系统总线的结构与I/O系统

主机和IO设备的交互通过IO接口实现

什么是IO接口

IO接口就是负责协调主机和外部设备的数据传输的部件，又叫做IO控制器。如下：

IO接口主机侧连接到主机，设备侧连接IO设备。这里我们着重看到主机侧的这边，主机侧连接到系统总线，而系统总线的结构也会对IO的控制方式产生影响。

系统总线的结构

单总线结构

此时，CPU、主存、IO接口共用一组系统总线。

双总线结构

此时，引入通道这个部件，实现对IO设备的统一管理。该结构可以将低速的IO设备从总线上分离。

通道：具有特殊功能的处理器，通道程序存放在主存中。

三总线结构

此时，取消了通道，引入了DMA总线，实现高速外设和低速外设的分离。高速外设对应的IO接口称为DMA控制器。

DMA方式

上文提及了DMA方式，在三总线结构看，由于DMA控制器一端连接高速外设（磁盘），一端连接主存，因此不难理解，DMA控制器可以实现脱离cpu的主存和磁盘的数据传输。cpu向DMA控制器指明输入还是输出，传送多少数据等等信息后，DMA控制器通过DMA总线自主进行工作。

当主存只有一个端口时，只能在同一时段支持一个部件的访存，因此cpu和DMA控制器就可能出现冲突，此时需要解决：谁先访问主存？答案有如下三个模式：

停止cpu访存

这个模式不太行，我们引入DMA的初衷就是让cpu从磁盘数据传输工作中脱离出来，而这种模式会导致cpu在磁盘数据传输时产生阻塞。

DMA与CPU交替访存

周期挪用