计算机组织与系统结构.ppt

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1、计算机组织与系统结构,I/O System and Bus,（第二十讲 ）,2011.12.21,程 旭 易江芳,输入/输出系统与总线,本将内容的地位？,Memory,Processor,Input,Output,本讲主题： I/O系统,Memory,Processor,Input,Output,网络,本讲提纲,I/O性能与测度 I/O设备的特性 磁盘 总线引论 总线类型和总线操作 总线仲裁和如何设计总线仲裁器,Graphics,Exp Bus Xface,Base I/O,LAN,SCSI,Processor Cache/DRAM Controller,Audio,Motion Video,

2、Cache,PCI Bus,ISA/EISA - MicroChannel,Add-in board,Bridge Architecture,个人计算机剖视,动机: 谁关心I/O?,CPU性能: 每年增长60% I/O系统的性能受到机械延迟的限制(磁盘I/O) 每年改进 性能改进 5倍 (损失50%) 10% IO & 100x CPU = 性能改进10倍 (损失90%)I/O瓶颈： 缩小程序执行中 CPU部分的时间 削减快速CPU的潜在性能,I/O 系统设计的论题,性能 可扩展性（Expandability） 失效时，可用性,I/O 系统性能,I/O 系统的性能与系统的许多部分有关 (受制于

3、最弱的环节）： CPU 存储系统 内部和外部cache 主存 底层互联（总线） I/O控制器 I/O设备 I/O软件的速度 (操作系统) 软件使用I/O设备的效率 两种通用的性能指标： 吞吐率：I/O带宽 响应时间：时延,简化的生产者-消费者模型,吞吐率： 消费者在单位时间内完成的任务数目 为了达到最高可能的吞吐率： 消费者从不停顿 队列从不为空 响应时间： 从 某一任务进入队列开始，到 该任务被消费者完成为止 为了最小化响应时间： 队列应该为空 服务者应该空闲,生产者,消费者,队列,吞吐率 与 响应时间,20%,40%,60%,80%,100%,响应时间 (ms),100,200,300,最

4、大吞吐率的百分比,增大吞吐率,通常，可以采用以下方法改进吞吐率： 在瓶颈问题上，增加硬件 减少负载相关时延 相对而言，响应时间难以减少： 最终受制于光速！ (但目前，距离光速的限制还很远！),生产者,消费者,队列,队列,消费者,评价磁盘性能的I/O基准程序,超级计算机应用程序： 大规模科学计算问题 事务处理 例如：航空订票系统 和 银行的ATM 文件系统 例如，UNIX文件系统,存贮设备: 磁盘,扇区（Sector）,磁道（Track）,柱面（Cylinder）,磁头（Head）,盘片（Platter）,用途长期、非易失的存贮 在存贮层次中，大容量、廉价、较慢的级别 特性寻道时间(平均8 ms

5、左右) 定位延迟（positional latency） 旋转延迟（rotational latency） 传输率 大约每毫秒一个扇区 (5-15 MB/s)成块 容量Gigabytes三年四倍,7200 RPM = 120 RPS = 8 ms per revave rot. latency = 4 ms 128 sectors per track = 0.25 ms per sector 1 KB per sector = 16 MB / s,响应时间= 排队 + 控制器 + 寻道 + 旋转 + 传输,服务时间,磁盘的组织,典型数据 (依赖于磁盘大小)： 每面500 至 2,000 磁道

6、每道 32 至 128 扇区 扇区是可以读写的最小单位 通常，所有磁道包含相同数量的扇区 恒定位密度：在外围磁道可以记录更多的扇区,盘片（Platters）,磁道（Track）,扇区（Sector）,磁盘的响应延迟,磁盘响应延迟 = 排队时间 + 控制器时间 +寻道时间 + 旋转时间 + 传输时间,4K字节数据的传输：,寻道：8 ms以下 旋转：4.2 ms 7200 rpm 传输：1 ms 7200 rpm,盘片,磁头,扇区,驱动器,驱动臂,内磁道,外磁道,磁盘特性,读/写数据过程包括三个阶段： 寻道时间：将盘臂定位到正确的磁道上 旋转时间：旋转盘片，使得所需的扇区位于读/写磁头下； 传输时

7、间：传输读写磁头下的一块位流（扇区） 工业界报告的平均寻道时间： 通常为：8 ms 至 12 ms (所有可能寻道的时间总和) / (所有可能的寻道情况总数) 由于磁盘访问的局部性，通常实际的寻道时间为： 仅为广告数值的 25% 至 33%,Platter,柱面：在给定时刻所有盘面的所有位于磁头下面的磁道所构成的柱面,旋转时间和传输时间,旋转时间 大多数磁盘的转速为 3,600 至 7200 RPM 每转动一周约需要 16 ms 至 8 ms 每转动半周所需时间为 8 ms 至 4 ms 传输时间是下列参数的函数： 传输大小(通常为一个扇区)： 1 KB / sector 旋转速度： 3600

8、 RPM 至 7200 RPM 记录密度：一个磁道上每英寸记录的位数 典型数值：每秒 2 至 12 MB,存贮技术的驱动力,主流计算模式的驱动 五十年代: 批处理 到 在线处理 的转变 九十年代: 集中处理 到 普及计算 的转变 计算机无处不在：电话、电子书籍、汽车、摄像机 全球性光纤网络及无线网络 存贮工业的成效： 嵌入式存贮 更小、更便宜、更可靠、更低功耗 数据使用 高容量、层次式管理存储系统,历史回顾,1956 IBM Ramac 七十年代早期 Winchester 针对大型机开发，专用接口 在大小上不断缩小：27 in. 至 14 in. 七十年代 5.25英寸软盘 出现工业标准磁盘接

9、口 ST506, SASI, SMD, ESDI 八十年代早期 个人计算机和第一代工作站 八十年代中期 Client/server计算 基于文件服务器的集中存储 加速磁盘的小型化： 8英寸 至 5.25英寸 巨大的磁盘驱动器市场成为现实 工业标准： SCSI、IPI、IDE 在PC市场，采用5.25英寸驱动器，专用接口寿终正寝,历史回顾,八十年代末/九十年代初： 膝上机、笔记本电脑(掌上机) 3.5英寸、 2.5英寸(1.8英寸) 大小 加上 容量 驱动 市场，而非性能 目前，带宽改进：40%/年 来自DRAM、PCMCIA卡中flash RAM的挑战 仍然太贵，Intel承诺降低成本但还没有

10、兑现 每立方英寸上兆字节，还不能另人满意 光盘性能尚不理想，但有小的生存空间(CD ROM),磁盘历史（绪）,1989: 63 Mbit/sq. in 60,000 MBytes,1997: 1450 Mbit/sq. in 2300 MBytes,source: New York Times, 2/23/98, page C3, Wakers of disk drives crowd even more data into even smaller spaces,1997: 3090 Mbit/sq. in 8100 MBytes,处理器接口,处理器接口中断存储器映射I/OI/O控制结构轮询

11、（Polling）中断（Interrupts）直接存储器访问（DMA）I/O控制器I/O处理器 容量、访问时间、带宽 互联总线,I/O 接口,独立I/O总线,CPU,Interface,Interface,Peripheral,Peripheral,Memory,存储器总线,独立的I/O指令 (in,out),CPU,Interface,Interface,Peripheral,Peripheral,Memory,I/O和存储器传输的联线不同,公共存储器 & I/O总线,VME bus Multibus-II,40 Mbytes/sec （乐观）10 MIPS 处理器 使该总线完全饱和!,存储

12、器映射 I/O,ROM,RAM,I/O,可编程I/O (轮询）,CPU,IOC,device,Memory,数据是否 准备好?,读数据,存数据,yes,no,done?,no,yes,若忙就循环等待 不能很有效地利用 除非设备非常快！,但需要不断检测 I/O I/O工作可以分散到 计算代码之中,中断驱动数据传输,CPU,IOC,device,Memory,add sub and or nop,read store . rti,存储器,用户程序,(1) I/O中断,(2) 保存PC,(3) 中断服务地址,中断 服务 例程,(4),设备传输率 = 10 MBytes/sec = 0 .1 x 10

13、-6 sec/byte = 0.1 sec/byte = 1000 bytes = 100 sec 1000次传输 x 100 sec = 100 ms = 0.1 CPU seconds,用户程序仅在实际传输中才暂停以每1ms一次的速率传输1000次：1000次中断（每2微秒一次中断）1000次中断服务（每次98微秒） = 0.1 CPU秒,离设备传输率还有很大空间！中断开销的1/2,直接存储器访问（DMA）,CPU,IOC,device,Memory,DMAC,以每毫秒一次的速率完成1000次传输的时间：,1 DMA建立时间 50 sec 1 次中断 2 sec 1 次中断服务 48 se

14、c0.0001 秒的CPU时间,CPU向DMAC发送开始地址、方向 ； 然后，发射“开始”命令。,DMAC 向外设控制器提供握手信号，向存储器提供存储地址和握手信号,0,ROM,RAM,Peripherals,DMAC,n,存储器映射 I/O,输入/输出处理器,CPU,IOP,Mem,D1,D2,Dn,. . .,主存总线,I/O 总线,CPUIOP,向 IOP发射指令完成后中断,(1),存储器,(2),(3),(4),设备 与 存储器之间的数据传送由IOP直接控制IOP 偷取 存储器周期,OP Device Address,目标设备,命令在哪里,在存储器中查找命令,OP Addr Cnt O

15、ther,做什么,数据放在哪里,多少,特殊请求,与处理器体系结构的关系,I/O 指令已经基本消失了 提高处理器性能增设的cache提出新的问题 冲洗CACHE非常费时，而I/O可能污染cache 可以从共享存储多处理器的“监听(snooping)”策略借鉴解决方案 虚拟存储器 对 DMA 提出新问题 一些Load/store结构可能要求原子性操作装入锁定（load locked）、条件存储（store conditional） 处理器难以进行上下文切换（context switch）,I/O设备的类型和特征,行为：一个 I/O设备如何工作? 输入设备：只读 输出设备：只写，不能读 存贮设备：可

16、以重读，通常也可重写 合作对象： 在I/O设备的另一方要么是人，要么是机器 要么是输入设备传入数据，要么是输出设备读取数据 数据传输率 数据可以传送的最大速率 在I/O设备和主存之间 或者 在I/O设备与CPU之间,I/O 设备实例,设备 行为 合作方 数据传输率 (KB/sec) 键盘 输入 人 0.01 鼠标 输入 人 0.02 行式打印机 输出 人 1.00 激光打印机 输出 人 100.00 图形显示器 输出 人 30,000.00 LAN 输入或输出 机器 200.00 软盘 存贮 机器 50.00 光盘 存贮 机器 500.00 磁盘 存贮 机器 2,000.00,可靠性 与 可用

17、性 （Reliability and Availability）,常被混淆的两个概念 可靠性：是否有部件失效？ 可用性：是否用户还可以正确使用系统？ 可用性可以通过增加硬件来改进： 例如： 存储器中增加ECC 可靠性只能通过下列方法改进： 改善使用环境状态 建造更加可靠的元器件和部件 减少系统使用的元器件和部件数 可以通过使用低成本、低可靠性的部件来改进可用性,磁盘阵列,一种磁盘存储的新组织 大量容量小、价廉的磁盘构成的阵列 通过使用很多磁盘驱动器来提高潜在吞吐率: 数据分布在多个磁盘上 对不同磁盘进行多次访问 可靠性比单个磁盘更低 但是可以通过增加冗余磁盘改进可用性，可以利用冗余信息重建丢失

18、信息 MTTR: 平均修复时间，小时级别 MTTF: 平均无故障时间，三年至五年,网络存贮,磁盘大小逐步缩小,网络带宽逐步增加,网络文件服务,在高速网络上的 高性能 存贮服务,14“ 10“ 8“ 5.25“ 3.5“ 2.5“ 1.8“ 1.3“ . . . 基于磁盘阵列的高带宽磁盘系统,3 Mb/s 10Mb/s 50 Mb/s 100 Mb/s 1 Gb/s 10 Gb/s 网络的持续高带宽传输能力,网络提供了更好的 物理和逻辑接口： 独立的CPU 和 存贮系统！,支持远程文件访问的 操作系统 结构,磁盘阵列的制造上优势,14,10,5.25,3.5,3.5,磁盘阵列： 1种磁盘设计,常

19、规： 4种磁盘设计,低端,高端,磁盘产品系列,阵列的可靠性,N个磁盘的可靠性 = 1个磁盘的可靠性 N 50,000小时 70 磁盘 = 700 小时磁盘系统的平均无故障时间：从 6 年 跌至 1个月！没有冗余的阵列 在使用中 太不可靠！,可与访问过程 并行 进行重构的热备份：可以达到很高的媒体可用性,使用DRAM的二级存储,可以按两种方式使用DRAM作为第二级存储： 固态盘（Solid state disk） 扩展存储 固态盘： 象磁盘一样进行操作，但是 更快 成本更高 使用电池来保证系统信息不会丢失 扩展存储： 允许数据块从主存移进和移出的较大存储器,光盘,缺点 是只读介质 优点： 可移动

20、 制造成本低 在大型存贮备份方面，具有与新型磁带技术竞争的潜力,I/O系统小结,磁盘 I/O基准程序： 超级计算机应用程序：主要关心数据传输率 事务处理：主要关心 I/O速率 文件系统：主要关心文件访问 磁盘访问时间包括以下三部分： 寻道时间：广告数值为 12 - 20ms，现实情况可能更低 旋转时间： 7200RPM：4.2ms；5400 RPM： 5.6 ms 传输时间：每秒 2 - 4 MB,总线：将I/O与处理器和存储系统连接起来,总线是一组共享的通信链路 它使用一组线路将多个子系统连接起来,Memory,Processor,Input,Output,总线的优点,多功能性： 易于增加新

21、设备 外设可在多个使用相同总线标准的计算机系统之间移动 低成本： 可以以多种方式共享使用单一一组线路,I/O Device,I/O Device,I/O Device,总线的缺点,可能导致通信瓶颈 总线的带宽制约了最大 I/O吞吐率 总线最高速度主要受制于： 总线的长度 总线上设备的数目 需要支持多种设备的范围，特别是这些设备具有： 时延差异很大 数据传输率差异很大,I/O Device,I/O Device,I/O Device,总线的典型组织,控制线： 信号请求和应答 指示数据线上的信息类型 数据线在源设备和目的设备之间传递信息: 数据 和 地址 复杂命令 一个总线事务 包括 两部分： 发

22、送地址 接收 或 发送 数据,Data Lines,Control Lines,主设备 与 从设备,一次总线事务 包括 两部分： 发送地址 接收 或 发送 数据 主设备（Master）是 通过发送地址 来启始 总线事务 的设备 从设备 通过 下列过程对下述地址产生反应： 如果主设备请求数据，就发送数据给主设备 如果主设备要发送数据，就接收来自主设备的数据,Bus Master,Bus Slave,Master send address,Data can go either way,输出操作,这里输出是指处理器发送数据到I/O设备,处理器,控制 (存储器读请求),存储器,第一步：请求存储器,I/

23、O设备 (磁盘),数据 (存储器地址),处理器,控制,存储器,第二步：读存储器,I/O设备 (磁盘),数据,Processor,控制(设备写请求),存储器,第三步：向I/O设备发送数据,I/O设备 (磁盘),数据(I/O设备地址， 后跟数据),输入操作,这里输入是指处理器从I/O设备接收数据,处理器,控制(存储器写请求),存储器,第一步：请求存储器,I/O设备 (磁盘),数据 (存储器地址),处理器,控制 (I/O读请求),存储器,第二步：接收数据,I/O设备 (磁盘),数据 (I/O设备地址， 后跟数据),总线类型,处理器-存储器总线 (面向设计) 距离短、速度快 仅需要与存储系统匹配 可达

24、最大存储器到处理器带宽 直接与处理器相连 I/O总线(工业标准) 通常，更长也更慢 需要与广泛的 I/O设备匹配 与处理器-存储器总线或底板总线相连 单总线 ，又称底板总线(工业标准) 底板（Backplane）：底盘（chassis）内的互联结构 允许处理器、存储器和I/O设备共存 成本优势：所有部件共享一条总线,具有单总线的计算机系统：底板总线,单总线（底板总线）用于： 处理器 与 存储器 通信 I/O设备 与 存储器 之间通信 优点：简单，成本低 缺点：速度慢，且总线可能是系统的主要瓶颈 示例： IBM PC,Processor,Memory,I/O Devices,Backplane

25、Bus,双总线系统,I/O 总线通过总线适配器接入处理器-存储器总线： 处理器-存储器总线：主要用于处理器-存储器之间的通信 I/O总线：为 I/O设备提供扩展槽 Apple Macintosh-II NuBus：处理器、存储器，以及一些可选 I/O设备 SCCI Bus：其他的I/O设备,Processor,Memory,I/O Bus,Processor Memory Bus,Bus Adaptor,Bus Adaptor,Bus Adaptor,I/O Bus,I/O Bus,三总线系统,少量底板总线接入处理器-存储器总线 处理器-存储器总线用于处理器-存储器之间的通信 I/O总线连接到

26、底板总线 优点：处理器总线上的负载急剧减少,Processor,Memory,Processor Memory Bus,Bus Adaptor,I/O Bus,Backplane Bus,I/O Bus,同步 和 异步 总线,同步总线： 在控制线中包括一个时钟线 采用与时钟有关的一组固定通信协议 优点：使用的逻辑非常少，可以以非常高的速度运行 缺点： 总线上的每个设备都必须以相同的时钟频率运行 为了避免时钟扭斜，如果这种总线的速度很快，那么它就不能太长 异步总线： 它没有时钟驱动 可以适用于很广泛的设备 它很容易增长，而不需考虑时钟扭斜问题 需要握手协议l,握手协议,三条控制线 ReadReq

27、：指示对存储器有一次读请求 同时，地址被放置在数据线上 DataRdy：指示现在在数据线上的数据已经准备好 同时，数据被放置在数据线上 Ack：向另一方应答 ReadReq 或者 DataRdy,ReadReq,Address,Data,Data,Ack,DataRdy,1,2,2,3,4,4,5,6,6,7,处理器从存储器读数据,增加总线带宽,独立的 与 多路复用 的地址和数据线 如果提供了独立的地址和数据线，那么就可以在一个总线周期同时传送地址和数据 成本： (a) 需要更多的总线线路； (b) 增加复杂性 数据总线宽度： 通过增加总线宽度，传输多个字的信息只需要较少的总线周期 例如： S

28、PARCstation 20的存储总线为128位宽 成本：需要更多的总线线路 成块传输（Block transfers） 允许总线在连续的多个总线周期传输多个字的信息 仅仅在开始的时候需要提供一次地址 总线在最后一个字传送完毕之前并不释放总线 成本：(a) 增加了复杂性(b)降低了请求的响应时间,获得对总线的访问权,在总线设计中，最重要的一个论题： 需要使用某总线的设备是如何获得并保留对该总线的使用权的？ 通过主-从安排，可以避免混乱： 只有总线主设备才能够控制对总线的访问： 该主设备发起并控制所有的总线请求 从设备对读和写请求发出响应 最简单的一个系统： 处理器是唯一的总线主设备 所有的总线

29、请求都必须受到处理器的控制 主要缺陷：在每次总线事务中都必须有处理器参与,Bus Master,Bus Slave,Control: Master initiates requests,Data can go either way,多个潜在总线主设备：需要仲裁,总线仲裁策略： 希望使用总线的总线主设备发出总线请求 该总线主设备在获得请求许可之前不能使用该总线 该总线主设备在使用总线结束之后必须向仲裁器发出信号 总线仲裁策略通常需要平衡以下两个要素： 总线优先权：最高优先权的设备必须被最先服务 公平：即使是最低优先权的设备也不能永远得不到总线服务 总线仲裁策略大致可分为如下四类： 基于自测的分布

30、式仲裁：每个希望使用总线的设备都将代表自身的标志码放置在总线上； 基于冲突监测的分布式仲裁：以太网使用该策略； 菊花链（Daisy chain）仲裁 集中、并行仲裁,菊花链总线仲裁策略,优点：简单 缺点： 不能保证公平：低优先级的设备可能永远得不到服务 grant信号会限制总线的速度,Bus Arbiter,Device 1 Highest Priority,Device N Lowest Priority,Device 2,Grant,Grant,Grant,Release,Request,使用单一总线仲裁器的集中式仲裁,Arbiter Highest priority: ReqA Lowe

31、st Priority: ReqC,Clk,ReqA,ReqB,ReqC,GrantA,GrantB,GrantC,Clk,ReqA,ReqB,GrA,GrB,操作系统的职责,操作系统可以被看为以下两部分的接口： I/O硬件 与 请求 I/O的程序I/O系统的三大特征： I/O系统被使用该处理器的多个程序共享 I/O系统通常使用中断（外部产生的意外事件） 来通信有关 I/O操作的信息 中断必须由操作系统处理，中断将导致系统进入管态（supervisor mode） 对 I/O设备的低级控制非常复杂： 管理一组并发事件 正确控制设备的需求必须非常详细,对操作系统的需求,对共享I/O资源提供保护

32、保证用户程序只能访问该用户有权访问的那部分I/O设备 提供访问设备的一种抽象： 提供处理低级设备操作的例程 处理I/O设备产生的中断 提供公平访问共享I/O资源的策略 所有用户程序必须平等访问I/O资源 对访问进行调度以求增大系统的吞吐率,OS和I/O系统通信需求,操作系统必须能够防止： 用户程序与 I/O设备之间的直接通信 如果用户程序能够直接对I/O进行操作，那么 就不能提供对共享I/O资源的保护了。 需要三种类型的通信： OS必须能够给I/O设备提供命令 当 I/O 设备完成操作或遇到错误时，它必须能够通报OS。 数据必须在存储器和I/O设备之间传输,给 I/O设备发送命令,可以使用两种

33、方式对I/O设备寻址： 专用 I/O指令 存储器映像 I/O 专用 I/O指令指明： 设备号 和 命令字 设备号：处理器通过一组连线（这组连线是I/O总线的一部分）与设备进行通信 命令字：它通常在总线的数据线上发送 存储器映像 I/O： 地址空间的一部分分配给I/O设备 对这些地址进行读和写就被解释为对给I/O设备的命令 防止用户程序直接发送I/O 操作：I/O地址空间受到地址变换机制的保护,I/O 设备通报 OS,当发生下列情况时。OS需要知道：I/O设备完成了某一操作I/O操作遇到了错误 可以通过两种不同的方式实现： 轮询（Polling）：I/O设备将信息放置在状态寄存器中； OS定期检

34、测状态寄存器 I/O中断： 每当 I/O 设备需要处理器关注时，它就中断处理器继续进行正在处理的工作。,I/O中断,I/O中断就像一般的意外事件，只是： I/O中断是异步的 需要进一步传送信息 相对于指令执行而言， I/O中断是异步的： I/O中断并不与任何指令相关联 I/O中断并不防止任何指令继续执行 我们可以在我们自己认为合适的时候处理这种中断 I/O中断比一般意外事件更加复杂： 需要传达产生中断的设备的身份信息 中断请求具有不同的紧急性 需要对中断请求优先排队,中断逻辑,检测和对中断请求同步 忽略被废止的中断 (masked off) 对未决的中断请求排序 创建中断微序列地址（ micr

35、osequence address） 对中断微序列提供信号,Synchronizer Circuits,Async interrupt requests,Interrupt Mask Reg,Interrupt Priority Network,uSeq. addr & select logic,D,Q,Async. Inputs,Sync. Inputs,Clk,Clk,:,:,程序中断/意外事件硬件,硬件中断服务： 保存 PC (或在流水机器中多个 PC值) 抑制正在被处理的中断 转移到中断服务例程 选项： 保存状态、保存寄存器、保存中断信息 改变状态、改变操作模式、获取中断信息 I/O中

36、断的一个有利特点： 异步性：不与指定指令相关联 可以在流水线的最方便的时候来处理它！,从程序员来看,中断目标地址选项： 通用：转移到所有中断的公共地址，然后软件对原因进行译码并指出下一步做什么 专用：根据中断类型和/或级别自动转移到不同的地址向量化中断,Add,Sub,Div,main program,Service the (keyboard) interrupt,Save processor status/state,Restore processor status/state,(3) get PC,interrupts request (e.g., from keyboard),(1),

37、(2) Save PC and “branch” to interrupt target address,把CPU从I/O处理中解放出来：DMA,Direct Memory Access (DMA): External to the CPU Act as a maser on the bus Transfer blocks of data to or from memory without CPU intervention,CPU,IOC,device,Memory,DMAC,CPU sends a starting address, direction, and length count t

38、o DMAC. Then issues “start“.,DMAC provides handshake signals for Peripheral Controller, and Memory Addresses and handshake signals for Memory.,把CPU从I/O处理中解放出来：IOP,CPU,IOP,Mem,D1,D2,Dn,. . .,main memory bus,I/O bus,CPUIOP,(1) Issues instruction to IOP,memory,(2),(3),Device to/from memory transfers ar

39、e controlled by the IOP directly.IOP steals memory cycles.,OP Device Address,target device,where cmnds are,IOP looks in memory for commands,OP Addr Cnt Other,what to do,where to put data,how much,special requests,(4) IOP interruptsCPU when done,总线小结,三种类型总线： 处理器-存储器总线 I/O总线 底板总线 总线总裁策略： 菊花链仲裁：不能保证公平性 集中并行仲裁：需要中央仲裁器 I/O设备通报操作系统： 轮询:浪费一些处理器时间 I/O中断：与一些意外事件类似，只是它是异步的 把CPU从I/O处理中解放出来 Direct memory access (DMA) I/O processor (IOP),