2019-05-08 20:01:04
接口：总线与外部设备之间的一个逻辑部件
程序查询方式：
适用于慢速或中速的外围设备。
数据在CPU和外围设备之间的传送完全靠计算机程序控制。
优点是CPU的操作和外围设备的操作能够同步，硬件结构比较简单。
缺点是程序进入查询循环时将白白浪费掉CPU很多时间。即使CPU采用定期地由主程序转向查询设备状态的子程序，进行扫描轮询的办法，CPU宝贵资源的浪费也是可观的。
一：程序查询方式的接口分为以下部分：
1.设备选择器 ：判别总线上呼叫的设备是不是本设备。，实际上是设备地址的译码器。
2.数据缓冲寄存器：输入操作时，用来存放从外部设备读出的数据，然后送往CPU；输出操作时，存放CPU送来的数据，以便于送给外部设备输出。
3.设备状态标志：接口中的触发器，如：“BUSY”，“READE”，“ERROR”等，用来标志设备的工作状态，以便于借口对外设动作进行监视。
二：程序查询输入/输出方式，动作如下：
1.先向I/O设备发出命令字，请求进行数据传送；
2.从I/O接口中读入状态字(READY=0,BUSY=1时可以进行数据传输)。
3.查看数据交换是否可以进行。
4.假如没有准备就绪，则2.3步骤重复进行，一直到设备准备好为止，即READY=1.
5.CPU从I/O接口的数据缓存器输入数据，或者将CPU输出至接口的数据缓存器中，同时，READY=0.（注意：一定要先取走数据，READY才能复位）。
CPU先把指令中的设备地址通过设备地址送到地址总线上，然后启动命令，向设备发出命令字，请求进行数据传输，从接口中读入状态字，若READY为0，BUSY为1，则启动设备，同时输入数据到DBR（数据缓冲寄存器）中，则取走数据工作结束。使READY为1，BUSY为0，准备就绪后，使DBR中的数据由数据总线输出。
查询需要的硬件：cpu，接口，外设
软件：输入/输出状态程序(输入输出程序）
三：程序中断方式
中断：外围设备“主动”通知CPU，准备送出输入数据或接收输出数据的一种方法。
通常，当一个中断发生时，CPU暂停它的现行程序，而转向中断处理程序，从而可以输入或输出一个数据。
当中断处理完毕后，CPU又返回到它原来的任务，并从它停止的地方开始执行程序。（如：接电话）
结论：CPU被动，外设主动。效率大为提高。类似于开店零售。
中断的硬件 ：CPU中设置中断机构 接口中设置中断逻辑。
中断的软件 ：设置中断源对应的中断服务子程序。
中断处理中需要注意的问题：
1.CPU只有在当前一条指令执行完毕后，即转入公操作时才受理设备的中断请求。
2.为了在中断服务程序执行完毕以后，能够正确地返回到主程序被中断的断点（PC内容）位置，要将PC和PSW内容压栈保护。
3.CPU响应中断后，正要去执行中断服务程序时，可能有另一个新的中断源向它发出中断请求，在CPU必须有一个“中断屏蔽”触发器。
4.中断处理过程是由硬件和软件结合来完成的。
CPU有决定是否受理中断请求的机构。
主要是：
中断请求IR=INTERRUPT REQUEST IR=1，表示设备发出了中断请求。
中断屏蔽IM=INTERRUPT MASK IM=0，CPU可以受理外界的中断请求。
接口方面有决定是否向CPU发出中断请求的机构。
主要是：
准备就绪标志RD=READY
RD=1，数据放入DBR中
RD=0，DBR中无数据
允许中断触发器EI=ENABLE INTERRPUT:
EI=1，接口可以向CPU发出中断请求
EI=0，不能向CPU发出中断请求
工作原理：
2、接口向外设发启动命令
3、外设把数据放到DBR中
4、置1 READY
5、若EI=1，发中断请求
6、将中断请求打入IR
7、若IM=0，发中断响应
8、取得中断向量
9、转中断服务，输入数据
10、将RD和BS复位。
小结：第一次写关于计算机组成原理的blog,今天写的内容主要是老师上课所讲的内容，关于程序查询以及程序中断的相关知识。不久前关注了一个公众号（码农翻身），其中涉及到相当多的计算机行业的内容，看了一些CPU相关知识后，对这部分产生了浓厚的兴趣，结合课本与老师PPT,对这部分内容有了更深的理解，在写的过程中也受益匪浅，与以前的知识相结合，逐渐进步，希望以后更加努力，c语言系列持续更新！