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21、小学信息考编常考知识点之输入输出技术

 (一）常用的内存与接口的编址方式

1.内存与接口地址独立编址方式 

 (1) 编址方法：在该方式下，存储器地址和接口地址是完全独立的两个地址空间。访问数据时所使用的指令也完全不同，用于接口的指令只用于接口读写，其他指令全都用于存储器。

(2) 优缺点：这种编址方法的优点是比较容易区分是对存储器操作，还是对端口进行操作，而且外部设备不占用存储器的地址空间；缺点是用于接口的指令太少，功能太弱，操作不灵活。

2. 内存与接口地址统一编址方式

(1) 编址方法:从存储器空间划出一部分地址空间给I/O设备，把I/O接口端口当做存储器单元一样访问而不设置专门的I/O指令。

(2) 优缺点：优点是原则上用于存储器的指令全都可以用于接口，大大增强了对接口的操作功能；缺点是不易区分是对存储器操作还是对I/O操作，同时需要全部地址参与译码，影响速度。

(二)CPU与外设的三种数据交换方式

1.程序控制方式

(1) 控制方法:CPU直接通过I/O指令对I/O接口进行访问操作，主机与外设之间交换信息的每个步骤均在程序中表示出来。

(2) 无条件传送和程序查询方式:程序控制方式具体实现时分为无条件传送方式和程序查询方式两种。

①立即程序传送方式:在这种情况下，I/o接口总是准备接收来自主机的数据，或随时准备向主机输入数据，CPU无需查看接口的状态就执行输入输出指令进行数据传送。这种传递方式的优点是程序设计较简单，所需硬件及软件较少；缺点是只能用于状态固定或变化十分缓慢的设备，如开关、LED等。

②程序查询方式:在这种情况下，CPU利用查询方式进行输入输出，即通过执行程序来查询外设的状态，判断外设是否准备好接收数据或准备好向CPU输入数据。这种传递方式的优点是能较好地协调外部设备与CPU之间的速度差；缺点是CPU需要不停地循环检查外设状态，占用了大量 CPU时间，影响CPU的使用效率，并且系统中的I/O设备越多，查询的周期就越长，对于外部的突 发事件可能因服务不及时而丢失数据。

2. 中断方式

当I/O接口准备好接收数据或向CPU传送数据时，就会发出中断请求信号通知CPU。CPU接 到中断请求信号后，保存正在执行程序的现场，转而执行提前设置好的I/O中断服务程序。与程序控制方式相比，中断方式因为CPU无须等待而提高了 CPU的利用率。

3. 直接存储器存取方式（DMA方式）

这是一种完全由硬件完成高速数据设备与内存之间交换数据的方式，数据在内存与I/O设备间直接成块传送。即在内存与I/O设备间传送一个数据块的过程中，不需要CPU的任何干涉，只需要CPU在过程开始启动与过程结束时的处理，实际操作由DMA硬件直接执行完成，CPU在此期间可以做其他事情。DMA方式的缺点是控制器结构复杂，价格较贵。

此文章由师出教育提供

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