I/O系统（一）

输入输出系统的发展大致可以分为4个阶段
1.早期阶段

特点：
    1.1每个IO设备都得有一套独立的逻辑电路和CPU相连。
    1.2输入输出过程需要通过CPU，穿插在程序运行的过程中，处理IO时候CPU停止计算
    1.3每个IO设备的逻辑控制电路与CPU的控制器构成不可分割的一体，增减困难
2.接口模块，DMA阶段

特点：
    2.1接口中有数据通路和控制通路，作为缓冲和串并转换，在传输数据的时候得执行中断，不是完全的并行。
    2.2DMA，在IO设备和主存之间有一个直接数据通路，资源利用率进一步提高。
3通道结构

大型计算机中IO设备多，数据传输频繁，采用DMA，增加成本，DMA接口同时访问主存会有冲突。CPU对众多DMA接口管理也会影响效率。
    特点：3.1可以看做是具有特殊功能的处理器。根据CPU的IO指令进行启动，停止或改变工作状态，从属CPU的一个专用处理器。IO设备在处理输入输出CPU不直接管理。
4.具有IO处理机的阶段。
    4.1独立主机工作，可以完成码制转换，格式处理，数据块监测等操作。

输入输出系统组成
IO软件
    主要任务：1将用户编写程序输入主机
              2运算结果输出
              3输入输出协调
IO指令一般分为：
              1.将数据从IO输入主机
              2.从主机到IO设备
              3.状态测试
              4.形成操作命令
通道指令：对IO系统专门设置的指令，一般指明，参与传送的数据组首地址，传送的字节数，设备的设备码。

通道控制字CCW，可以存放在主存中，由通道从主存取出执行。
IO指令主要完成开启，停止IO设备。IO传输由通道指令完成。

IO硬件
主要是接口和IO设备
一个通道可以和多个设备控制器连接。
一个设备控制器又可以和多个同一类型的设备连接。

IO设备与主机

1.IO设备编码方式
有两种方式，统一编址，不统一编址。统一编址就是将IO地址看做是储存地址的一部分。不统一编制就是把IO地址和储存器地址分开，所有对IO访问必须用专有IO指令。
2.设备寻址
每台设备都有一个设备号，由IO指令的设备码字段直接指出该设备的设备号。
3.传送方式
近距离，数据线多，速度快，并行传输
串行传输，远距离，速度慢

联络方式
1立即响应
2异步工作采用应答信号联络，一应一答
3同步工作采用同步时标联络

IO设备与主机连接方式
辐射式和总线式

IO设备与主机信息传送方式
1.程序查询方式
CPU不断查询IO设备是否准备好。CPU和IO是串行，CPU利用率不高。
2.程序中断方式
在CPU启动IO后，继续执行自身程序，当IO准备就绪向CPU发出中断请求，然后CPU相应。
CPU如要传输一批数据，CPU反复启动IO设备，响应中断，直到数据传输完毕。
3.DMA
主存和IO设备间有一条数据通路，主存和IO交换不占用CPU