據。
當中斷處理完畢后，CPU又返回到它原來的任務，並從它停止的地方開始執行程序。（如：接電話）
結論：CPU被動，外設主動。效率大為提高。類似於開店零售。
中斷的硬件 ：CPU中設置中斷機構 接口中設置中斷邏輯。
中斷的軟件 ：設置中斷源對應的中斷服務子程序。
中斷處理中需要注意的問題：
1.CPU只有在當前一條指令執行完畢后，即轉入公操作時才受理設備的中斷請求。
2.為了在中斷服務程序執行完畢以后，能夠正確地返回到主程序被中斷的斷點（PC內容）位置，要將PC和PSW內容壓棧保護。
3.CPU響應中斷后，正要去執行中斷服務程序時，可能有另一個新的中斷源向它發出中斷請求，在CPU必須有一個“中斷屏蔽”觸發器。
4.中斷處理過程是由硬件和軟件結合來完成的。
CPU有決定是否受理中斷請求的機構。
主要是：
中斷請求IR=INTERRUPT REQUEST IR=1，表示設備發出了中斷請求。
中斷屏蔽IM=INTERRUPT MASK IM=0，CPU可以受理外界的中斷請求。
接口方面有決定是否向CPU發出中斷請求的機構。
主要是：
准備就緒標志RD=READY
RD=1，數據放入DBR中
RD=0，DBR中無數據
允許中斷觸發器EI=ENABLE INTERRPUT:
EI=1，接口可以向CPU發出中斷請求
EI=0，不能向CPU發出中斷請求
工作原理：
2、接口向外設發啟動命令
3、外設把數據放到DBR中
4、置1 READY
5、若EI=1，發中斷請求
6、將中斷請求打入IR
7、若IM=0，發中斷響應
8、取得中斷向量
9、轉中斷服務，輸入數據
10、將RD和BS復位。
小結：第一次寫關於計算機組成原理的blog,今天寫的內容主要是老師上課所講的內容，關於程序查詢以及程序中斷的相關知識。不久前關注了一個公眾號（碼農翻身），其中涉及到相當多的計算機行業的內容，看了一些CPU相關知識后，對這部分產生了濃厚的興趣，結合課本與老師PPT,對這部分內容有了更深的理解，在寫的過程中也受益匪淺，與以前的知識相結合，逐漸進步，希望以后更加努力，c語言系列持續更新！