計算機組織 5. 週邊傳輸與週邊裝置 - Ian-Liu-1990/Computer-Arch-OS GitHub Wiki
1. 周邊裝置I/O控制方式
方式 | CPU 介入 | 優點 | 缺點 |
---|---|---|---|
輪詢 | 需要CPU週期性確認 I/O裝置狀態 | 實作容易 | 浪費CPU資源 |
中斷 |
CPU不干預只接收I/O裝置中斷訊號, 由CPU通知I/O裝置即將資料傳輸 I/O裝置向CPU發出通知中斷 |
需要再請求,節省CPU資源 | 實作困難,需要處理程式程序 |
直接存取(DMA) |
不須透過CPUI/O裝置 直接與記憶體進行傳輸 |
應用於高速傳輸裝置 | 程式記憶體處理程序較為困難 |
2. 位元組傳輸順序 : 0x0A0B0C0D
- 大端序 : 最高位位元組是0x0A 儲存在最低的記憶體位址處
資料大小/方向 | 0 | 1 | 2 | 3 |
---|---|---|---|---|
以8bit | 0x0A | 0x0B | 0x0C | 0x0D |
以16bit | 0x0A0B | 0x0C0D |
- 小端序 : 最低位位元組是0x0D 儲存在最低的記憶體位址
資料大小/方向 | 0 | 1 | 2 | 3 |
---|---|---|---|---|
以8bit | 0x0D | 0x0C | 0x0B | 0x0A |
以16bit | 0x0D0C | 0x0B0A |
- 網路序 : 網路傳輸一般採用大端序
- 小端序(先傳低位)的串行設備的傳輸順序 : RS-232,USB,乙太("高位元組"先傳,但每一位元組內低位先傳)網路
- 大端序(先傳高位)的串行設備的傳輸順序 : I2C協議,SPI協議,摩爾斯電碼
-
- 低速列印
- CPS(character per second) : 每秒字元數
- PPM(page per minute) : 雷射印表機、噴墨印表機等,2PPM就是一分鐘能印2頁
- 高速列印
- LPS(line per second)
- 低速列印
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- RPM(revolutions per Minute) : 硬碟每分鐘旋轉速單位
- 平均旋轉延遲 : 最多旋轉1圈 最少不用旋轉 故相加除2,得到旋轉1/2所需要的時間
- 花費時間 : 搜尋時間>迴轉延遲時間>資料傳輸時間
硬碟存取時間= | 搜尋時間+ | 迴轉延遲時間+ | 資料傳輸時間 |
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資料寫入或讀取磁碟資料所耗費的時間 | 讀寫頭"移動"存取磁柱到指定磁軌所需時間 | 將讀寫頭"轉到"所需存取磁區位置的時間以RPM為單位,平均旋轉為1/2轉所需要的時間[即半圈] | 將磁區資料載入主記憶體 |
由小到大排列 | 說明 |
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磁區 | 磁碟上的最小單位,一段弧線 |
磁叢 | 多個磁區的集合 |
磁軌 | 磁頭轉一圈同心圓 |
磁柱 | 多個相同磁軌的集合-國營96資訊 |
IDE/ATA | 並列 | 慢 | |
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SCSI | 並列 | 可同時連接多個SCSI裝置,據由獨立的I/O控制晶片,不消耗系統資源 | 中 |
SATA | 串列 | 高速資料傳輸,支援熱插拔 | 快 |
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平行埠號 : 一次傳送較多位元,適用於大量資料傳送印表機
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序列埠號RS-232 : 是指資料的傳輸方式一次傳送多個位元(字元),例如 8bit(1byte)。主機和周邊裝置,小量資料傳送RS-232
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PS/2 : 連接鍵盤和滑鼠插槽
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USB
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IEEE1394
接口類型 | 信號 | 音頻 | 信號損失 | 補充 |
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VGA(D-SUB) | 類比 | 無 | 有 | 做兩次轉換數位轉類比,類比轉數位 |
DVI | 數位 | 無 | 無 | 機顯卡和顯示器時不用發生轉換,因此信號沒有損失。 |
HDMI | 數位 | 有 | 無 | 機顯卡和顯示器時不用發生轉換,因此信號沒有損失 |
DP | 數位(高清) | 有音頻傳輸 | 無 | 更強的抗干擾能力,更大的帶寬傳輸,DP比HDMI的解析度更高,刷新率支持也更高。 |