易学笔记-系统分析师考试-第6章 系统配置与性能评价/6.3 输入输出系统/6.3.3 接口

  • I/O接口

概念:也称为I/O控制器,是主机和外设之间的交接界面,通过接口实现主机和外设之间的信息交换

功能

实现主机和外设的通讯联络控制

接口中的同步控制器实现主机和外设的时间配合,保证主机与不同工作速度外设交换信息的最佳时刻

进行地址译码和设备选择

接口负责对CPU送来地址码进行翻译,生成设备信息,以便进行设备选择

实现数据缓冲

接口中的数据缓冲器用于数据暂存,以免数据丢失

数据格式的变换

接口具备数据转换功能,以便满足主机或者外设要求,比如并串转换、数模转换

传递控制命令和状态信息

当CPU要求启动某一外设时,通过接口中的命令寄存器启动外设,并向CPU反馈外设状态

当外设请求CPU时,通过接口向CPU发出中断请求和DMA请求

接口的分类

按数据交换方式

串行接口

概念:一次只能传输1个位

分类

异步通信方式

实现原理

发送端发送数据的时间是任意,接收端要随时做好接收准备

在发送数据的首位各加入一个标识符,以区分数据的开始和结束

优点:通信设备简单和便宜

缺点:传输效率低

同步通信方式

实现原理

发送和接收双方建立相同频率的时钟信号

首次需要在数据的最前面加上特定的同步字符使双方同步

后续在时钟控制下逐步发送和接收

并行接口

概念:一次可以传送多个位

按I/O信号分类

数字接口

模拟接口

按通用性分类

通用接口

专用接口

按功能选择灵活性

可编程接口

不可编程接口

常见接口

IDE:最常用的磁盘接口

普通IDE

最高速度不超过1.5M

数据传输宽度为8位

最多可连接4个IDE设备

每个IDE磁盘容量不超过528M

增强型IDE(EIDE)

最高速度可达150M

数据传输宽度为32位

高级技术附件(ATA:Advanced Technology Attachment)

在平台IDE和EIDE前提下发展成为的全球硬盘标准化协议

最新版本:ATA-7

最高速度可达1064M

串行高级技术附件(SATA:Serial Advanced Technology Attachment)

在ATA基础上发展的,连接处是SATA设备

最高速度可到4800M

优势

热拔插

传输速度快

执行效率高

外部串行高级技术附件(EATA:external Advanced Technology Attachment)

在SATA基础上发展的,连接处加装了金属弹片来保证物理连接的稳固性

仅仅是SATA接口的一种扩展

SCSI

是大容存储设备、音频设备、CD-ROM驱动器的接口标准

是总线形式构成,可以连接多个外设

外设以菊花链的接入并被分配唯一ID

最后的ID分配给SCSI控制器

多个外设间独立工作,也可以相互交互数据

数据以分组形式传输

最大传输速度可达5G

个人计算机内存卡国际联合会(PCMCIA:Personal Computer Memory Card International Association)

用于笔记本电脑的接口标准,体积小,扩展性好,分类

存储器接口

传真接口

调制解调器功能扩展接口

特点

电源管理服务

可降低功耗

支持多功能卡、扩充卡的信息结构

兼容性好

规定了直接内存访问规范

增加32位的总线接口

IEEE-1394

是有IEEE在1995年提出来的

目前最大支持速度可到3200M

支持最多1023条线,一个线支持63个节点,一个节点支持16台设备

特点:

与SCSI相比,一个挑上可支持不同速率的设备

支持热拔插

数据传输率高

价格低

容易实现

除了计算机,还可以用于数码相机、摄像机

USB

是一种串行接口

以菊花链最多可接入127个外设

支持热拔插

USB 3.0速度将达到4.8G

端口

概念:指的是接口电路中可以被CPU直接访问的寄存器,CPU通过端口向设备写入数据或者读取数据

接口端口组成

数据端口

命令端口

状态端口

端口读写性

可读可写

只能写

只能读

编制方式

独立编址

原理:又称为I/O映射,主存地址和端口地址相互独立,分别编址

使用场景:指令系统设置专门的I/O指令,指令地址直接指示到端口地址

统一编址

原理:又称为寄存器映射,主存地址和端口地址统一编址,不设置I/O指令,通过一般的数据传送指令来进行端口访问

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