Question

计算机控制过程中为什么需要i/o接口

多一点的

Answer 1

I/O接口与I/O通道是计算机主机与外部连接的桥梁，常用的I/O接口有并行接口和串行接口。I/O通道有模拟量I/O通道和数字量I/O通道。

其中模拟量I/O通道的作用是：

一方面将经由传感器得到的工业对象的生产过程参数变换成二进制代码传送给计算机；

另一方面将计算机输出的数字控制量变换为控制操作执行机构的模拟信号，以实现对生产过程的控制。

数字量通道的作用是：

除完成编码数字输入输出外，还可将各种继电器、限位开关等的状态通过输入接口传送给计算机，或将计算机发出的开关动作逻辑信号经由输出接口传送给生产机械中的各个电子开关或电磁开关。

扩展资料：

I/O接口的功能是负责实现CPU通过系统总线把I/O电路和外围设备联系在一起，按照电路和设备的复杂程度，I/O接口的硬件主要分为两大类：

1、I/O接口芯片

这些芯片大都是集成电路，通过CPU输入不同的命令和参数，并控制相关的I/O电路和简单的外设作相应的操作，常见的接口芯片如定时/计数器、中断控制器、DMA控制器、并行接口等。

2、I/O接口控制卡

有若干个集成电路按一定的逻辑组成为一个部件，或者直接与CPU同在主板上，或是一个插件插在系统总线插槽上。按照接口的连接对象来分，又可以将他们分为串行接口、并行接口、键盘接口和磁盘接口等。

Answer 2

“并口”。目前，计算机中的并行接口主要作为打印机端口，使用的不再是36 针接头而是25 针D 形接头。所谓“并行”，是指8 位数据同时通过并行线进行传送，这样数据传送速度大大提高，但并行传送的线路长度受到限制 ，因为长度增加，干扰就会增加，数据也就容易出错。现在有5 种常见的并口:4 位、8 位、半8 位、EPP 和ECP，大多数PC 机配有4 位或8 位的并口，支持全部IEEE1284 并口规格的计算机基本上都配有ECP 并口。

标准并行口指4 位、8 位和半8 位并行口。4 位口一次只能输入4 位数据，但可以输出8 位数据；8位口可以一次输入和输出8 位数据。EPP 口(增强并行口)由Intel 等公司开发，允许8 位双向数据传送，可以连接各种非打印机设备，如扫描仪、LAN 适配器、磁盘驱动器和CD-ROM 驱动器等。ECP 口(扩展并行口)由Microsoft 、HP 公司开发，能支持命令周期、数据周期和多个逻辑设备寻址，在多任务环境下可以使用MA(直接存储器访问)。目前几乎所有Pentium 级以上的主板都集成了并行口，并标注为Par-allel 1 或LPT 1，这是一个25 针的双排针插座。

2.中断处理方式

在这种方式下，CPU 不再被动等待，而是一直执行其他程序，一旦外设交换数据准备就绪，就向CPU提出服务请求。CPU 如果响应该请求，便暂时停止当前执行的程序，执行与该请求对应的服务程序，完成后，再继续执行原来被中断的程序。中断处理方式的优点是显而易见的，它不但为CPU 省去了查询外设状态和等待外设就绪的时间 ，提高了CPU 的工作效率，还满足了外设的实时要求。但是需要为每个设备分配一个中断号和相应的中断服务程序，此外还需要一个中断控制器(I/O 接口芯片)管理I/O 设备提出的中断请求，例如设置中断屏蔽 、中断请求优先级等，这样将会加重系统的负担。此外中断处理方式的缺点是每传送一个字符都要进行中断，启动中断控制器，还要保留和恢复现场以便能继续原程序的执行，系统的工作量很大，这样如果需要大量数据交换，系统的性能会很低。

3.DMA(直接存储器存取)传送方式

DMA 最明显的一个特点是采用一个专门的硬件电路——DMA 控制器控制内存与外设之间的数据交流，无须CPU 介入 ，从而大大提高了CPU 的工作效率。在进行DMA 数据传送之前，DMA 控制器会向CPU 申请总线控制权。如果CPU 允许，则将控制权交出，因此在数据交换时，总线控制权由DMA 控制器掌握，在传输结束后，DMA 控制器将总线控制权交还给CPU，所以现在采用DMA 方式的设备CPU 占用率都比较低。

不过由于计算机的外围设备品种繁多，而且大多采用了机电传动设备，因此现在CPU 在与I/O 设备进行数据交换时仍存在以下问题:

(1)速度不匹配。I/O 设备的工作速度要比CPU 慢许多，而且由于种类的不同，他们之间的速度差异也很大，例如硬盘的传输速度就要比打印机快出很多。

(2)时序不匹配。各个I/O 设备都有自己的定时控制电路，以自己的速度传输数据，无法与CPU 的时序取得统一。

(3)信息格式不匹配。不同的I/O 设备存储和处理信息的格式不同，例如可以分为串行和并行两种，也可以分为二进制格式、ACSII 编码和BCD 编码等。

(4)信息类型不匹配。

以上这些问题都是造成计算机实际使用效率不高的重要原因。

二、串行接口

计算机的标准接口叫做串行接口，简称为“串口”。现 在的PC 机一般有两个串行口COM 1 和COM 2 。串行口不 同于并行口之处在于它的数据和控制信息是一位接一位 地传送出去的。 虽然这样速度会慢一些，但传送距离较并行口更长， 因此若要进行较长距离的通信时，应使用串行口。通常 COM 1 使用的是9 针D 形连接器，而COM 2 有的使用的是 老式的DB25 针连接器。

三、USB 接口

USB 即“Universal Serial Bus ”，中文名称为通 用串行总线。这是近两年逐步在PC 领域广为应用的新型接口技术。理论上讲，USB 技术由3 部分组成:具备USB 接口的PC 系统、能够支持USB 系统软件和使用USB 接口 的设备。

自从微软推出Win9x 以后，USB 进入实用阶段。据 Dataquest 公司统计结果显示，仅1999 年全球已有1 亿台USB 设备售出，而这个数字到2000 年已增加到1 亿 5000 万台，预计到2001 年这个数字至少还会在这个基础上翻一番。

USB 设备有两种不同的连接器，称为A 系列和B 系 列。A 系列连接器主要是为那些要求电缆保留永久连接 而设计的，比如集线器、键盘和鼠标。大多数主板上的 USB 接口都是A 系列连接器。B 系列连接器是为那些需要可以分离电缆的设备二设计的。如打印机、扫描仪、Modem 等。物理的USB 插头是小型的，与典型的串 口或并口电缆不同，插头不是通过螺丝和螺母连接。

理论上USB 可以串列连接127 个设备，但在实际应用测试中，也许串联3 ～4 个设备就已经力不从心了。

而且，作为USB 产品本身，只有键盘具备输入、输出双头设计，其 他产品一律只有一个输入接口，所以就无法再连接另外一个USB 设 备。此时如果需要进行多个USB 设备的连接，就需要一个连接的桥 梁——USB HUB 。

目前的ATX 主板一般只有两个内建的USB 接口(815E 芯片组将 此数量提升了一倍)，但要连接4 个甚至4 个以上的USB 设备就必 须加装USB HUB，通过USB HUB 来扩充USB 接口数量。

USB HUB 可以连接USB 设备，同时也可以串接另外一个USB HUB 。但是USB HUB 连续串接时不能超过三个，也就是说，不能 在第3 个被串联的USB 接口上再串接USB HUB 。

USB HUB 的安装步骤如下:

首先应开启主板上的USB 接口。检查 CMOS SETUP 中的USB 选项，如果是选择为 Disabled，请将此选项改成Enabled，存 储后进入Windows 便可找到USB 控制器。一 般的HUB 有一对二、一对四和一对五3 种 类型。所谓一对二，就是通过原来的一个 USB 接口，扩充出两个USB 接口。说是一 对二，但由于会占用原先的一个USB 口， 因此虽然扩充出两个接口，但实质上只多出一个USB 接口。依此类推，一对四便可多出三个USB 接口，而一对五则可多出四个USB 接口(接口越多HUB 的价格当然也就越高，相应的耗电量也会增加)。以一对四的USB HUB 安装举例，这种USB HUB 有1 个输入接头和4 个输出接头。输出接头与输入接头的形状不一样，很容易区分。

同时，随HUB 一般都会提供一条连接USB 装置的导线，导线接头一端用来连接USB 装置(或USB HUB)的输入端。导线的另一端接头则是用来与USB HUB 输出端连接的部分，依次对接安装就可以了。值得注意的是，现在许多USB 设备本身已经具备了USB HUB 的功能。比如某些显示器，其机壳背面有4 个USB输出接头(当然，还有一个是USB 输入接头)，所以这台显示器也可承担一个USB HUB 的责任。还有一点就是电源，一对二的USB HUB 通常没有外接电源，而一对四的USB HUB 则大部分附带电源适配器，不过一对四的USBHUB就算不接电源，也是可以工作的，只是每个接口只能供电约100mA 左右，而一旦接上电源适配器，则可提升至500mA 左右。

目前最新的USB 标准为USB 2.0，它与上一版本的最大区别就是速度大幅提升。USB 2.0 数据传输率将达到480Mbit/s，整整比USB 1.1 超出40 倍。同时USB 2.0 保持了很好的兼容性，数据电缆和接口与以前的接口相同。换言之，USB 2.0 设备可以插在USB 1.1 接口上，而USB 1.1 设备也能够插在USB 2.0接口上使用。

时至今日，USB 已经在PC 机的多种外设上得到应用。输出设备方面 ，包括扫描仪、数码相机、数码摄像机、音频系统、显示器等等。扫描仪、数码相机和数码摄像机是最早使用USB 技术的产品，这几种产品主要还是利用USB 的高速数据传输能力。输入设备方面，USB 键盘、鼠标器以及游戏杆都表现得极为稳定，很少出现问题。此外还有DSL 的USB “猫”、IOMEGA 的USB ZIP 驱动器以及eTek 的USB PC网卡等等。如今越来越多的笔记本电脑都带有USB 接口，这并不是说笔记本电脑可以从USB 接口中获得多大的好处，关键在于那些经常在台式机和笔记本电脑之间传输数据的用户，可以使用USB 接口提高工作效率。

四、IEEE 1394 接口

IEEE 1394 接口具有高速、可热插拔等特点，在视 频系统中被广泛应用。由于电脑的飞速发展，现在已经在PC 机上看到1394 的身影了，如技嘉推出的GA-6VX7- 1394 主板就具有3 个1394 接口。IEEE 1394 的主板可广 泛利用在各种视频系统中，可通过IEEE 1394 接口简单 地将数码相机(VCR)里的数据直接送到PC 机里进行处理， 或通过IEEE 1394 接口传输到1394 硬盘里保存。而且 IEEE 1394 接口还可以用于网络连接，所有的设备均可通过IEEE 1394 接口高速传输数据。

可以预见，随着USB 和IEEE 1394 接口的发展，以后机箱后面的接口种类有可能会大大减少，也许除了这两种接口以外不会再有其他接口了。

五、磁盘接口

1.IDE 接口

IDE 接口也叫ATA 接口，只可以接两个容量不 超过528MB 的硬盘驱动器。IDE 接口的成本很低， 因此在386 、486 时期非常流行。但大多数IDE 接 口不支持DMA 数据传送，只能使用标准的PC I/O 端口指令来传送所有的命令、状态和数据。

2.EIDE 接口

EIDE 接口较IDE 接口有了很大改进，是目前 最流行的接口。首先它所支持的外设不再是2 个， 而是4 个。其支持的设备除了硬盘，还包括CD－ ROM 驱动器和磁盘备份设备等。 其次，EIDE 标准取消了528MB 的容量限制，并 有更高的数据传送速率和更低的系统资源占用率。

3.SCSI 接口

SCSI(Small Computer System Interface) 接口又称为小型计算机系统接口，在服务器和图 形工作站中被广泛采用。除了硬盘使用这种接口 以外，SCSI 接口还可以连接CD-ROM 驱动器、扫描 仪和打印机等。

SCSI 接口具有以下几个特点:

(1)可同时连接7 个外设；

(2)总线配置为并行8 位、16 位或32 位；

(3)支持更高的数据传输速率，SCSI 通常可以达到5MB/s，FAST SCSI(SCSI-2)能达到10MB/s，最新的SCSI-3 甚至能够达到40MB/s；

(4)成本比IDE 和EIDE 接口高很多，而且SCSI 接口硬盘必须和SCSI 接口卡配合使用，SCSI 接口卡
也比IED 和EIDE 接口贵很多；

(5)SCSI 接口是智能化的，可以彼此通信而不增加CPU 的负担。在IDE 和EIDE 设备之间传输数据时，CPU 必须参与，而SCSI 设备在数据传输过程中是主动运行的，能在SCSI 总线内部执行具体步骤，直至完成再通知CPU 。

此外还有蓝牙接口，红外线接口

Answer 3

计算机控制过程中为什么需要i/o接口：

I/O是 input/output的缩写，即输入输出端口。每个设备都会有一个专用的I/O地址，用来处理自己的输入输出信息。CPU与外部设备、存储器的连接和数据交换都需要通过接口设备来实现，前者被称为I/O接口，而后者则被称为存储器接口。存储器通常在CPU的同步控制下工作，接口电路比较简单；而I/O设备品种繁多，其相应的接口电路也各不相同，因此，习惯上说到接口只是指I/O接口。

Answer 4

注：CPU 与外设间并不直接传送信息，而是经 I/O 接口传送信息，故说 I/O 接口是它们的 桥梁，访问 I/O 接口即访问外设。
微处理器与外设在速度, 信号形式,信息流的速度等多方面存在差异.

Answer 5

I O接口是计算机取得外界指令的端口。灰常重要。