電腦介面技術簡概

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由於速度的不匹配，資料格式的不匹配，資訊類型的不匹配，為瞭解決外設和主機之間的資訊交換問題，需要引用一個資訊交換的中間環節-介面。常用的電腦介面有並行介面，串列介面，磁碟介面。並行介面：並行介面的資料闡述方式是並行傳輸，一般是一個位元組（8位）或者一個字（16位），並行介面包括了與主機匯流排直接相連的輸入/輸出資料緩衝器和一組資料線，包括了起聯絡作用的聯絡訊號，資料轉送效率高，但有效距離短，較典型代表是印表機。串列介面：傳輸方式串列，資料是一位位傳輸地。串列介面應用抗幹擾能力強，適合長距離傳輸，PC主機上有兩個串列介面COM1和COM2。磁碟介面包括IDE介面和EIDE介面。其中EIDE介面是目前最流行的介面，外設裝備支援硬碟，CD-ROM磁碟機，磁碟備份裝置。SCSI（Small Computer System Interface)介面即小型電腦系統介面，被廣泛地作為硬碟介面以及CD-ROM磁碟機，掃描器等裝置，SCSI介面是智能化的，裝置間可以彼此通訊而不增加CPU的負擔，而在IDE和EIDE裝置之間傳輸資料時，CPU必須介入，但SCSI成本過高。USB介面在當前PC領域應用極多，USB介面提供機箱外的隨插即用串連，USB匯流排才用“級聯”方式，每個USB裝置用一個USB插頭串連到一個外設的USB插座上，而起本身有提供一個USB插頭給下一個USB裝置使用，通過這種級聯的方式，一個USB控制器可以串連多達127個外設。

主機通過介面對外設的控制方式有：

1.查詢方式：主機通過I/O指令逐一查看當前外設的狀態，若外設準備就緒，則進行資料的傳輸，否則主機會繼續查詢。優點：實現簡單。缺點：由於主機速度較快而外設速度較慢，因此主機常常處於等待狀態，效率大大降低。

2.中斷方式：主機不再迴圈檢查外設，而是進行其他工作。外設則會自己檢查狀態，一旦可以進行資料轉送，則立即向主機發射一個訊號提出進行資料轉送請求。如果主機響應這個請求，則暫停當前工作並且進行與外設的資料轉送，完成之後再繼續執行原來的工作。採取中斷可以明顯提高主機的效率。缺點是每次資料轉送都需要經過啟動中斷控制器，儲存現場資料，恢複現場資料的過程，這樣會消耗很大的主機資源。

3.DMA方式：DMA(Direct Memory Access)的意思是直接儲存空間訪問，這種方式最為明顯的一個特點是採用了一個特殊的硬體電路——DMA控制器來實現記憶體與外設之間的資料轉送。在進行DMA傳輸前，DMA控制器會向主機申請資料匯流排的控制權，如果主機允許則將控制權交出。所以當DMA方式進行資料轉送時，匯流排控制權是由DMA控制器掌握的，完成資料轉送後，DMA控制器會將匯流排控制權交還給主機。

DMA控制器或介面一般包括四個寄存器：

　　狀態控制寄存器、資料寄存器、地址寄存器和位元組計數器。

　　這些寄存器在資訊傳送之前需要進行初始化設定。即在輸入輸出程式中用組合語言指令對各個寄存器寫入初始化控制字。

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