TỔ CHỨC vào RA (cấu TRÚC máy TÍNH SLIDE) (chữ biến dạng do slide dùng font VNI times, tải về xem bình thường)

Trắc nghiệm, bài giảng pptx các môn chuyên ngành Y dược và các ngành khác hay nhất có tại “tài liệu ngành Y dược hay nhất”; https://123doc.net/users/home/user_home.php?use_id=7046916. Slide bài giảng môn cấu trúc máy tính ppt dành cho sinh viên chuyên ngành công nghệ - kỹ thuật và các ngành khác. Trong bộ sưu tập có trắc nghiệm kèm đáp án chi tiết các môn, giúp sinh viên tự ôn tập và học tập tốt môn cấu trúc máy tính bậc cao đẳng đại học chuyên ngành công nghệ - kỹ thuật và các ngành khác

Bài 7

TỔ CHỨC VÀO/RA

tæ chøc vµo/ra

Nội dung:

1.Giới thiệu chung

2.Các lệnh vào/ra của CPU

3.Các cổng vào/ra đơn giản

4.Các phương pháp vào/ra

5.Ngắt trong máy tính IPM PC

6.Các phương pháp truyền dữ liệu trên máy tính IBM PC

1 Giới thiệu chung

Hệ thống vào/ra đảm bảo sự liên hệ giữa máy tính với các thiết bị ngoại vi

Các thiết bị ngoại vi

Máy in phím Bàn ổ đĩa

Giao tiếp

Hệ thống vào/ra bao gồm mạch phối ghép với các thiết bị

cổng vào/ra đ ược

địa chỉ hóa

2 C¸c lÖnh vµo/ra

 Vµo/ra trực tiếp:

÷ FFh

IN AX,port8 ; port8: ®/c 00 ÷ FFh (16 bit data)

÷ FFh

OUT port8,AX ; port8: ®/c 00 ÷ FFh (16 bit data)

Các lệnh vào/ra

 Vào/ra giỏn tiếp:

– Vào: MOV DX,port16 ; port16: đ/c 0000 ữ

FFFFh

IN AX,DX ;đọc cổng port16

– Ra: MOV DX,port16 ; port16: đ/c 0000 ữ

FFFFh

OUT DX,AX ;ghi cổng port16

3 C¸c cæng vµo/ra ĐƠN GIẢN

t bÞ vµo

Tíi Data bus

G

74LS 244

D Q G

§iÒu khiÓ

n LEDs

G

74LS 373

Ví dụ cổng ra

Bus dữ

liệu

hệ thống

đến thiết

bị ra

(ví dụ: các

đèn LEDs)

VÝ dụ cæng vµo

§äc d÷ liÖu vµo AL tõ cæng 5Fh b»ng lÖnh: IN

AL,5Fh

4 CÁC PHƯƠNG PHÁP VÀO/RA

• Phương pháp hỏi vòng (Polling)

– CPU thăm dò trạng thái của ngoại vi qua cổng

− CPU thực hiện chương trình, không thăm dò trạng thái ngoại vi.

− Khi cần trao đổi dữ liệu, ngoại vi gửi y/c ngắt cho CPU

− CPU ngắt khỏi chương trình chính để phục vụ ngoại vi và quay trở về chương trình chính sau khi trao đổi xong.

a) Phương pháp hỏi vòng

• Vào/ra dữ liệu được CPU thực hiện thông qua

các cổng.

• CPU thăm dò trạng thái sẵn sàng của cổng thông

qua các tín hiệu bắt tay (Handshake Signals).

• Các tín hiệu thăm dò lấy từ các mạch phối ghép

được thiết kế.

b) Vµo/ra b»ng ng¾t

• Ngắt: CPU tạm dừng công việc hiện

tại để trao đổi dữ liệu.

• Sử dụng để tận dụng khả năng xử lý

của CPU cho nhiều công việc

• CPU 8088 có 2 chân vào ngắt: NMI

(không che được) và INTR (che được).

• Mạch hỗ trợ ngắt cứng: Interrupt

Controller 8259 có 8 đầu vào ngắt.

Bảng vector ngắt

• Chứa các địa chỉ lệnh đầu tiên

(vector ngắt) của chương trình con phục vụ ngắt.

• Nằm ở đầu bộ nhớ: từ 00000 đến

003FFh

Xem bảng vector ngắt bằng

Debug

Ô nhớ chứa vector ngắt INTnn có địa chỉ: nn x 4

INT1 là: 0070:018B

INT2 là: 03A0:0016

…

INT0F là: 020E:03FF

Chương trình con phục vụ ngắt

(ISR-Interrupt Service Rountine)

• Mỗi ngắt có 01 chương trình con ISR.

• Mỗi ISR có địa chỉ CS:IP của lệnh đầu

lưu trong Bảng vector ngắt.

• Khi ngắt được kích hoạt chương trình

ISR được gọi để phục vụ ngắt.

• Khi bị ngắt, CPU cất CS:IP hiện thời

vào Stack rồi gán cho CS:IP giá trị

lấy từ Bảng vector ngắt

5 NGẮT TRONG MÁY TÍNH IBM PC

– INT 00: phép chia cho 0 (Divide by 0)

– INT 01: chạy từng lệnh (Trap mode: cờ TF=1).

– INT 02: ngắt không che được (input NMI=1).

– INT 03: điểm dừng (Halt).

– INT 04: tràn số có dấu (cờ Over Flow OF=1)

Ngắt và thanh ghi cờ

Cờ ngắt IF đ ợc dùng để che ngắt cứng tới chân INTR:

• Nếu IF=0 các ngắt cứng qua chân INTR đều bị cấm

• Nếu IF=1 các ngắt cứng qua chân INTR cho

phép.

• Lệnh xoá cờ ngắt CLI sẽ đặt IF=0 Lệnh lập cờ ngắt STI (set interrupt flag) dùng để đặt IF=1

Quá trình thực hiện một ngắt

1 Cất thanh ghi cờ (FR) vào ngăn xếp và giảm SP đi

2

2 Xoá hai cờ cho phép ngắt IF và cờ bẫy TF (IF=0

và TF=0) Tuỳ thuộc vào thủ tục ngắt mà có thể huỷ che chân INTR bằng lệnh STI

3 Cất CS hiện hành vào ngăn xếp và giảm SP đi 2.

4 Cất IP hiện hành vào ngăn xếp và giảm SP đi 2.

5 Nhân số hiệu INT với 4 để xác định địa chỉ

vật lý của ngắt trong bảng vec tơ ngắt, qua đó

có đ ợc CS và IP của ch ơng trình con phục vụ ngắt ISR.

6 Với CS:IP mới, CPU bắt đầu nhận và thực hiện các lệnh của ch ơng trình con phục vụ ngắt ISR.

7 Lệnh cuối cùng của ISR là lệnh IRET Lệnh này thông báo để CPU tải lại giá trị IP, CS và FR từ ngăn xếp và nhờ vậy CPU có thể chạy tiếp ch ơng trình tại nơi nó đã bị ngắt

6 Các phương pháp truyền dữ

liệu trên máy tính IBM PC

• Truyền nối tiếp

• Truyền song song

vào/ra nối tiếp

• Vào/ra nối tiếp là gì? : Ph ơng pháp

truyền từng bit dữ liệu.

Universal Asynchronous Receiver-Transmitter (UART): chip thu phát không đồng bộ đa năng

Truyền song công và bán song

công

• Truyền đơn công: dữ liệu chỉ đi 1

chiều từ mỏy phỏt đến mỏy thu.

Vớ dụ: truyền dữ liệu từ mỏy tớnh sang mỏy in

• Truyền song công: dữ liệu có thể vừa

phát vừa thu.

– Truyền song công hoàn toàn: tại mỗi thời

điểm dữ liệu có thể truyền 2 chiều.

Vớ dụ: truyền dữ liệu giữa mỏy tớnh với Modem.

– Truyền bán song công: tại mỗi thời điểm dữ

liệu chỉ truyền một chiều.

DTE và DCE

• DTE (data terminal

equipment)-Thiết bị đầu cuối dữ liệu: chỉ máy

tính hay thiết bị đầu cuối để

thu/phát dữ liệu.

• DCE (data communication

equipment)-Thiết bị truyền dữ

liệu: để chỉ các thiết bị truyền

thông, ví dụ nh modem - chịu trách

nhiệm truyền dữ liệu

Truyền thông nối tiếp không

• Dữ liệu tr ước khi truyền phải định

khung, tức đ ưa dữ liệu vào một khung bắt đầu bằng bit Start kết thúc bằng bit Stop

Chuẩn truyền thông nối tiếp

RS-232 (Giắc đực)

ý nghÜa c¸c tÝn hiÖu

• TxD (Transmitted Data)-d÷ liÖu ph¸t.

• RxD (Received Data)- d÷ liÖu thu

• DTR (data terminal ready) - thiÕt bÞ ®Çu

cuèi s½n sµng

• DSR (data set ready) - d÷ liÖu s½n sµng.

• RTS (request to send) - yªu cÇu göi d÷ liÖu.

• CTS (clear to send) - tÝn hiÖu th«ng

• DCD (data carrier detect) - dß sãng mang d÷

liÖu.

• RI (ring indicator) - chØ thÞ chu«ng

Chuyển đổi tín hiệu TTL

RS232 cable

CPU

UART Chip

(TTL output)

MODE M

2 3 7

2 3 7

Nèi ghÐp DTE-DCE, DTE-DTE

(cable tèi thiÓu)

Nèi ghÐp DCE

DTE-DTE DCE

TxD RxD

§Êt

2 3 5

2 3 5

Nèi ghÐp DTE

DTE-DTE DTE

TxD TxD

RxD RxD

§Êt

2 3 5

2 3 5

H×nh 9-7 Nèi ghÐp DTE-DCE vµ DTE-DTE

Câu hỏi ôn tập

• Câu 1: Mô tả các lệnh vào/ra cổng của bộ vi xử

lý: tên lệnh, cú pháp, chức năng? So sánh sự khác nhau giữa lệnh vào/ra cổng và lệnh truy cập bộ nhớ về: tên mã lệnh, độ dài địa chỉ truy cập, dung lượng của không gian truy cập và tín hiệu điều khiển đọc/ghi?

• Câu 2: Khi sử dụng một phần không gian bộ

nhớ làm không gian vào/ra Khi đó những tín hiệu điều khiển nào được sử dụng để điều

khiển quá trình đọc/ghi số liệu từ cổng vào/ra Điều gì là rất quan trong khi thực hiện chương trình ghi/ đọc cổng loại này?

Câu hỏi ôn tập

• Câu 3: Trình bày sơ đồ ghép nối Data Bus với

các cổng vào ? Những tín hiều điều khiển nào

sẽ được dùng để điều khiển quá trình đọc số liệu từ cổng vào (trường hợp vào/ra có không gian địa chỉ riêng) Trình bày lệnh ASM thực

hiện lệnh trao đổi số liệu 8 bits và 16 bits.

• Câu 4: Trình bày sơ đồ ghép nối Data Bus với

các cổng ra ? Những tín hiều điều khiển nào sẽ được dùng để điều khiển quá trình ghi số liệu

từ cổng ra (trường hợp vào/ra có không gian địa chỉ riêng) Trình bày lệnh ASM thực hiện

lệnh ghi số liệu 8 bits và 16 bits.

Câu hỏi ôn tập

• Câu 5: Bộ vi xử lý truy cập (đọc/ghi) các cổng

vào/ra nhờ những lệnh nào? Cú pháp viết các lệnh đó? Số cổng vào/ra có thể địa chỉ hoá

được tối đa là bao nhiêu, tại sao? Tín hiệu điều khiển nào phân biệt chiều truy cập của CPU đối với cổng vào/ra?

• Câu 6: Các phương pháp phục vụ vào/ra của

CPU? Ưu nhược điểm của chúng? Trình bày về bảng vector ngắt: chức năng, vị trí trong bộ

nhớ? Vec-tơ ngắt (địa chỉ đoạn và độ lệch) của chương trình con phục vụ ngắt INT 28h nằm ở những ngăn nhớ nào trong bảng vec-tơ ngắt?

Câu hỏi ôn tập

• Câu 7: Định nghĩa ngắt và phân loại ngắt? Vector

ngắt là gì, gồm mấy byte? Nội dung của nó chứa

thông tìn gì? Trình bày cách xác định địa chỉ đoạn và

độ lệch của chương trình con phục vụ ngắt có số hiệu ngắt là INT 17h?

• Câu 8: Thế nào là ngắt cứng và ngắt mềm Hệ điều

hành của máy tính IBM cho phép quản lý tối đa được bao nhiêu ngắt cứng và ngắt mềm Khi một ngắt

được kích hoạt, CPU xác định địa chỉ của chương

trình con phục vụ ngắt đó như thế nào? (cụ thể cho trường hợp ngắt mềm) Xác định các ô nhớ chứa

thông tin cho phép xác định địa chỉ logic của chương trình con phục vụ ngắt có số hiệu ngắt là 18h.

Câu hỏi ôn tập

• Câu 9: Định nghĩa vai trò của ngăn xếp và

thanh ghi con trỏ ngăn xếp - SP khi thực hiện thao tác cất giữ và hồi phục số liệu vào trong Stack (ngăn xếp) Khi khởi động máy tính SP được thiết lập giá trị như thế nào Khi nào thì SP có giá trị tăng và khi nào thì có giá trị giảm đi

• Câu 10: Nêu định nghĩa ngắt, phân loại

ngắt, chương trình con phục vụ ngắt và

vec-tơ ngắt? Qui trình thực hiện ngắt của CPU khi có một ngắt được kích hoạt?

Câu hỏi ôn tập

• Câu 11: Lý do nào để người ta sử dụng phương

pháp truy cập số liệu trực tiếp vào bộ nhớ

(DMA)? Với cấu trúc của vi mạch 8237 lắp trên máy tính IBM PC XT cho phép truyền tối đa mấy kênh DMA, một kênh DMA một lần thực hiện

DMA cho phép truyền tối đa một khối số liệu có dung lượng là bao nhiêu?

• Câu 12: Phân biệt vào/ra song song và vào/ra

nối tiếp Chúng được sử dụng trong các trường hợp nào Khi khởi động, máy tính IBM – PC sẽ kiểm tra và cất giữ địa chỉ của các cổng vào ra song song và nối tiếp vào đâu?

Câu hỏi ôn tập

• Câu 13: Thế nào là phương pháp truyền vi

sai, phương pháp này có những ưu điểm gì

và chuẩn vào/ra nào trên máy tính hiện

nay sử dụng phương pháp truyền này

• Câu 14: Mức logic “0” và mức logic “1”

của chuẩn RS 232 trên máy tính tương

ứng với điện áp nào? Người ta dùng biện pháp nào để chuyển đổi mức điện áp RS

232 tương thích với mức TTL trên máy

tính.

Câu hỏi ôn tập

• Câu 15: Trình bày khái niệm về

track, sector, cluster và bảng FAT trên đĩa mềm và đĩa cứng Nếu 1 file có kích thước chỉ có 8 bytes

thôi, hệ điều hành sẽ phải cấp

không gian đĩa là bao nhiêu để lưu trữ file này (giả thiết 1 sector có

kích thước là 1024 bytes, 1 cluster bao gồm 4 sectors).