输入/输出技术

数据传输控制方式

程序控制(查询)方式:分为无条件传送和程序查询方式两种。方法简单,硬件开销小,但I/O能力不高,严重影响CPU的利用率。

程序中断方式:与程序控制方式相比,中断方式因为CPU无需等待而提高了传输请求的响应速度。

DMA方式:DMA方式是为了再主存与外设之间实现高速、批量数据交换而设置的。DMA方式比程序控制方式与中断方式都高效。

(DMAC向总线裁决逻辑提出总线请求;CPU执行完当前总线周期即可释放总线控制权。此时DMA响应,通过DMAC通知I/O接口开始DMA传输。)

通道方式

I/O处理机

中断处理过程:

CPU无需等待也不必查询I/O状态。

当I/O系统准备好以后,发出中断请求信号通知CPU;

CPU接到中断请求后,保存正在执行程序的现场(保存现场),打断的程序当前位置即为断点;

(通过中断向量表)转入I/O中的服务程序的执行,完成I/O系统的数据交换;

返回被打断的程序继续执行(恢复现场)。

总线

一条总线同一时刻仅允许一个设备发送,但允许多个设备接收

总线分类:

数据总线(Data Bus): 在CPU与RAM之间来回传送需要处理或是需要存储的数据。

地址总线(ADDress Bus): 用来指定在RAM(Random Access Memory)之中存储的数据的地址。

控制总线(Control Bus):将微处理器控制单元(Control Unit)的信号,传送到周边设备。

可靠性

系统可靠性分析 - 可靠性指标

  • 平均无故障时间 (MTTF)MTTF=r/$\lambda$,$\lambda$为失效率

  • 平均故障修复时间 (MTTR)MTTR=1/$\mu$,$\mu$为修复率

  • 平均故障间隔时间 (MTBF)MTBF=MTTR+MTTF

  • 系统可用性 MTTF/(MTTR+MTTF)*100%

在实际应用中,一般MTTR很小,所以通常认为MTBF约等于MTTF。

可靠性可以用可以用MTTF/(1+MTTF)来度量。

串联系统与并联系统

N模混合系统

性能指标

系统性能设计 - 性能指标

计算机组成与体系结构