1、程序控制方式
2、中断驱动方式
3、直接内存访问方式
4、通道控制方式
扩展资料:
现代计算机系统中配置了大量的外围设备,即I/O设备。依据它们的工作方式的不同,通常进行如下分类:
(1)字符设备用户通过这些设备实现与计算机系统的通信。它们大多是以字符为单位发送和接受数据的,数据通信的速度比较慢。例如,键盘和显示器为一体的字符终端、打印机、扫描仪、包括鼠标等,还有早期的卡片和纸带输入和输出机。含有显卡的图形显示器的速度相对较快,可以用来进行图像处理中的复杂图形的显示。
(2)块设备用户通过这些设备实现程序和数据的长期保存。与字符设备相比,它们是以块为单位进行传输的,如磁盘、磁带和光盘等。块的常见尺寸为512~32768B之间。
自动控制的基本形式:开环控制、闭环控制、补偿控制。
控制系统的分类.是的反馈分为正反馈和负反馈两种.控制方式通常可以有开环、闭环和复合控制方式三种.反馈方式就正反馈和负反馈。
自动控制系统是指用一些自动控制装置,对生产中某些关键性参数进行自动控制,使它们在受到外界干扰(扰动) 的影响而偏离正常状态时,能够被自动地调节而回到工艺所要求的数值范围内。
生产过程中各种工艺条件不可能是一成不变的。特别是化工生产,大多数是连续性生产,各设备相互关联,当其中某一设备的工艺条件发生变化时,都可能引起其他设备中某些参数或多或少地波动,偏离了正常的工艺条件。
编辑本段CPU控制器 控制器是整个CPU的指挥控制中心,由指令寄存器IR(InstructionRegister)、程序计数器PC(ProgramCounter)和操作控制器0C(OperationController)三个部件组成,对协调整个电脑有序工作极为重要。
指令寄存器 指令寄存器:用以保存当前执行或即将执行的指令的一种寄存器。指令内包含有确定操作类型的操作码和指出操作数来源或去向的地址。
指令长度随不同计算机而异,指令寄存器的长度也随之而异。计算机的所有操作都是通过分析存放在指令寄存器中的指令后再执行的。
指令寄存器的输人端接收来自存储器的指令,指令寄存器的输出端分为两部分。操作码部分送到译码电路进行分析,指出本指令该执行何种类型的操作;地址部分送到地址加法器生成有效地址后再送到存储器,作为取数或存数的地址。
存储 [控制器] 控制器 器可以指主存、高速缓存或寄存器栈等用来保存当前正在执行的一条指令。当执行一条指令时,先把它从内存取到数据寄存器(DR)中,然后再传送至IR。
指令划分为操作码和地址码字段,由二进制数字组成。为了执行任何给定的指令,必须对操作码进行测试,以便识别所要求的操作。
指令译码器就是做这项工作的。指令寄存器中操作码字段的输出就是指令译码器的输入。
操作码一经译码后,即可向操作控制器发出具体操作的特定信号。 程序计数器 程序计数器:指明程序中下一次要执行的指令地址的一种计数器,又称指令计数器。
它兼有指令地址寄存器和计数器的功能。当一条指令执行完毕的时候,程序计数器作为指令地址寄存器,其内容必须已经改变成下一条指令的地址,从而使程序得以持续运行。
为此可采取以下两种办法: 第一种办法是在指令中包含了下一条指令的地址。在指令执行过程中将这个地址送人指令地址寄存器即可达到程序持续运行的目的。
这个方法适用于早期以磁鼓、延迟线等串行装置作为主存储器的计算机。根据本条指令的执行时间恰当地决定下一条指令的地址就可以缩短读取下一条指令的等待时间,从而收到提高程序运行速度的效果。
第二种办法是顺序执行指令。一个程序由若干个程序段组成,每个程序段的指令可以设计成顺序地存放在存储器之中,所以只要指令地址寄存器兼有计数功能,在执行指令的过程中进行计数,自动加一个增量,就可以形成下一条指令的地址 [控制器] 控制器 ,从而达到顺序执行指令的目的。
这个办法适用于以随机存储器作为主存储器的计算机。当程序的运行需要从一个程序段转向另一个程序段时,可以利用转移指令来实现。
转移指令中包含了即将转去的程序段入口指令的地址。执行转移指令时将这个地址送人程序计数器(此时只作为指令地址寄存器,不计数)作为下一条指令的地址,从而达到转移程序段的目的。
子程序的调用、中断和陷阱的处理等都用类似的方法。在随机存取存储器普及以后,第二种办法的整体运行效果大大地优于第一种办法,因而顺序执行指令已经成为主流计算机普遍采用的办法,程序计数器就成为中央处理器不可或缺的一个控制部件 操作控制器 CPU内的每个功能部件都完成一定的特定功能。
信息在各部件之间传送及数据的流动控制部件的实现。通常把许多数字部件之间传送信息的通路称为“数据通路”。
信息从什么地方开始,中间经过哪个寄存器或多路开关,最后传到哪个寄存器,都要加以控制。在各寄存器之间建立数据通路的任务,是由称为“操作控制器”的部件来完成的。
操作控制器的功能就是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。 工作原理 有两种由于设计方法不同因而结构也不同的控制器。
微操作是指不可再分解的操作,进行微操作总是需要相应的控制信号(称为微操作控制信号或微操作命令)。一台数字计算机基本上可以划分为两大部分---控制部件和执行部件。
控制器就是控制部件,而运算器、存储器、外围设备相对控制器来说就是执行部件。控制部件与执行部件的一种联系就是通过控制线。
控制部件通过控制线向执行部件发出各种控制命令,通常这种控制命令叫做微命令,而执行部件接受微命令后所执行的操作就叫做微操作。控制部件与执行部件之间的另一种联系就是反馈信息。
执行部件通过反馈线向控制部件反映操作情况,以便使得控制部件根据执行部件的状态来下达新的微命令,这也叫做“状态测试”。微操作在执行部件中是组基本的操作。
由于数据通路的结构关系,微操作可分为 [控制器] 控制器 相容性和相斥性两种。在机器的一个CPU周期中,一组实现一定操作功能的微命令的组合,构成一条微指令。
一般的微指令格式由操作控制和顺序控制两部分构成。操作控制部分用来发出管理和指挥全机工作的控制信号。
其顺序控制部分用来决定产生下一个微指令的地址。事实上一条机器指令的功能是由许多条微指令组成的序列来实现的。
这个微指令序列通常叫做微程序。既然微程序是有微指令组成的,那么当执行当前的一条微指令的时候。
必须指出后继微指令的地址,以便当前一条微指令执行完毕以后,取下一条微指令执行。
I/O控制方式主要有程序查询方式、中断方式、DMA方式和I/O通道控制方式。
1. 程序查询方式也称为程序轮询方式,该方式采用用户程序直接控制主机与外部设备之间输入/输出操作。CPU必须不停地循环测试I/O设备的状态端口,当发现设备处于准备好(Ready)状态时,CPU就可以与I/O设备进行数据存取操作。
2. 中断方式。当I/O设备结束(完成、特殊或异常)时,就会向CPU发出中断请求信号,CPU收到信号就可以采取相应措施。当某个进程要启动某个设备时,CPU就向相应的设备控制器发出一条设备I/O启动指令,然后CPU又返回做原来的工作。
3. DMA(直接内存存取)方式。DMA方式也称为直接主存存取方式,其思想是:允许主存储器和I/O设备之间通过“DMA控制器(DMAC)”直接进行批量数据交换,除了在数据传输开始和结束时,整个过程无须CPU的干预。
4. I/O通道控制方式。通道(Channel)也称为外围设备处理器、输入输出处理机,是相对于CPU而言的。是一个处理器。也能执行指令和由指令的程序,只不过通道执行的指令是与外部设备相关的指令。是一种实现主存与I/O设备进行直接数据交换的控制方式。
拓展资料:
i/o系统即输入输出系统,操作系统中负责管理输入输出设备的部分称为i/o系统,完成设备管理功能,包括外设编址,数据通路的建立,向主机提供外设的状态信息等。i/o系统的组成有:i/o设备,设备控制器及i/o操作有关的软硬件。
参考资料:百度百科 I/O系统
自动化控制设备是指没有联成自动化生产线或半自动化生产线,而是以单个自动化设备进行生产的设备。
自动化控制设备的维护对策:
自动化控制设备的维护必须根据控制设备的特点,采用相应的可靠性设计方法,从元器件的正确选择与使用、散热防护、气候防护等入手,使系统可靠性指标大大提高。
1、在控制设备设计阶段,研究产品与零部件技术条件,分析产品设计参数,研讨和保证产品性能和使用条件,正确制定设计方案;其次,根据产量设定产品结构形式和产品类型。因为产量的大小决定着生产批量的规模,生产批量不同,其生产方式类型也不同,因而其生产经济性也不同;同时,运用价值工程观念,在保证产品性能的条件下,按最经济的生产方法设计零部件;在满足产品技术要求的条件下,选用最经济合理的原材料和元器件,以求降低产品的生产成本;全面构思,周密设计产品的结构,使产品具有良好的操作维修性能和使用性能,以降低设备的维修费用和使用费用。
2、电子元器件的选用准则。根据电路性能的要求和工作环境的条件选用合适的元器件,元器件的技术条件、技术性能、质量等级等均应满足设备工作和环境的要求,并留有足够的余量;优先选用经实践证明质量稳定、可靠性高、有发展前途的标准元器件,不选用淘汰和禁用的元器件;应最大限度地压缩元器件的品种规格,减少生产厂家,提高它们的复用率;除特殊情况外,所有电子元器件应按不同的要求经过必要的可靠性筛选后,才能用到产品中;优先选用有良好的技术服务、供货及时、价格合理的生产厂家的元器件。
CPU与外设之间数据传送都是通过内存实现的。
外围设备和内存之间的常用数据传送控制方式有四种
(1)程序直接控制方式:就是由用户进程直接控制内存或CPU和外围设备之间的信息传送。这种方式控制者都是用户进程。
(2)中断控制方式:被用来控制外围设备和内存与CPU之间的数据传送。这种方式要求CPU与设备(或控制器)之间有相应的中断请求线,而且在设备控制器的控制状态寄存器的相应的中断允许位。
(3)DMA方式:又称直接存取方式。其基本思想是在外围设备和内存之间开辟直接的数据交换通道。
(4)通道方式:与DMA方式相类似,也是一种以内存为中心,实现设备和内存直接交换数据控制方式。
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