输入和输出设备必须通过IO接口电路才能连接什么总线
系统总线系统总线包括:数据总线、地址总线和控制总线。1、数据总线(Data Bus):在CPU与RAM之间来回传送需要处理或是需要储存的数据。2、地址总线(Address Bus):用来指定在RAM(Random Access Memory)之中储存的数据的地址。3、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。扩展资料总线的特性——(1)物理特性:物理特性又称为机械特性,指总线上部件在物理连接时表现出的一些特性,如插头与插座的几何尺寸、形状、引脚个数及排列顺序等。(2)功能特性:功能特性是指每一根信号线的功能,如地址总线用来表示地址码。数据总线用来表示传输的数据,控制总线表示总线上操作的命令、状态等。(3)电气特性:电气特性是指每一根信号线上的信号方向及表示信号有效的电平范围,通常,由主设备(如CPU)发出的信号称为输出信号(OUT),送入主设备的信号称为输入信号(IN)。
接口电路的作用有哪些?
主板接口基础知识
CPU与外部设备、存储器的连接和数据交换都需要通过接口设备来实现,前者被称为I/O接口,而后者则被称为存储器接口。存储器通常在CPU的同步控制下工作,接口电路比较简单;而I/O设备品种繁多,其相应的接口电路也各不相同,因此,习惯上说到接口只是指I/O接口。
一、I/0接口的概念
1、接口的分类
I/O接口的功能是负责实现CPU通过系统总线把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接口的硬件主要分为两大类:
(1)I/O接口芯片
这些芯片大都是集成电路,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,常见的接口芯片如定时/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
有若干个集成电路按一定的逻辑组成为一个部件,或者直接与CPU同在主板上,或是一个插件插在系统总线插槽上。
按照接口的连接对象来分,又可以将他们分为串行接口、并行接口、键盘接口和磁盘接口等。
2、接口的功能
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,例如硬盘的传输速度就要比打印机快出很多。
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,例如可以分为串行和并行两种;也可以分为二进制格式、ACSII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,有些是数字信号,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。
3、接口的控制方式
CPU通过接口对外设进行控制的方式有以下几种:
(1)程序查询方式
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,只需要少量的硬件电路即可,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序,一旦外设为数据交换准备就绪,可以向CPU提出服务请求,CPU如果响应该请求,便暂时停止当前程序的执行,转去执行与该请求对应的服务程序,完成后,再继续执行原来被中断的程序。
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序,此外还需要一个中断控制器(I/O接口芯片)管理I/O设备提出的中断请求,例如设置中断屏蔽、中断请求优先级等。
此外,中断处理方式的缺点是每传送一个字符都要进行中断,启动中断控制器,还要保留和恢复现场以便能继续原程序的执行,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件而是采用一个专门的控制器来控制内存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申请总线控制 权,CPU如果允许,则将控制权交出,因此,在数据交换时,总线控制权由DMA控制器掌握,在传输结束后,DMA控制器将总线控制权交还给CPU。
二、常见接口
1、并行接口
目前,计算机中的并行接口主要作为打印机端口,接口使用的不再是36针接头而是25针D形接头。所谓“并行”,是指8位数据同时通过并行线进行传送,这样数据传送速度大大提高,但并行传送的线路长度受到限制,因为长度增加,干扰就会增加,容易出错。
现在有五种常见的并口:4位、8位、半8位、EPP和ECP,大多数PC机配有4位或8位的并口,许多利用Intel386芯片组的便携机配有EPP口,支持全部IEEE1284并口规格的计算机配有ECP并口。
标准并行口4位、8位、半8位:4位口一次只能输入4位数据,但可以输出8位数据;8位口可以一次输入和输出8位数据;半8位也可以。
EPP口(增强并行口):由Intel等公司开发,允许8位双向数据传送,可以连接各种非打印机设备,如扫描仪、LAN适配器、磁盘驱动器和CDROM 驱动器等。
ECP口(扩展并行口):由Microsoft、HP公司开发,能支持命令周期、数据周期和多个逻辑设备寻址,在多任务环境下可以使用DMA(直接存储器 访问)。
目前几乎所有的586机的主板都集成了并行口插座,标注为 Paralle1或LPT1,是一个26针的双排针插座。
2、串行接口
计算机的另一种标准接口是串行口,现在的PC机一般至少有两个串行口COM1和COM2。串行口不同于并行口之处在于它的数据和控制信息是一位接一位串行地传送下去。这样,虽然速度会慢一些,但传送距离较并行口更长,因此长距离的通信应使用串行口。通常COM1使用的是9针D形连接器,而COM2有些使 用的是老式的DB25针连接器。
3、磁盘接口
(1)IDE接口
IDE接口也叫做ATA端口,只可以接两个容量不超过528M的硬盘驱动器,接口的成本很低,因此在386、486时期非常流行。但大多数IDE接口不支持DMA数据传送,只能使用标准的PCI/O端口指令来传送所有的命令、状态、数据。几乎所有的586主板上都集成了两个40针的双排针IDE接口插座,分别标注为IDE1和IDE2。
(2)EIDE接口
EIDE接口较IDE接口有了很大改进,是目前最流行的接口。首先,它所支持的外设不再是2个而是4个了,所支持的设备除了硬盘,还包括CD-ROM驱动器磁盘备份设备等。其次,EIDE标准取消了528MB的限制,代之以8GP限制。第三,EIDE有更高的数据传送速率,支持PIO模式3和模式4标准。
4、SCSI接口
SCSI(SmallComputerSystemInterface)小计算机系统接口,在做图形处理和网络服务的计算机中被广泛采用SCSI接口的硬盘。除了硬盘以外,SCSI接口还可以连接CD-ROM驱动器、扫描仪和打印机等,它具有以下特点:
可同时连接7个外设;
总线配置为并行8位、16位或32位;
允许最大硬盘空间为8.4GB(有些已达到9.09GB);
更高的数据传输速率,IDE是2MB每秒,SCSI通常可以达到5MB每秒,FASTSCSI(SCSI-2)能达到10MB每秒,最新的SCSI-3甚至能够达到40MB每秒,而EIDE最高只能达到16.6MB每秒;
成本较IDE和EIDE接口高很多,而且,SCSI接口硬盘必须和SCSI接口卡配合使用,SCSI接口卡也比IED和EIDE接口贵很多。
SCSI接口是智能化的,可以彼此通信而不增加CPU的负担。在IDE和EIDE设备之间传输数据时,CPU必须介入,而SCSI设备在数据传输过程中起主动作用,并能在SCSI总线内部具体执行,直至完成再通知CPU。
5、USB接口
最新的USB串行接口标准是由Microsoft、Intel、Compaq、IBM等大公司共同推出,它提供机箱外的热即插即用连接,用户在连接外设时不用再打开机箱、关闭电源,而是采用“级联”方式,每个USB设备用一个USB插头连接到一个外设的USB插座上,而其本身又提供一个USB插座给下一个USB设备使用,通过 这种方式的连接,一个USB控制器可以连接多达127个外设,而每个外设间的距离可达5米。USB统一的4针圆形插头将取代机箱后的众多的串/并口(鼠标、MODEM)键盘等插头。USB能智能识别USB链上外围设备的插入或拆卸。 除了能够连接键盘、鼠标等,USB还可以连接ISDN、电话系统、数字音响、打印机以及扫描仪等低速外设。
三、I/O扩展槽
I/O扩展槽即I/O信号传输的路径,是系统总线的延伸,可以插入任意的标准选件,如显示卡、解压卡、MODEM卡和声卡等。通过I/O扩展槽,CPU可对连接到该通道的所有I/O接口芯片和控制卡寻址访问,进行读写。
根据总线的类型不同,主板上的扩展槽可分为ISA、EISA、MAC、VESA和PCI几种。
(1)ISA插槽
黑色,分为8位、16位两种。16位的扩展槽可以插8位和16位的控制卡,但8位的扩展槽只能插8位卡。
(2)EISA插槽
棕色,外型、长度与16位的ISA卡一样,但深度较大,可插入ISA与EISA控制卡。
(3)VESA插槽
棕色,位于16位ISA扩展插槽的下方,与ISA插槽配合使用。
(4)PCI插槽
计算机硬件由哪几部分组成?各部分的作用是什么?各部分之间是怎样联系的?
计算机由运算器、控制器、存储器、输入设备和输出设备等五个逻辑部件组成。1、运算器运算器由算术逻辑单元(ALU)、累加器、状态寄存器、通用寄存器组等组成。算术逻辑运算单元(ALU)的基本功能为加、减、乘、除四则运算,与、或、非、异或等逻辑操作,以及移位、求补等操作。运算器包括寄存器、执行部件和控制电路3个部分。在典型的运算器中有3个寄存器:接收并保存一个操作数的接收寄存器;保存另一个操作数和运算结果的累加寄存器;在进行乘、除运算时保存乘数或商数的乘商寄存器。执行部件包括一个加法器和各种类型的输入输出门电路。控制电路按照一定的时间顺序发出不同的控制信号,使数据经过相应的门电路进入寄存器或加法器完成规定的操作。为了减少对存储器的访问,计算机的运算器设有较多的寄存器,存放中间结果,以便在后面的运算中直接用作操作数。作用:为计算机提供加减乘除运算的基本功能基础。与其他部分的联系:计算机运行时,运算器的操作和操作种类由控制器决定。运算器处理的数据来自存储器;处理后的结果数据通常送回存储器,或暂时寄存在运算器中。与Control Unit共同组成了CPU的核心部分。2、控制器控制器(Control Unit),是整个计算机系统的控制中心,它指挥计算机各部分协调地工作,保证计算机按照预先规定的目标和步骤有条不紊地进行操作及处理。控制器由指令寄存器IR、程序计数器PC和操作控制器0C三个部件组成,对协调整个电脑有序工作极为重要。作用:指挥计算机各部分协调地工作,分析每条指令规定的是什么操作以及所需数据的存放位置等,然后根据分析的结果向计算机其它部件发出控制信号,保证计算机按照预先规定的目标和步骤有条不紊地进行操作及处理。与其他部分的联系:根据指令操作码和时序信号,产生各种操作控制信号,以便正确地建立数据通路,从而完成取指令和执行指令的控制。控制器与运算器合称为中央处理器(CPU)。它是计算机的核心设备。它的性能,主要是工作速度和计算精度,对机器的整体性能有全面的影响。 3、存储器存储器(Memory)是计算机系统中的记忆设备,用来存放程序和数据。存储器的主要功能是存储程序和各种数据,并能在计算机运行过程中高速、自动地完成程序或数据的存取。存储器是具有“记忆”功能的设备,它采用具有两种稳定状态的物理器件来存储信息。构成存储器的存储介质,存储元,它可存储一个二进制代码。由若干个存储元组成一个存储单元,然后再由许多存储单元组成一个存储器。一个存储器包含许多存储单元,每个存储单元可存放一个字节(按字节编址)。作用:它根据控制器指定的位置存入和取出信息。与其他部分的联系:有了存储器,计算机才有记忆功能,才能保证正常工作。外存通常是磁性介质或光盘等,能长期保存信息。内存指主板上的存储部件,用来存放当前正在执行的数据和程序,但仅用于暂时存放程序和数据,关闭电源或断电,数据会丢失。4、输入设备向计算机输入数据和信息的设备。键盘,鼠标,摄像头,扫描仪,光笔,手写输入板,游戏杆,语音输入装置等都属于输入设备。作用:使得用户和计算机系统之间可以进行信息交换,把原始数据和处理这些数的程序输入到计算机中。与其他部分的联系:输入设备是用户和计算机系统之间进行信息交换的主要装置之一。计算机能够接收各种各样的数据,通过不同类型的输入设备输入到计算机中,进行存储、处理和输出。5、输出设备输出设备(Output Device)是计算机的终端设备。输出设备种类也很多,计算机常用的输出设备有各种打印机、凿孔输出设备、显示设备和绘图机等。打印机和显示设备已成为每台计算机和大多数终端所必需的设备。作用:用于接收计算机数据的输出显示、打印、声音、控制外围设备操作等,把各种计算结果数据或信息以数字、字符、图像、声音等形式表示出来。与其他部分的联系:输出设备将内存中计算机处理后的信息以能为人或其它设备所接受的形式输出,将处理结果返回给外部世界,这些返回结果又可能再一次作为该计算机所控制的其他设备的输入。参考资料来源:百度百科-计算机硬件
什么是接口电路?什么是总线
接口是不同设备、不同模块之间交换信息的通道。如计算机连接外设的 USB 接口,连接电视机的 HDMI 接口,连接显示器的 VGA 接口。
各种接口有相应的技术规范。
http://baike.baidu.com/view/854.htm
狭义的接口电路是指接口芯片,如:模数转换器(A/D)、数模转换器(D/A)、并行接口(8255A)、串行接口(16C554)。
总线是 CPU 与机内其他芯片通信的通道。总线上可以连接很多芯片,不工作的芯片处于挂起状态,不影响其他芯片与 CPU 交换信息。
总线分为:控制总线、地址总线、数据总线。
http://baike.baidu.com/link?url=hziKokYmo6r_YIarhARnFGtl-Xo38MLAtclbH5g1gkiBkoX4J2oRk7DgwwfMO_UfUHuaMtS12rK6cccQj1mODa
什么是I/O口?计算机控制过程中为什么需要I/O口?本人菜鸟 不懂啊!
I/O接口是一电子电路(以IC芯片或接口板形式出现 ),其内有若干专用寄存器和相应的控制逻辑电路构成.它是CPU和I/O设备之间交换信息的媒介和桥梁.CPU与外部设备、存储器的连接和数据交换都需要通过接口设备来实现,前者被称为I/O接口,而后者则被称为存储器接口。存储器通常在CPU的同步控制下工作,接口电路比较简单;而I/O设备品种繁多,其相应的接口电路也各不相同,因此,习惯上说到接口只是指I/O接口。
I/O接口的功能是负责实现CPU通过系统总线把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接口的硬件主要分为两大类: (1)I/O接口芯片 这些芯片大都是集成电路,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,常见的接口芯片如定时/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 有若干个集成电路按一定的逻辑组成为一个部件,或者直接与CPU同在主板上,或是一个插件插在系统总线插槽上。 按照接口的连接对象来分,又可以将他们分为串行接口、并行接口、键盘接口和磁盘接口等。
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,例如硬盘的传输速度就要比打印机快出很多。 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,例如可以分为串行和并行两种;也可以分为二进制格式、ACSII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,有些是数字信号,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。
祝好运。
计算机硬件由哪几部分组成?各部分的作用是什么?
计算机由运算器、控制器、存储器、输入设备和输出设备等五个逻辑部件组成。运算器:运算器由算术逻辑单元(ALU)、累加器、状态寄存器、通用寄存器组等组成。算术逻辑运算单元(ALU)的基本功能为加、减、乘、除四则运算,与、或、非、异或等逻辑操作,以及移位、求补等操作。控制器:控制器(Control Unit),是整个计算机系统的控制中心,它指挥计算机各部分协调地工作,保证计算机按照预先规定的目标和步骤有条不紊地进行操作及处理。存储器:存储器(Memory)是计算机系统中的记忆设备,用来存放程序和数据。输入设备:向计算机输入数据和信息的设备。是计算机与用户或其他设备通信的桥梁。输入设备是用户和计算机系统之间进行信息交换的主要装置之一。输出设备:输出设备(Output Device)是计算机的终端设备,用于接收计算机数据的输出显示、打印、声音、控制外围设备操作等。也是把各种计算结果数据或信息以数字、字符、图像、声音等形式表示出来。扩展资料:计算机硬件五大部分又可以具体分为:主板、CPU、内存、电源、显卡、声卡、网卡、硬盘、软驱、光驱、显示器、键盘、鼠标等设备。主板由各种接口、扩展槽、插座以及芯片组成。其作用是在BIOS和操作系统的控制下规定的技术标准和规范,为微机系统中的CPU、内存条、图形卡等部件建立可靠、正确的安装、运行环境,为各种IDE接口存储以及其他外部设备提供方便、可靠的连接接口。CPU的接口标准分为两大类:一种是Socket类型,另一种是Slot类型。它的主要性能指标:主频、前端总线频率、L1和L2Cache的容量和速率、支持的扩展指令集、CPU内核工作电压地址总线宽度等。内存是计算机系统中存放数据与指令的半导体存储单元。按其用途可分为主存储器和辅助存器。按工作原理分为ROM和RAM。参考资料来源:百度百科-计算机硬件