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* 优先次序的确定 确定方式 1 串行链接 2 定时查询 3 独立请求 多种结合 * 1集中式串行链接 各部件经公共的“总线请求”发送申请 “总线忙”未建立，控制器响应请求，发送“总线可用”信号，串行经过每个部件 如果某部件没发送请求，则发往下一个部件 如果发送过请求，则建立“总线忙”信号，取得总线使用权 优先级：串行顺序 * 2集中式定时查询 各部件经公共的“总线请求”发送申请 “总线忙”未建立，控制器响应请求，计数器开始计数，定时查询那个部件发送的请求 当查询线上的计数值与发出请求的部件号一致时，该部件建立“总线忙”信号，取得总线使用权，计数器停止计数 * 优先级灵活 每次查询前 计数器清0，且从0开始，优先级同串行链接方式 计数器不清0，从中止点查询，则是循环优先级，所有部件有相同的机会使用总线 重设计数器的起始部件号，则可随意指定优先级 * 3集中式独立请求 每部件有独立的“总线请求”“总线准许” “总线已被分配”未建立，控制器根据某种算法计算多个请求的优先级 确定一个部件，通过“总线准许” 使该部件取得总线使用权，并建立“总线已被分配” 该部件使用完总线，去除“总线已被分配” * 3.3.3 总线的通信技术 1. 同步通信 同步通信时，两个部件之间的信息传送是通过定宽、定距的系统时标进行同步的。 这种方式的信息传送速率高，受总线的长度影响小，但会因时钟在总线上的时滞而造成同步误差，且时钟线上的干扰信号易引起误同步。 * 2. 异步通信 由于I/O总线一般是为具有不同速度的许多I/O设备所共享，因此宜于采用异步通信。 单向控制 单向控制指的是通信过程只由目的或源部件中的一个控制 单向控制又有源控制和目的控制两种 双向(请求/回答)控制 双向控制是由源和目的双方共同控制 图 3.5 异步单向控制通信 1.源发送数据 2. 经t1延迟，源发送数据准备 3. 经t2延迟，源发送新数据 图 3.6 源控式异步双向控制通信 1.源发送数据 2. 经t1延迟，源发送数据准备 3. 经td1延迟，目的接受数据，校验并通知源 4. 经t2后，开始新数据 * 3.4 输入输出系统 3.4.1输入输出系统概述 输入输出系统包括输入输出设备、 设备控制器及与输入输出操作有关的软硬件。 输入输出系统的主要功能是对指定的外设进行输入、 输出操作， 同时也完成许多其他的管理和控制。 它包括：给指定外设的信息编址，有的输入输出系统还能对要传送的信息进行格式变换，形成和产生有关输入输出操作是否完成或在执行过程中是否有错的状态控制信息，经中断系统传送给操作系统去分析和处理。  * 输入输出系统的发展经历了 3 个阶段，对应于 3 种方式， 即程序控制输入输出(包括全软的、程序查询状态驱动的、 中断驱动的几种) 直接存贮器访问(DMA) I/O处理机方式 通道处理机 外围处理机 这3种方式可以分别用在不同的计算机系统上，也可以用在同一个计算机系统上作为相互补充。 * 3.4.2 通道处理机 管态 目态 大多数计算机系统将CPU执行状态分为管态和目态。CPU的状态属于程序状态字PSW的一位。CPU交替执行操作系统程序和用户程序。 管态又叫特权态，系统态或核心态。CPU在管态下可以执行指令系统的全集。通常，操作系统在管态下运行。 目态又叫常态或用户态。 机器处于目态时，程序只能执行非特权指令。 用户程序只能在目态下运行，如果用户程序在目态下执行特权指令，硬件将发生中断，由操作系统获得控制，特权指令执行被禁止，这样可以防止用户程序有意或无意的破坏系统。 从目态转换为管态的唯一途径是中断。 从管态到目态可以通过修改程序状态字来实现，这将伴随这由操作系统程序到用户程序的转换。 * 3.4.2 通道处理机 1. 工作原理 通道处理机输入输出的主要过程 ① ② ③ ④ ⑤ ⑥ * 通道处理机输入输出主要过程的时间关系示意图 * 通道处理机的问题 通道处理机实际上不能看成是独立的处理机 通道指令简单，只具有面向外设控制和数据传送的功能 没有大容量的寄存器 在输入输出的过程中仍然需要CPU承担很多的处理工作 * 3.4.3外围处理机 目标：进一步解放CPU对输入输出操作的控制 外围处理机基本上是独立于主处理机异步工作 * 3.4.3外围处理机 CYBER 170 的结构 PSW (program status word)程序状态寄存器 横着看，第2级的1，表示该级不能否屏蔽第1级 计算机系统结构 第三章 存储、中断、总线与I/O系统 * 目录 3.1存储系统的基本要求和并行主存系统 3.2中断系统 3.3总线系统 3.4输入/输出系统 * §3.1存储系统的基本要求和并行主存系统 存储