学习笔记：计算机组成原理Ch6.I/O接口和中断

前面光讲CPU的原理了，但是如果最后计算出来的东西只存在于电脑内部，不对外输出也不行，于是就要探讨有关输入输出的问题：

一般来说，cpu会和内存和I/o都有连接，只需要控制单元控制就可以分别进行控制了

Polled I/O：

其实就是输出输入设备的state，就像饭店的传菜响铃一样，你来了一个菜，按一下响铃，拿到菜了，响铃结束，厨师就知道要上下一个菜了

这里就出现了一个Sy：synchronization bit

当true时，外接设备可以进行工作

当false时，计算机来拿东西

于是，I/O部分就结束了，下面是令人头疼的中断控制：

试想这样一个情景，你在学习，但是点了个外卖，你不想错过外卖，于是就一段时间看一下手机（polling），看看外卖还来没来，但是你一直看，这个时候，学习的内容就会出现中断，你如何能把这一些中断的学习再拼成知识网络呢？

就是中断控制啦，计算机的CU中都有一个interupt termimal，当控制器完成指令后中断，这个terminal就抓取中断时候的指令地址，之后可以再召唤子流程（subroutine），然后下一条就可以接着上面中断的地址和数据继续工作了

现在又出现了问题，中断控制需要程序呀！这个中断控制程序应该放在哪呀？

有三种策略：

• terminal和物理地址关联，在这个地址中，中断程序的第一条指令，就是这个地址
• terminal还是关联物理地址，但是指令地址的管理器位于地址上
• 直接加载中断设备提供的第一条指令

下面分别介绍：

第一种，在内存上，把指令分成块，每一块都设置一个和IH相连接的地址，可以无条件到IH

就像某些单机游戏每隔几分钟保存存档一样，执行这样的操作

第二种：在内存上腾出来固定的一片区域放与IH相连接的地址。

第三种，CU向中断的设备发布指令，让他发送之前中断的指令

在I/O接口中，值得注意的是，Sy和IH都有连接，所以不必一直polling，没了化就是中断了可以直接用IH中断控制。

但是IH控制的I/O还是太慢了，于是出现了DMAC，它用于在内存和I/O之间传数据，并带有自己的IH部分，下面看一下DMAC的结构:

传输之前，CPU执行的程序通过将源地址，目标地址和要传输的字节数加载到DMAC中来准备传输。接口的Sy位连接到DMAC的传输控制。 只要Sy状态指示接口的可用性，DMAC就会传输下一个字节。 传输完指定块的所有字节后，DMAC将通过引起中断来通知请求程序。 因此，可以说，DMAC将中断数除以传输数据的块大小。

由于DMAC可以传输字节，因此它必须对地址和数据总线具有权限。 为了在每次传输之前获取此权限，DMAC会通过总线向CPU请求权限。 然后，后者结束当前的存储周期，将总线传输到DMAC，并拒绝使用总线，直到DMAC完成字节的传输为止。

他们说，DMAC会从CPU窃取内存周期，因此会稍微减慢程序执行速度。