用中断方式交换数据时,每处理一次I/O交换,约需几十微秒到几百微秒。对于一些高速的外围设备,以及成组交换数据的情况,仍然显得速度太慢。直接内存访问(DMA)方式是一种完全由硬件执行I/O交换的工作方式。这种方式既考虑到中断响应,同时又要节约中断开销。此时,DMA控制器从CPU完全接管对总线的控制,数据交换不经过CPU,而直接在内存和外围设备之间进行,以高速传送数据。这种方式和前述例子的第三种方法相仿,主要优点是数据传送速度很高,传送速率仅受到内存访问时间的限制。与中断方式相比,需要更多的硬件。DMA方式适用于内存和高速外围设备之间大批数据交换的场合。? DMA方式的出现已经减轻了CPU对I/O操作的控制,使得CPU的效率有显著的提高,而通道的出现则进一步提高了CPU的效率。这是因为,CPU将部分权力下放给通道。通道是一个具有特殊功能的处理器,某些应用中称为输入输出处理器(IOP),它可以实现对外围设备的统一管理和外围设备与内存之间的数据传送。这种方式与前述例子的第四种方法相仿,大大提高了CPU的工作效率。然而这种提高CPU效率的办法是以花费更多硬件为代价的。? 外围处理机(PPU)方式是通道方式的进一步发展。由于PPU基本上独立于主机工作,它的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。? 外围设备的种类相当繁多,有机械式和电动式,也有电子式和其他形式。其输入信号,可以是数字式的电压,也可以是模拟式的电压和电流。外围设备包括输入设备、输出设备和磁盘存储器、磁带存储器、光盘存储器等。 输入设备:向计算机输入数据和信息的设备。是计算机与用户或其他设备通信的桥梁。输入设备是用户和计算机系统之间进行信息交换的主要装置之一。键盘,鼠标,摄像头,扫描仪光笔,手写输入板,游戏杆,语音输入装置等都属于输入设备。输入设备(InputDevice)是人或外部与计算机进行交互的一种装置,用于把原始数据和处理这些数的程序输入到计算机中。计算机能够接收各种各样的数据,既可以是数值型的数据,也可以是各种非数值型的数据,如图形、图像、声音等都可以通过不同类型的输入设备输入到计算机中,进行存储、处理和输出。 输出设备(OutputDevice)是人与计算机交互的一种部件,用于数据的输出。它把各种计算结果数据或信息以数字、字符、图像、声音等形式表示出来。常见的有显示器、打印机绘图仪、影像输出系统、语音输出系统、磁记录设备等。将计算机输出信息的表现形式转换成外界能接受的表现形式的设备。利用各种输出设备可将计算机的输出信息转换成印在纸上的数字、文字、符号、图形和图像等,或记录在磁盘、磁带、纸带和卡片上,或转换成模拟信号直接送给有关控制设备。有的输出设备还能将计算机的输出转换成语声。 存储器(Memory)是计算机系统中的记忆设备,用来存放程序和数据。计算机中的全部信息,包括输入的原始数据计算机程序、中间运行结果和最终运行结果都保存在存储器中。它根据控制器指定的位置存入和取出信息。存储器是用来存储程序和数据的部件,有了存储器,计算机才有记忆功能,才能保证正常工作。按用途存储器可分为主存储器(内存)和辅助存储器外存)。外存通常是磁性介质或光盘等,能长期保存信息。内存指主板上的存储部件,用来存放当前正在执行的数据和程序,但仅用于暂时存放程序和数据,关闭电源或断电,数据就会丢失。 |