会计学第八章除了CPU和存储器两大模块外，计算机硬件系统的第三个关键部分既是输入(shūrù)输出模块，又称输入(shūrù)输出系统，简称为I/O系统。它包括I/O接口、I/O管理部件及有关软件，一个计算机系统的综合处理能力，系统的可扩展性、兼容性和性能价格比，都和I/O系统有密切关系。本章重点分析I/O与主机交换信息的三种控制方式（程序查询、中断和DMA）及其相应的接口功能和组成。输入过程(guòchéng)如下：总的说来，CPU与I/O设备(shèbèi)之间的定时，有以下三种情况：3、高速的I/O设备——同步(tóngbù)定时方式同步(tóngbù)工作要求I/O设备与CPU的速度完全同步(tóngbù)，一旦CPU和外设发生同步(tóngbù)，它们之间的数据交换便靠时钟脉冲控制来进行。如外设是一条传送2400位/秒的传输线，那么CPU每隔1/2400秒执行一次串行的输入操作。2、程序中断方式中断是I/O设备(shèbèi)用来“主动”通知CPU，准备交换信息的一种方法。通常，当一个中断发生时，CPU暂停其现行程序，转向中断处理程序进行信息交换；当中断处理完毕后，CPU又返回到原来的任务，并从它停止的地方开始执行程序。此方式使CPU的资源得到了充分利用，提高了CPU的效率。它一般适用于应立即执行的随机事件。硬件结构相对复杂。下图示意了采用程序中断方式从外设读数据块到主存的程序流程。3、直接内存访问DMA方式DMA方式是一种完全由硬件执行I/O交换的方式（无需处理中断服务程序）：DMA控制(kòngzhì)器从CPU完全接管对总线的控制(kòngzhì)，数据交换不经过CPU，而直接在内存和I/O设备之间进行，以高速传送数据。若出现DMA和CPU同时访问主存，CPU总是将总线占有权让给DMA——“窃取”或“挪用”——“窃取周期”或“挪用周期”：一般为一个存储周期。此方式传送速度高，传送速率仅受内存存取周期的限制。硬件代价高。适用于内存和高速外设之间大批数据交换的场合。以上(yǐshàng)三种方式的CPU工作效率比较如下：5、外围处理机方式外围处理机（PPU）是通道方式的进一步发展。PPU基本上独立于主机工作(gōngzuò)，其结构更接近一般处理机甚至就是微小型计算机。在一些系统中，设置了多台PPU，分别承担I/O控制、通信、维护诊断等任务。从某种意义上说，这种系统已变成分布式的多机系统。程序查询方式和程序中断方式适用于数据传输率比较低的I/O设备，而DMA方式、通道方式和PPU方式适用于数据传输率比较高的设备。目前，单片机和微型机中多采用(cǎiyòng)程序查询方式、程序中断方式和DMA方式。通道方式和PPU方式大都用在中、大型计算机中。第二节I/O接口3）、传送数据(shùjù)的功能数据(shùjù)必须通过接口才能实现主机与I/O设备之间的传送——要求接口中具有数据(shùjù)通路，完成数据(shùjù)传送——设置数据(shùjù)缓冲寄存器DBR：暂存I/O设备与主机准备交换的信息。它与I/O总线中的数据(shùjù)线相连。DBR还应具备串—并转换能力。4）、反映I/O设备工作状态的功能为了使CPU能及时了解各I/O设备的工作状态，接口内必须设置一些反映设备工作状态的触发器——设备状态标记触发器。如完成触发器D、工作触发器B、中断请求触发器INTR、屏蔽触发器、出错触发器、数据迟到触发器等等。所有的状态标记触发器都与I/O总线中的状态线相连(xiānɡlián)。下图是I/O接口的基本组成。二、接口(jiēkǒu)的类型3、按通用性分类通用接口：包含大多数I/O设备(shèbèi)所共用的电路。可供多种外设使用。Intel8255、8212。专用接口：为某类外设或某种用途专门设计的接口。Intel8279可编程键盘/显示器接口；Intel8275可编程CRT控制器接口等。第三节程序查询方式为了正确完成这种查询，要执行如下(rúxià)三条指令：●测试指令：查询设备是否准备就绪。●传送指令：设备已准备就绪时，交换数据。●转移指令：若设备未准备就绪，转至测试指令，继续测试设备状态。下图是单个设备程序查询方式的程序流程图。第四节程序中断方式CPU在任何瞬间只能接受一个中断源的请求。因此，当多个中断源提出中断请求时，CPU必须对各中断源的请求进行排队，且只能接受级别最高的中断源的请求，不允许级别低的中断源中断正在运行的中断服务程序。此时，就可用MASK来改变中断源的优先级别。另外，CPU总是在统一的时间，即执行每一条指令的最后时刻，查询所有设备是否有中断请求。接口(jiēkǒu)电路中D、INTR、MASK和中断查询信号的关系如图示：2、排队器当多个中断源同