什么是输入-输出设备控制器?

什么是输入-输出设备控制器?

[拼音]：shuru-shuchu shebei kongzhiqi

[外文]：input-output device control unit

计算机输入-输出控制系统中直接与外围设备连接的功能部件，又称外围设备控制器。它根据处理机规定的输入输出的标准格式要求控制外围设备的 *** 作，管理处理机与外围设备之间的数据传送。早期的计算机没有独立的输入-输出设备控制器，其大部分功能都由处理机承担。独立的输入-输出设备控制器的主要作用是：

（1）使系列化的计算机能方便灵活地选用和配置不同种类和数量的外围设备，而无需修改处理机的设计；

（2）将处理机的部分外围控制功能，交给独立的输入-输出设备控制器去实现，使处理机有更多的时间去完成其他处理工作；

（3）使处理机的高速处理与外围设备的低速传送协调，从而实现处理机与外围设备、外围设备与外围设备之间的并行 *** 作，使双方都有高的效率。

基本组成

一个典型的独立型单通路输入输出设备控制器由设备接口、并串变换、编码解码、格式变换、缓冲存储、处理机接口和控制逻辑等部分组成(见图）。

基本功能

输入-输出设备控制器接受由处理机送来的命令或控制信号，对处理机与外围设备间数据交换进行控制和定时，向处理机提供外围设备和输入-输出设备控制器本身的各种状态信息，直至执行文件管理、数据库管理和其他更强的处理功能。它的基本功能是：

（1）控制外围设备的各种动作；如启动，停止，走纸，绕磁带等；

（2）提供处理机与外围设备之间的数据传送路径；对数据传送提供定时控制；

（3）编码和解码；

（4）控制处理机与各种外围设备的并行 *** 作，控制各种外围设备之间的并行 *** 作；

（5）缓冲数据，在一定时间间隔内平衡处理机与外围设备之间的数据流量；

（6）向处理机报告外围设备的状态，使处理机能合理地安排程序的转移；

（7）组织对外围设备的检错、诊断和维护；

（8）执行从 *** 作系统分离出来的某些软件功能。

接口

各种计算机系列都有主机与输入-输出设备控制器之间的接口，可使处理机的设计不受外围设备的种类和数量的限制，有利于提高系统配置的灵活性和扩充性；另一方面也使控制器和外围设备的设计不受处理机型号的限制。这种接口的工作方式有应答式和同步式两种，其连接方式有总线型和星型。

分类

输入-输出设备控制器分为卡片控制器、行式打印机控制器、磁带控制器、磁盘控制器、终端控制器和各种混合式控制器等。

它按控制数据传输的能力分为四种类型。

（1）单输入-输出设备控制器：它只能连接一台外围设备。

（2）多路选择输入-输出设备控制器：它能控制多台外围设备，但只有一个数据通路。某台外围设备在交换数据时独占控制器，但外围设备的某些辅助性控制 *** 作也可在不占用控制器的情况下完成。

（3）多路交叉输入-输出设备控制器：它能控制多台外围设备，且有多个数据通路，多台外围设备可以同时交换数据。在与处理机（或通道）交换数据时，某外围设备以一个字节为单位，或以多个字节为单位，与别的外围设备的数据交替、轮流地传送。

（4）带有内部数据通路的综合型控制器:它能控制多台不同类型的外围设备，并具有各种不同外围设备之间互相交换信息的内部数据通路。这种内部通路可以根据处理机送来的命令组织各种外围设备之间的互相通信。

按与处理机或外围设备的物理位置和逻辑控制关系，输入-输出设备控制器还可分为与处理机结合型、与外围设备结合型和独立型三种类型。

数据流量

控制器在数据传送期间单位时间内传送的字节数。它是控制器的重要指标，用来决定能加接的各种外围设备的台数及其数据速率。最大“可能流量”规定在任何情况下流量不可能超出的值。它与外围设备接口处的切换时间、传送速度有关，还受缓冲方式、容量和访问时间的影响。最大“保证流量”规定在最坏情况下控制器能保证不丢失数据的流量值。它与各外围设备在控制器中排队的最长等待响应时间有关。