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发布时间：2022-04-19 18:50
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时间：2023-09-05 10:05
一、CPU与I/O设备之间的数据传送方式及特点：
1、查询控制方式：
CPU通过程序主动读取状态寄存器以了解接口情况，并完成相应的数据操作。查询操作需要在时钟周期较少的间隔内重复进行，因而CPU效率低。
2、中断控制方式：
当程序常规运行中，若外部有优先级更高的事件出现，则通过中断请求通知CPU，CPU再读取状态寄存器确定事件的种类，以便执行不同的分支处理。这种方式CPU效率高且实时性好。
3、DMA（Direct Memory Access）控制方式：
顾名思义，直接内存存取即数据传送的具体过程直接由硬件（DMA控制器）在内存和IO之间完成，CPU只在开始时将控制权暂时交予DMA，直到数据传输结束。这种方式传送速度比通过CPU快，尤其是在批量传送时效率很高。
4、通道控制方式：
基本方法同上述的DMA控制方式，只是DMA通过DMA控制器完成，通道控制方式有专门通讯传输的通道总线完成。效率比DMA更高。
二、端口介绍：
"端口"是英文port的意译，可以认为是设备与外界通讯交流的出口。端口可分为虚拟端口和物理端口，其中虚拟端口指计算机内部或交换机路由器内的端口，不可见。例如计算机中的80端口、21端口、23端口等。
物理端口又称为接口，是可见端口，计算机背板的RJ45网口，交换机路由器集线器等RJ45端口。电话使用RJ11插口也属于物理端口的范畴。
三、I/O端口的编址方式及特点：
1、统一编址方式
统一编址方式是从存储器空间划出一部分地址空间给I/O设备，把I/O接口中的端口当作存储器单元一样进行访问，不设置专门的I/O指令，有一部分对存储器使用的指令也可用于端口。
统一编址优点是指令类型多、功能齐全，不仅使访问I/O端口可实现输入/输出操作而且可对端口进行算数逻辑运算、移位等；另外能给端口较大的编址空间。缺点是端口占用了存储器的地址空间，使存储器容量减小，另外指令长度比专门I/O指令长，因而执行速度较慢。
2、独立编址方式
独立编址方式使接口中的端口地址单独编址而不和存储空间合在一起。
独立编址方式的优点是I/O端口地址不占用存储空间；使用专门的I/O指令对端口进行操作，I/O指令短执行速度快；并且由于专门I/O指令与存储器访问指令有明显的区别，使程序中I/O操作合存储器操作层次清晰，程序的可读性强。
缺点是指令少，只有输入与输出功能。是从存储器空间划出一部分地址空间给I/O设备，把I/O接口中的端口当作存储器单元一样进行访问，不设置专门的I/O指令，有一部分对存储器使用的指令也可用于端口。
四、CPU 与I/O接口电路之间传送的信息与表示的含义：
CPU 与I/O接口电路之间传送的信息有数据信息，包括三种形式：数字量、模拟量 、开关量。
状态信息是外设通过接口往 CPU 传送的，如：“准备好” (READY) 信号、“忙”（ BUSY ）信号。控制信息 是CPU通过接口传送给外设的，如：外设的启动信号、停止信号就是常见的控制信息。
CPU与外设之间的数据交换必须通过接口来完成，通常I/O设备接口有以下一些功能：
（1）设置数据的寄存、缓冲逻辑，以适应CPU与外设之间的速度差异，接口通常由一些寄存器或RAM芯片组成，如果芯片足够大还可以实现批量数据的传输；
（2）能够进行信息格式的转换，例如串行和并行的转换；
（3）能够协调CPU和外设两者在信息的类型和电平的差异，如电平转换驱动器、数/模或模/数转换器等；
（4）协调时序差异；
（5）地址译码和设备选择功能；
（6）设置中断和DMA控制逻辑，以保证在中断和DMA允许的情况下产生中断和DMA请求信号，并在接受到中断和DMA应答之后完成中断处理和DMA传输。
参考资料来源：百度百科-I/O端口
百度百科-通行方式
百度百科-端口
百度百科-统一编址
百度百科-独立编址