计算机组成原理之 I/O总结---来自北大陆俊林老师的视频内容(3)

1. 输入输出设备

这些输入输出接口各式各样的, 有数字的有模拟的也有串行的有并行的 , 如此千差万别的设备没法和CPU直接进行连接 , 因此我要在CPU和这些设备之间设置一个中转站: 输入输出接口 , 也被称为I/O接口 .



在现代的计算机系统当中 , 往往把跟输入输出相关的设备分成两个类型:一部分是I/O接口 , 这可能是插在计算机主板上的一块插卡 , 也有可能是主板上的一块芯片 ,它内部会有一些寄存器 , CPU通过系统总线去访问I/O接口当中的这些寄存器 , 而这些I/O接口还会有一些管脚与外部的设备相连 ,这种划分的代表就是显卡和显示器 , 显卡是I/O接口 , 显示器则是外设 。这样的划分和冯诺依曼结构是不能完全一一对应的 ， 在这里我们描述的是现代计算机发展过程中一种具体的实现





这是一种最简单的I/O接口 ， 并行接口





与复杂外设相连时 ， 除了8根数据信号外 ， 还有2根用于通信联络的信号 ，这俩个信号称为握手信号



在一些紧凑型的设备中，如平板电脑 和 智能手机 ， 这些I/O接口甚至和CPU一起集成到一个芯片上 ， 但不管是哪一种形式 ， 这些I/O接口的功能大多数是独立存在的 ，而且他们也需要各自的管脚 连线 与对应的外设相连 ，从而让CPU与外设交互。

2. 输入输出接口的编址方式

CPU的运算能力很强 ， 但它与外界沟通的手段却十分单一 ，它总是希望我给你一个地址 ，你给我一个数据 ，这样直白的沟通方法 ， 所以它平时也只能和存储器这样胸怀宽广 ，头脑简单的家伙一起玩 ，然而面对复杂的外设它就应付不了了 ，所以它就找了I/O接口来帮它打理外部世界







I/O端口的地址是从新编排的 , 一般的I/O端口的数量都表存储器数量少的多 ,如图所示的编址方式为分开编址 ,在这种编址情况下 ,需要用特殊的指令 ,



x86提供 如下指令