课件第10章 输入输出系统.ppt

* * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * 总线带宽 【例1】(1)某总线在一个总线周期中并行传送4个字节的数据，假设一个总线周期等于一个总线时钟周期，总线时钟频率为33MHz，则总线带宽是多少? (2)如果一个总线周期中并行传送64位数据，总线时钟频率升为66MHz，则总线带宽是多少? [解] (1)设总线带宽用Dr表示，总线时钟周期用T=1/f表示，一个总线周期传送的数据量用D表示，根据定义可得 ： Dr = D/T = D×1/T = D×f = 4B×33×1000000/s = 132MB/s (2)64位=8B， Dr = D×f = 8B×66×1000000/s = 528MB/s 总线带宽 = 一个总线周期传送的数据量×总线时钟频率 * 10.6 外设接口 返回 * 外设接口 计算机的外部设备，如磁盘驱动器，CD-ROM，鼠标器，键盘，显示器等，都是独立的物理设备。这些设备与主机相连时，必须按照规定的物理互连特性，电气特性等进行连接，这些特性的技术规范，称为接口。 * IDE接口 IDE(integrated drive electronics)是从IBM PC/AT上使用的ATA接口发展而来的，IDE/ATA磁盘驱动器比之早期的ATA驱动器增加了任务文件寄存器(包括数据寄存器，状态寄存器以及反映地址的驱动器号，磁头号，道号和扇区号寄存器等)。而早期的ATA驱动器，任务文件寄存器位于磁盘控制器中。能够配置CD-ROM驱动器的ATA称为ATAPI(ATA Packet Interface)。随着计算机系统对硬盘速度和容量要求的提高，出现了增强型IDE(EIDE)标准。 IDE标准有以下三点限制： (1)读写磁盘的数据传输率一般不超过1.5MB/s。 (2)最多可连接两个IDE设备(磁盘机或其他)。 (3)如果连接磁盘驱动器，每个磁盘驱动器容量不超过528MB。 * EIDE接口 EIDE标准改进如下： (1)读写磁盘的数据传输率可达12MB/s~18MB/s。 (2)最多可连接4个IDE设备。 (3)每个磁盘驱动器的容量可超过528MB。 EIDE通常接在VL-BUS(VESA Local Bus)和PCI总线上。其数据传送带宽可由IDE接口的8位扩展到32位。为了充分发挥EIDE的效率，应选用有较大容量cache的磁盘。 * SCSI接口 SCSl：小型计算机系统接口(small computer system interface)是当前最流行的用于小型机和微型机的外部设备接口标准，1986年美国国家标准局(ANSI)制定出SCSI标准，后被国际标准化组织(ISO)确认为国际标准。之后又经过修订、扩充，到1991年定稿，称为Enhanced small computer system Interface，即SCSI-2。与原有的SCSI标准兼容。SCSI总线的数据线由8位扩展到16位/32位(由于各种原因，实用的总线只有16位)。并提高了数据传输率，扩充了功能和设备命令集。 目前，必威体育精装版的是SCSI-3标准，其中又定义了Ultra SCSI，Wide Ultra SCSI，Ultra2 SCSI等。 * SCSI接口Ⅱ SCSI接口系统的结构见下图，SCSI接口是以主机系统对智能外设的统一I/O接口总线的形式出现的，它处在主机适配器(SCSI接口板)与智能外设控制器之间的界面上，它不仅可以控制磁盘驱动器，而且可以控制磁带机、光盘、打印机、扫描仪等外设。由于设备中包括了控制器，设备的功能更复杂，因而称为智能外设。 * SCSI接口Ⅲ SCSI标准规定了两种输出方式：单端输出方式和差分输出方式。8位单端输出SCSI接口信号线的安排中，它把全部信号集中在一根50芯扁平电缆上，其中大部分是地线，保证信号屏蔽良好。信号线共18根，包括9条数据线(8位数据加1位奇偶校验位)和9条控制线。目前绝大多数SCSI设备使用单端输出方式，SCSI总线的总长度限制为6米。 差分输出方式把单端输出方式中的一部分地线改成了数据线和控制信号线的对称差分信号线，提高了数据抗干扰能力，允许总线的总长度可延伸到25米。 目前大部分SCSI外设为8位数据总线，但也有少数高速磁盘机及适配器采用16位，称之为宽带(wide)，信号线从60根扩充到68根。 * SCSI接口Ⅳ SCSI总线有异步和同步两种数据传输方式。SCSI-1的8位数据线可使通常使用的异步传输方式能够实现最大1.5MB/s的传输速率，在同步方式下的传输速率为5MB/s。S