From f8de85d4cca819e7e1c5cef908de93ee8ff42b63 Mon Sep 17 00:00:00 2001 From: Didnelpsun <2675350965@qq.com> Date: Tue, 12 Jul 2022 23:06:52 +0800 Subject: [PATCH] =?UTF-8?q?=E6=9B=B4=E6=96=B0?= MIME-Version: 1.0 Content-Type: text/plain; charset=UTF-8 Content-Transfer-Encoding: 8bit --- Computer-Organization/5-bus.md | 22 +++++--- .../6-input-output-system.md | 52 ++++++++++++------- 2 files changed, 50 insertions(+), 24 deletions(-) diff --git a/Computer-Organization/5-bus.md b/Computer-Organization/5-bus.md index 7894443..bd5d466 100644 --- a/Computer-Organization/5-bus.md +++ b/Computer-Organization/5-bus.md @@ -4,7 +4,7 @@ ### 总线基本定义 -+ 总线是一组能为多个部件分时共享的公共信息传送线路。 ++ 总线是一组能为多个部件分时共享的公共信息传送线路。是总线复用方式。 + 共享是指总线上可以挂接多个部件,各个部件之间互相交换的信息都可以通过这组线路分时共享。 + 分时是指同一时刻只允许有一个部件向总线发送信息,如果系统中有多个部件,则它们只能分时地向总线发送信息。 + 早期计算机外部设备少时大多采用分散连接方式,不易实现随时增减外部设备。为了更好地解决$I/O$设备和主机之间连接的灵活性问题,计算机的结构从分散连接发展为总线连接。 @@ -120,8 +120,14 @@ + 从设备:被主设备访问的设备,只能响应从主设备发来的各种总线命令。 + 总线仲裁原因: + 总线作为一种共享设备,不可避免地会出现同一时刻有多个主设备竞争总线控制权的问题。 -+ 总线仲裁的定义: - 多个主设备同时竞争总线控制权时,以某种方式选择一个主设备优先获得总线控制权称为总线仲裁 ++ 总线仲裁的定义:多个主设备同时竞争总线控制权时,以某种方式选择一个主设备优先获得总线控制权称为总线仲裁。 + +### 总线控制流程 + ++ 在总线控制中,申请使用总线的设备向总线控制器发出**总线请求**,由总线控制器进行裁决。 ++ 若经裁决允许该设备使用总线,就由总线控制器向该设备发出**总线允许**信号。 ++ 该设备收到信号后发出**总线忙**信号,通知其他设备总线已被占用。 ++ 该设备使用完总线时,将**总线忙**信号撤销,释放总线。 ### 总线仲裁分类 @@ -163,11 +169,11 @@ + 地址线。 + 设备地址线。 + 控制线: - + $BG$:总线允许,$\lceil\log_2n\rceil$条。 + + 设备地址线:传输设备地址,$\lceil\log_2n\rceil$条。 + $BR$:总线请求,$1$条。 + $BS$:总线忙,$1$条。 + 若设备有$n$个,则需要$\lceil\log_2n\rceil+2$条控制线。(还有$BS$、$BR$) -+ 结构特点:用一个计数器控制总线使用权,相对链式查询方式多了一组设备地址线,少了一根总线响应线$BG$;它仍共用一根总线请求线。 ++ 结构特点:用一个计数器控制总线使用权,相对链式查询方式多了一组设备地址线,少了一根总线响应线$BG$;它仍共用一根总线请求线。**不需要总线允许**信号。 + 过程: + 当总线控制器收到总线请求信号,判断总线空闲时,计数器开始计数,计数值通过设备地址线发向各个部件。 + 当地址线上的计数值与请求使用总线设备的地址一致时,该设备获得总线控制权。 @@ -280,6 +286,8 @@ #### 分离式通信 +即分离事务通信: + + 上述三种通信的共同点:一个总线传输周期(以输入数据为例): + 主模块发地址、命令,使用总线。 + 从模块准备数据,不使用总线,总线空闲。 @@ -290,7 +298,7 @@ + 特点: 1. 各模块均有权申请占用总线。 2. 采用同步方式通信,不等对方回答。 - 3. 各模块准备数据时,不占用总线新。 + 3. 各模块准备数据时,不占用总线。 4. 总线利用率提高。 ## 总线标准 @@ -307,6 +315,8 @@ ### 标准总览 +这是重点,下面的具体介绍可以随便看看: + 总线标准|全称|工作频率|数据线|最大速度|特点 :------:|:--:|:------:|:----:|:------:|:--: ISA|Industry Standard Architecture|8MHz|8/16|8MB/s|系统总线 diff --git a/Computer-Organization/6-input-output-system.md b/Computer-Organization/6-input-output-system.md index b09ca79..736dbde 100644 --- a/Computer-Organization/6-input-output-system.md +++ b/Computer-Organization/6-input-output-system.md @@ -19,19 +19,23 @@ + 通常采用$I/O$指令和通道指令实现$CPU$和$I/O$设备的信息交换: + $I/O$指令: + $CPU$指令的一部分。 - + 分为操作码(表明识别$I/O$指令)+命令码(执行的操作)+设备码(操作的设备)。 - + 通道指令通道: + + 机器指令的一部分。 + + 反映$CPU$与$I/O$设备交换信息的特点。 + + 分为操作码(表明识别$I/O$指令)+命令码(执行的操作)+设备码(操作的设备)。(与一般指令格式不同) + + 通道指令(通道程序): + 通道自身的指令。 + 指出数据的首地址、传送字数、操作作命令。 - + 通道指令放在主存中。 - + 由$CPU$执行启动$I/O$设备的指令,由通道代替$CPU$对$I/O$设备进行管理。 + + 通道指令放在**主存**中。 + + 通道指令由**通道**执行。由$CPU$执行启动$I/O$设备的指令,通道执行通道指令代替$CPU$对$I/O$设备进行管理。 + + 只有具备通道的$I/O$系统才能执行。 2. $I/O$硬件: - + 包括外部设备、设备控制器和接口、$I/O$总线等。 - + $I/O$接口+设备控制器+外设。 + + $I/O$接口。 + + 设备控制器:通过设备控制器,$I/O$设备与主板的系统总线相联。 + + 外设。 ## 外部设备 -+ 外部设备也称外围设备,是除了主机以外的、能直接或间接与计算机交换信息的装置。 +外部设备也称外围设备,是除了主机以外的、能直接或间接与计算机交换信息的装置。 ### 输入设备 @@ -61,8 +65,12 @@ 按显示设备所用的显示器件分类: -+ 阴极射线管($CRT$)显示器:$CRT$显示器主要由电子枪、偏转线圈、荫罩、高压石墨电极和荧光粉涂层及玻璃外壳$5$部分组成。具有可视角度大、无坏点、色彩还原度高、色度均匀、可调节的多分辨率模式、响应时间极短等目前$LCD$难以超过的优点。 -+ 液晶显示器($LCD$):利用液晶的电光效应,由图像信号电压直接控制薄膜晶体管,再间接控制液品分子的光学特性来实现图像的显示。特点:体积小、重量轻、省电、无辐射、绿色环保、画面柔、不伤眼等。 ++ 阴极射线管($CRT$)显示器: + + $CRT$显示器主要由电子枪、偏转线圈、荫罩、高压石墨电极和荧光粉涂层及玻璃外壳$5$部分组成。 + + 具有可视角度大、无坏点、色彩还原度高、色度均匀、可调节的多分辨率模式、响应时间极短等目前$LCD$难以超过的优点。 ++ 液晶显示器($LCD$): + + 利用液晶的电光效应,由图像信号电压直接控制薄膜晶体管,再间接控制液品分子的光学特性来实现图像的显示。 + + 体积小、重量轻、省电、无辐射、绿色环保、画面柔、不伤眼等。 + $LED$显示器:通过控制半导体发光二极管进行显示,用来显示文字、图形、图像等各种信息。 + $LCD$、$LED$是两种不同的显示技术,$LCD$是由液态晶体组成的显示屏,而$LED$则是由发光二极管组成的显示屏。与$LCD$相比,$LED$显示器在亮度、功耗、可视角度和刷新速率等方面都更具优势。 @@ -89,6 +97,8 @@ + $VRAM$容量=分辨率×灰度级位数。 + $VRAM$带宽=分辨率×灰度级位数×帧频。 +每个存储汉字数据的汉字内码占$2B$,表示汉字形体的字形码以$16\times16$点阵表示,为$32B$大小。 + #### 打印机 打印机是计算机的输出设备之一,用于将计算机处理结果打印在相关介质上。 @@ -103,11 +113,13 @@ + 采用电、磁、光、喷墨等物理、化学方法来印刷字符。 + 优点:速度快;噪声小。 + 缺点:成本高。 -+ 按打印机工作方式不同可分为: - + 串行打印机: + +按打印机工作方式不同可分为: + ++ 串行打印机: + 逐字打印。 + 速度慢。 - + 行式打印机: ++ 行式打印机: + 逐行打印。 + 速度快。 @@ -144,7 +156,8 @@ #### 磁盘存储器 + 磁盘设备的组成: - + 存储区域:一块硬盘含有若干个记录面,每个记录面划分为若干条磁道,而每条磁道又划分为若干个扇区,扇区(也称块)是磁盘读写的最小单位,也就是说磁盘按块存取。 + + 存储区域:一块硬盘含有若干个记录面,每个记录面划分为若干条磁道,而每条磁道又划分为若干个扇区。 + + **扇区**(也称块)是磁盘读写的最小单位,也就是说磁盘按块存取。 + 磁头数($Heads$):即记录面数,表示硬盘总共有多少个磁头,磁头用于读取/写入盘片上记录面的信息,一个记录面对应一个磁头。 + 柱面数($Cylinders$):表示硬盘每一面盘片上有多少条磁道,一个盘组中,不同记录面的相同编号(位置)的诸磁道构成一个圆柱面。 + 扇区数($Sectors$):表示每一条磁道上有多少个扇区。 @@ -160,7 +173,7 @@ + 道密度:沿磁盘半径方向单位长度上的磁道数。 + 位密度:磁道单位长度上能记录的二进制代码位数。 + 面密度:位密度和道密度的乘积。 - + 磁盘最里面的位密度最大,最外面的位密度最低。 + + 磁盘最里面的位密度最大,最外面的位密度最低。注意虽然每一道的道密度不同,但是每一道所含的数据量是一样的。 + 平均存取时间=寻道时间(磁头移动到目的磁道)+旋转延迟时间(磁头定位到所在扇区)+传输时间(传输数据所花费的时间)。 + 数据传输率:磁盘存储器在单位时间内向主机传送数据的字节数,称为数据传输率。 + 磁盘地址: @@ -228,6 +241,8 @@ + 中断请求触发器$INTR$。 + 屏蔽触发器$MASK$。 +$I/O$指令实现的数据传送是在靠近$CPU$的**通用寄存器**和用来缓冲$I/O$数据的**I/O接口**之间。 + #### 接口类型 + 按数据传送方式: @@ -244,7 +259,7 @@ #### 接口结构 -+ 内部接口:部接口与系统总线相连,实质上是与内存、$CPU$相连。数据的传输方式只能是并行传输。 ++ 内部接口:内部接口与系统总线相连,实质上是与内存、$CPU$相连。数据的传输方式只能是并行传输。 + 外部接口:外部接通过接口电缆与外设相连,外部接口的数据传输可能是串行方式,因此$I/O$接口需具有串/并转换功能。 + $CPU$与$I/O$接口之间通过数据线、地址线、命令线、状态线连接。 + $I/O$接口与外部设备通过数据线相连,$I/O$接口向外设通过命令线传递命令,外设向$I/O$接口通过状态线传递状态。 @@ -257,7 +272,7 @@ 5. 命令寄存器暂存命令,通过命令译码器转换为外设的控制信号。 6. $I/O$接口通过数据线向外设发送控制信号。 7. 外设通过数据线向$I/O$接口输入数据。 - 8. 数据暂存到数据缓冲寄存器DBR中进行处理。 + 8. 数据暂存到数据缓冲寄存器$DBR$中进行处理。 9. 外设数据输入完成后,将状态通过状态线输入设备状态标记中。 10. $I/O$接口通过状态线向$CPU$反馈输入完成,产生中断请求。 11. $CPU$收到中断请求后通过命令线反馈中断响应。 @@ -266,7 +281,7 @@ ### 端口与地址 -+ $I/O$端口是指接口电路中可以被$CPU$直接访问的寄存器。 ++ $I/O$端口是指接口电路中可以被$CPU$直接访问的**寄存器**。 + 接口$Interface$: + 端口$Port$:实际上是寄存器: + 数据端口:可读可写。 @@ -285,7 +300,7 @@ $I/O$端口要想能够被$CPU$访间,必须要有端口地址,每一个端 + $0$到$1013$表示主存单元地址,$1014$到$1023$为$I/O$地址。 + $10$到$19$表示$I/O$地址,$0$到$9、20$到$1023$为主存单元地址。 + 优点: - + 不需要专门的输入/输出指令,可使$CPU$访间$I/O$的操作更灵活、更方便。 + + 不需要专门的输入/输出指令,可使$CPU$访问$I/O$的**访存指令**,操作更灵活、更方便。 + 使端口有较大的编址空间。 + 缺点: + 端口占用了存储器地址,使内存容量变小。 @@ -297,6 +312,7 @@ $I/O$端口要想能够被$CPU$访间,必须要有端口地址,每一个端 + 靠不同的指令区分内存和$I/O$设备。 + 优点:输入/输出指令与存储器指令有明显区别,程序编制清晰,便于理解。 + 缺点: + + 需要专门的输入输出端口。 + 输入/输出指令少,一般只能对端口进行传送操作。 + 需要$CPU$提供存储器读/写、$I/O$设备读/两组控制信号,增加了控制的复杂性。