外设的编址与识别知识点

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2.3  输入输出系统

输入输出系统作为冯?诺依曼体系结构的五大件之“二”，它主要涉及的是外设与主机的通信机制，如：外设的识别与编址，几种常见的输入输出方式，中断及其处理机制、系统总线相关特性以及高速通道技术。关于本节的命题走势如下图所示：

图2-18  命题走势

由图可知，本节作为考查中的次重点，在近几次考试中并没有直接出现，但考生还需对本节知识要有一定的了解，以备“不时之需”。

2.3.1【知识点】外设的编址与识别

计算机程序要访问外设，是通过CPU访问的输入输出控制器的寄存器。那么对外设就必须加以编址，可以采用以下不同方式对外设加以编址。

1.独立编址

又称独立编址方式。在这种方式下，输入输出地址各主存地址是分开的，有专门的读写控制线以及专门的I/O控制指令。I/O 设备的地址空间和存贮器地址空间是两个独立的空间。CPU 使用专门的IN（输入） 和OUT（输出）等I/O指令来实现数据传送。工作时，CPU 对指令进行译码（例如：给出M/IO信号），区分是存储器读写操作还是I/O读写操作。

优点： 不占用存储器地址空间；

缺点： 需专门的I/O指令。

2.  统一编址

又称存储器映像编址方式。统一编址中，输入输出地址是主存地址中的一部分，访问输入/输出寄存器的访问主存的方法是一样的。不需要单独的指令。这种方式把每一外设端口视为一个存储单元，统一编排地址，即外设和存储存储器使用的是同一个地址空间。这样，就可利用访内指令去访问I/O端口，而不需要专门的I/O 指令。CPU 采用存储器读写控制信号（如MEMR、MEMW），并经地址译码控制来确定是访问存储器还是访问I/O 设备。

优点：简化指令系统，无需专门的I/O指令；

缺点：I/O端口地址占用了一部分存储器地址空间；I/O指令码长，执行速度慢。

图2-19  外部设备的独立编址与统一编址

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