i/o(计算机接口)详细资料大全

供稿:hz-xin.com     日期:2025-01-16

I/O (英语: I nput/ O utput),即 输入/输出 ,通常指数据在内部存储器和外部存储器或其他周边设备之间的输入和输出。

输入/出(英文:Input/Output,简写为 I/O)是信息处理系统(例如计算器)与外部世界(可能是人类或另一信息处理系统)之间的通信。输入是系统接收的信号或数据,输出则是从其传送的信号或数据。该术语也可以用作行动的一部分;到“运行I/O”是运行输入或输出的操作。

输入/出设备是硬体中由人(或其他系统)使用与计算器进行通信的部件。例如,键盘或滑鼠是计算器的输入设备,而监视器和印表机是输出设备。计算器之间的通信设备(如电信数据机和网卡)通常运行输入和输出操作。

基本介绍

接口分类,接口功能,控制方式,I/O设备故障,i/o进程上出现CPU瓶颈,

接口分类

I/O接口的功能是负责实现CPU通过系统汇流排把I/O电路和外围设备联系在一起,按照电路和设备的复杂程度,I/O接口的硬体主要分为两大类: (1)I/O接口晶片 这些晶片大都是积体电路,通过CPU输入不同的命令和参数,并控制相关的I/O电路和简单的外设作相应的操作,常见的接口晶片如定时计数器、中断控制器、DMA控制器、并行接口等。 (2)I/O接口控制卡 由若干个积体电路按一定的逻辑组成为一个部件,或者直接与CPU同在主机板上,或是一个外挂程式插在系统汇流排插槽上。 按照接口的连线对象来分,又可以将他们分为串列接口、并行接口、键盘接口和磁碟接口等。

接口功能

由于计算机的外围设备品种繁多,几乎都采用了机电传动设备,因此,CPU在与I/O设备进行数据交换时存在以下问题: 速度不匹配:I/O设备的工作速度要比CPU慢许多,而且由于种类的不同,他们之间的速度差异也很大,例如硬碟的传输速度就要比印表机快出很多。 时序不匹配:各个I/O设备都有自己的定时控制电路,以自己的速度传输数据,无法与CPU的时序取得统一。 信息格式不匹配:不同的I/O设备存储和处理信息的格式不同,例如可以分为串列和并行两种;也可以分为二进制格式、ASCII编码和BCD编码等。 信息类型不匹配:不同I/O设备采用的信号类型不同,有些是数位讯号,而有些是模拟信号,因此所采用的处理方式也不同。 基于以上原因,CPU与外设之间的数据交换必须通过接口来完成,通常接口有以下一些功能: (1)设定数据的暂存、缓冲逻辑,以适应CPU与外设之间的速度差异,接口通常由一些暂存器或RAM晶片组成,如果晶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,例如串列和并行的转换; (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)地址解码和设备选择功能; (6)设定中断和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。

控制方式

CPU通过接口对外设进行控制的方式有以下几种: (1)程式查询方式 这种方式下,CPU通过I/O指令询问指定外设当前的状态,如果外设准备就绪,则进行数据的输入或输出,否则CPU等待,循环查询。 这种方式的优点是结构简单,只需要少量的硬体电路即可,缺点是由于CPU的速度远远高于外设,因此通常处于等待状态,工作效率很低 (2)中断处理方式 在这种方式下,CPU不再被动等待,而是可以执行其他程式,一旦外设为数据交换准备就绪,可以向CPU提出服务请求,CPU如果回响该请求,便暂时停止当前程式的执行,转去执行与该请求对应的服务程式,完成后,再继续执行原来被中断的程式。 中断处理方式的优点是显而易见的,它不但为CPU省去了查询外设状态和等待外设就绪所花费的时间,提高了CPU的工作效率,还满足了外设的实时要求。但需要为每个I/O设备分配一个中断请求号和相应的中断服务程式,此外还需要一个中断控制器(I/O接口晶片)管理I/O设备提出的中断请求,例如设定中断禁止、中断请求优先权等。 此外,中断处理方式的缺点是每传送一个字元都要进行中断,启动中断控制器,还要保留和恢复现场以便能继续原程式的执行,花费的工作量很大,这样如果需要大量数据交换,系统的性能会很低。 (3)DMA(直接存储器存取)传送方式 DMA最明显的一个特点是它不是用软体而是采用一个专门的控制器来控制记忆体与外设之间的数据交流,无须CPU介入,大大提高CPU的工作效率。 在进行DMA数据传送之前,DMA控制器会向CPU申请汇流排控制权,CPU如果允许,则将控制权交出,因此,在数据交换时,汇流排控制权由DMA控制器掌握,在传输结束后,DMA控制器将汇流排控制权交还给CPU。 (4) 通道方式

I/O设备故障

计算机中的I/O设备故障表现主要有以下三个方面:
  1. I/O设备就无法正常使用了,包括各类外接接口、笔记本的键盘打不出字、触控屏不灵等现象。
  2. 电脑维修工具:主机板诊断卡插在主机板上进行跑码会显示FF代码、00代码、DD代码或无代码及反复跑C1~C5代码的现象。
  3. I/O设备短路等故障还会导致计算机连线外部设备的时候可能会受到静电的冲击或干扰以至于损坏其他电容、二极体等元器件。从而导致设备无法开机的严重后果。
防范I/O设备故障:I/O设备属于精密的电子产品,使用过程中对环境要求严格,切莫在高温,潮湿的环境下使用。

i/o进程上出现CPU瓶颈

在CPU性能受限制的大型机环境里,i/o进程会影响到工作负载。
在cpu受到限制的系统中,批处理进程会使i/o的性能变得更糟。通常在系统优先权最低的情况下,当CPU受到瓶颈时,批处理进程因为要和线上进程进行资源争夺而勉强运行i/o。每一次i/o,一个进程开始释放CPU资源,并由更高优先权的进程接管。但即使i/o进程很快的完成,批处理进程也需要去争夺已经完成任务的进程资源,并接受CPU的执行绪调度。
线上进程通常可以获得必要的CPU资源。i/o进程不会减缓客户信息控制系统(CICS)或信息管理系统(IMS)的工作负荷,因为每个i/o并不同步。
然而,一些特别的进程与批处理一样都受到CPU瓶颈的影响。在CICS,一旦i/o完成的事务处理,在i/o继续工作前,i/o已经越过CICS的链式调度程式。在CICS工作负载中尤其明显的是i/o有深调度伫列。
IMS事务中运行讯息处理区域(MPR’S)采取不同的路径,但都是异曲同工。一旦资料库i/o完成, IMS在它处理更多工作前会通知在和伺服器争夺资源的MPR。
最快的i/o是不能实现的。因此, 尽可能利用数据输入记忆体预防在cpu受限的环境中的瓶颈。i/o输入记忆体的数据包括缓冲池,参考表,数据快取空间和其他方法。



i\/o(计算机接口)详细资料大全
基本介绍 中文名 :i\/o 全称 :input\/output 类型 :输入输出连线埠 出处 :电脑主机板 连线接口 :磁碟接口 I\/O接口晶片 :积体电路 接口分类,接口功能,控制方式,I\/O设备故障,i\/o进程上出现CPU瓶颈, 接口分类 I\/O接口的功能是负责实现CPU通过系统汇流排把I\/O电路和...

I\/O接口(通俗解释篇)
计算机设计中设置I\/O接口的目的是实现CPU与外部设备之间的有效信息交互。I\/O接口可以看作是“翻译官”,在CPU与外部设备间进行数据、状态和命令的传递。CPU需在数据仓库输入数据、在状态仓库输入外设状态,以及在命令仓库输入控制命令。以LCD1602为例,若想第二行不显示,第一行显示1122334,这通过向接口发...

电脑里的i\/o接口是什么?
简单说,电脑中的I\/O接口连接了计算机与外部设备,是实现计算机与外部设备通信的关键部件。

电脑主板i\/o接口是什么
1. I\/O接口,本质上是一组用于输入和输出基本信号的端口,它们为设备的功能执行做好准备。2. I\/O接口是计算机主机与各类被控制设备进行信息交流的关键桥梁。3. 通过这些接口,计算机能够与外部设备进行必要的数据传输。4. 大部分I\/O接口电路设计为可编程形式,意味着它们的工作模式可以根据程序指令进行...

计算机组成原理--I\/O接口
接口是连接两个系统或部件的交接部分,它可以是硬件设备间的连接电路,或软件间的逻辑边界。I\/O接口,专门用于连接I\/O设备与主机,包括硬件电路及相应的软件控制。在总线结构的计算机中,所有I\/O设备通过I\/O接口连接到系统总线上。总线上连有数据线、设备选择线、命令线、状态线等。I\/O接口具有多个...

什么叫i\/o接口?
1. I\/O接口的功能:I\/O接口的主要功能是负责数据的传输和控制。它接收来自外部设备的输入数据并将其传输到计算机内部进行处理,同时将计算机内部的数据输出到外部设备。此外,它还能控制外部设备的操作,如打印、读写等操作。2. I\/O接口的类型:根据不同的设备和需求,I\/O接口有多种类型,如串行接口...

计算机中i\/o接口位于?
1. I\/O接口概述:I\/O接口是计算机中非常重要的部分,它连接着计算机内部和外部设备,如硬盘、键盘、鼠标、打印机等。这些接口使得计算机能够识别并与其他设备进行数据交换。2. 主板上的位置:I\/O接口通常位于计算机的主板上。主板是计算机的核心部件之一,上面集成了许多电子元件和连接接口。这些接口通过...

计算机o代表什么意思
计算机上的O是Output的缩写,意思为“输出”,一般和Input(输入)一起缩写为I\/O。I\/O分为IO设备和IO接口两个部分。每个设备都会有一个专用的I\/O地址,用来处理自己的输入输出信息。

请对I\/O接口做详细介绍?
I\/O接口是"输入输出接口电路"的简称.他通过地址总线,数据总线和控制总线与cpu相连,是连接机箱内部设备和外围设备的一个枢纽,在计算机借口中处于极其重要的地位.

计算机I\/O接口有何用途?试列出8个I\/O接口。
【答案】:计算机I\/O接口是连接计算机和外部设备的纽带和桥梁,它主要用于协调和控制计算机与外设之间的信息流通和交换。例如:串行通讯口(COM口)、并行打印机口、软盘驱动器接口、硬盘驱动器接口、光驱接口、显示器接口、音响设备接口、其它通用设备接口(USB、SCSI等)。