本周小结在线视频

大家好

到现在为止 我们已经学习完了

有关输入输出和中断技术这一部分

现在我们把这一部分的内容
做一个简单的回顾性的小结

这一部分我们希望大家能够理解

I/O接口它的基本概念和功能

还有什么是端口

以及端口的编址方式

我们说过在从8086这个时代

开始到现在 端口的编址

已经和内存之间的编址
已经是相对独立的编址方式了

也就是说它和内存是分别编址的

这样子的好处就是

能够充分地利用我们有限的内存资源

当然它的相对的弱点吧

也就是说接口的功能相对会比较弱一些

但是没关系
它已经能够满足我们今天所有的需求了

另外呢 希望大家一定要深入的理解

四种基本输入输出方法

特别是这四种基本I/O方法它们的适用场合

比如无条件传送适用于什么场合

它的查询工作方式适用于什么场合

DMA方式又适用于什么场合

因为我们必须要了解了每一种技术

它的适用范围或者说它的适用场合

我们才能够很有效的

在不同的需求的情况下采用不同的方法

我们在这一部分里头

我们简单地为大家介绍了什么是中断

以及中断响应的一般的过程

中断技术是我们今天
计算机技术中非常重要的一项技术

但是因为我们这个课程整个学时的限制

我们没有办法把这一部分的内容

非常详细或者深入地解释下去

而且作为这种入门级的学习

我觉得我们也没有太大的必要
把它的详细的底层技术给大家解释

所以在这里呢

我们就希望大家能了解什么是中断

以及中断响应的一般过程

还有一个概念就是有关中断向量表

中断向量表里放的都是中断向量

也就是说所有中断服务子程序的入口地址

它是怎么存放的 怎么管理的

也是我们在实地址模式下的计算机系统中
大家一定要关注的问题

另外在这一部分里头

从应用的角度或者说从技能的角度

我们希望大家一定要掌握I/O接口

它的译码电路的设计

我们在存储器管理

就半导体存储器这一部分里头

我们已经介绍了半导体存储器接口

它的设计当然更主要的就是译码电路的设计

那么在这一部分里头我们又介绍了

I/O接口它的译码电路的设计

那么大家要对比一下

半导体存储器接口和输入输出接口

译码电路在设计上有哪些相同点

哪些差异

当然它们从总体来讲它们的概念是一致的

也就是说它的理论基础是完全一样的

只是有一些形式上的小的区别而已

从应用的角度我们更加希望大家

一定要深入的掌握

无条件传送和查询工作方式下

输入输出的控制方式

因为我们在这门课里
没有给大家介绍中断控制器

所以有关中断控制程序的设计

或者说利用这种中断方法
来实现对外部设备的控制

我们在这里就不再要求大家或者说不再涉及

它详细的控制方法和控制程序的编写

或者说控制系统的设计

所以我们在这四种I/O方法里
我们重点的希望大家能够

掌握对于无条件传送以及查询工作方式下

这种控制程序或者控制系统

也就包括硬件和软件系统它的设计方法

这一部分里头我们给大家介绍了
三态门接口和锁存器接口

这是最最简单的两种输入输出接口

三态门接口因为它只具有数据的控制能力

而没有数据的锁存能力

所以呢 它只能作为输入接口

那么简单的通用的或者一般的锁存器接口

或者我们在这里给大家介绍了一个8D锁存器

那么它只具有数据的锁存能力
而不具有数据的控制能力

所以它只能作为输出接口

当然我们如果把三态门和锁存器合在一起

形成我们在前面课程里提到的
带控制的锁存器接口

那么这种接口就可以做输入接口
也可以做输出接口

但是不论怎么样

它们作为简单接口

它们没有通过软件改变
它控制数据传输方向的这样一种可能

也就是你没有办法通过软件

改变它作为输入或者输出

这种芯片一旦在系统中接好

设置它为输入它永远是输入
设置它为输出它就永远是输出

这个是在应用中大家要注意的一点

这是我们整个这一部分

从应用的角度大家一定要非常关注的内容

或者说技能

这一部分学习的时候
希望大家注意这样一些常见的问题

首先就是不同的输入输出方法

它们各自的应用场合

对于无条件传送来讲

因为它需要外部设备随时处于准备好状态

这样的外设在我们整个的世界中是很少的

因此这种控制方式通常应用的就是

比如电子开关

比如发光管比如数码管等等这样子的

一些非常简单的外设

因此它的应用范围是非常非常窄的

但是

查询工作方式它可以适用的领域就会比较多

当然它的主要的不足是因为

它的两大缺陷 就是一个是CPU

因为CPU做主导 所以CPU的效率会比较低

再一个就是它的速度相当的慢

因此 随着现在技术的发展

这种方式也逐渐的越来越少

但是在一些工业控制系统中

就是工控系统中 这种方式仍然在得到应用

因为它的一个很大的特点就是简单

这是它的绝对的优势

查询工作方式要求外部设备具备

提供一个状态信息这样子的一个输出

这样子的话它才可以使用查询工作方式

当然中断控制方式是我们今天在

各种计算机控制系统中应用的最多的
或者说非常广泛的一种方式

因为它的一个巨大的好处
是CPU的效率会比较高

而外部设备的实时性又会非常好

就说在需要的时候

CPU和外设进行信息交换

不需要的时候大家个人做个人自己的事情

这是中断控制系统能够得到
广泛应用的非常主要的原因之一

当然相对于查询工作方式

它的复杂度就会比较高一些

也是很遗憾

因为我们在这里没有
给大家介绍具体的中断控制器芯片

所以有关这一部分的内容
我们就没有更多的去涉及了

那么作为DMA方式

它是一个抛开了软件
完全由硬件来实现的一种输入输出

因此它的效率是非常高的

它主要适合于今天的
非常高速的外部设备来使用

在这一部分内容学习的时候

作为入门级的学习 希望大家

一定还要关注

在硬件线路的设计上

要注意的它译码电路的设计以及总线的信号

对于接口译码刚才我说到了
它和存储器译码接口电路设计的

主要理论基础是完全一致的

只是一些形式上的区别

比如我们寻址半导体存储器也就是寻址内存

它需要的地址是20位
在我们现在8088这样的语境下

那么寻址I/O端口它只需要最多16位的地址

因为8088也好 8086也好

能够管理的端口数量都只有64K个

所以它的地址码最多就是A0-A15

另外呢

从总线信号这个角度来讲

访问内存和访问接口

它所需要的读写控制信号也是不一样的

对于内存我们已经说过它用的是MEMW和MEMR

那么对于访问接口来讲它的总线是IOW和IOR

这个大家也要注意

另外呢

因为内存的地址资源是
我们计算机系统中非常宝贵的资源

因此我们在寻址内存的时候

我们尽量希望每一个地址资源都有

一个对应的单元和它对应

这样子的话我们才能做到地址资源不浪费

因此在内存寻址中

我们通常采用的都是全地址译码

这也是今天计算机系统中
对内存管理它的一种模式

全地址译码的主要的特点就是

全部的高位地址都作为译码器的输入信号

那么它的最后的效果

就是所有的地址资源都有唯一对应的单元

就是唯一的单元和它对应

那么在接口系统中

因为我们实际的端口数量远远到不了64K个

但是它的地址又非常长

所以在这种时候地址资源是非常丰富的

也就是说非常的多的

那么这个时候最主要的矛盾
变成了线路的复杂度的问题

因此为了尽量地减少我们的复杂性

我们在接口系统中

我们的端口地址译码
更多的会采用部分地址译码

也就是说并没有
用全部高位地址作为译码器的输入

而只用了一部分来作为译码器的输入信号

当然大家还要注意的就是有关中断技术中

中断响应的一般过程

我们在描述的时候我们用

外部可屏蔽的中断请求

来为大家介绍了整个中断响应的一般过程

也就是说从中断请求
到中断源的识别以及它的判优

还有中断响应 中断处理及中断返回
这样一个完整的五个步骤

在这里还希望大家注意
刚才提到的中断向量表

特别要关注中断向量表中每个表象它的含义

有关这一部分的内容
我们就帮助大家回顾到这里

这一部分是有关输入输出技术的

的一些基础理论和知识

那么这一部分所介绍的

三态门接口和锁存器接口

这都属于非常简单的接口

它的应用范围相对也是比较窄的

在很多时候它实际上无法达到我们的需求

所以我们学这一部分的目的

是为了为下一周的内容

就是可编程接口来奠定一些基础

好 今天就到这里