4 輸入輸出系統
4.1 知識點
考試重點如下：
- 基本輸入輸出系統與三個特點。通常把處理機與主存儲器之外的部分統稱爲輸入輸出系統，包括輸入輸出設備、輸入輸出接口和輸入輸出軟件等。系統的三個特點是實時性，與設備無關性(即插即用技術)，異步性(外圍設備間並行工作)。針對實時性，採用層次結構的方法；針對與設備無關性，採用分類處理的方法；針對異步性，採用自治控制的方法。
- 基本輸入輸出方式。4個：無條件傳送，查詢傳送，DMA傳送，中斷傳送。或分爲3類：程序控制輸入輸出方式(CPU要通過指令對設備進行測試才能知道設備的工作狀態，採用輪流循環測試分時爲多臺外設服務)，優點，靈活性好可改優先級，缺點，不能實現CPU和外設的並行工作。中斷輸入輸出方式(出現系統外部機器內部的事件，CPU暫停先行程序轉去處理這些事件，等處理完再返回)，特點，可並行工作，處理意外事件。直接存儲器訪問方式(外設請求直接發往主存，數據傳輸無需CPU干預，全部用硬件實現，無需保存現場恢復現場，主要用來連接高速外設)。DMA方式有三種，週期竊取方式，直接存取方式，數據塊傳送方式。
- 中斷源，中斷分類。定義，引起中斷的各種事件稱爲中斷源。中斷源分類組織的目的：在響應中斷後能儘快找到中斷入口。常見分類爲可屏蔽中斷與不可屏蔽中斷，我們爲每一類中斷源分配一個硬件的中斷入口，在進入這個入口之後，再通過軟件找到具體的中斷源。
- 中斷源識別。中斷源的識別方法有5個方法。①查詢法，共用中斷請求線，響應中斷後都進入同一個程序入口，軟件查詢。優點，靈活性好，缺點，速度慢。②軟件排隊鏈法，設置中斷請求寄存器，每個中斷源佔一位，用指令讀出寄存器內容。優點，節省了用軟件逐個尋找中斷源的時間。③硬件排隊鏈法，用硬件排隊器和編碼器，在所有請求中斷服務的中斷源中，找出具有最高優先級的中斷源。優點，識別中斷源速度更快。④中斷向量法，在主存設置中斷向量區代替寄存器，其餘與③同。總結，②③④都屬於串行排隊鏈法，優點，簡單速度快，缺點，靈活性可靠性差。⑤獨立請求法，各個中斷源使用自己獨立的中斷請求線，克服了可靠性差。要想克服靈活性差，用分組獨立請求法，組內串行排隊鏈，組間獨立請求。
- 通道與通道種類。處理機和外設的連接方式，直接連接/通道處理機/輸入輸出處理機。通道種類有，字節多路通道，選擇通道，數組多路通道。字節多路通道，爲多臺低中速的外圍設備服務，多個子通道一個控制器。選擇通道，爲高速外圍設備服務，只有一個以成組方式工作的子通道。數組多路通道，字節多路通道和選擇通道的結合，每次爲一臺高速設備傳送一個數據塊，並輪流爲多臺外圍設備服務。
4.2 大題
（1）我們一般默認1是中斷屏蔽，0是中斷開放。這題正好反過來。
(2)這題有兩個優先級，一個是中斷請求優先級1234，一個是中斷服務優先級3241。因此請求服務的優先順序是1234，實際服務完成的優先順序肯定是3241。在服務完成之前，問自己：這個中斷源是搶別的中斷源的服務嗎？如果是，回到被搶原來的中斷源，如果不是返回到主程序，再去執行其餘的中斷源。因此，這個題的順序是：D1D2請求，先服務D1，然後D2搶D1，服務D2。這時D3D4進來，D3搶D2。服務完D3後，回到被搶的D2服務D2，服務完D2後，回到被搶的D1服務D1。這時D4可以把D1搶了，然後服務D4，回到D1，結束。只要D1D2D3D4再同時服務或等待服務，就不可能回到主程序。