输入-输出控制方式

程序 I/O 方式

即最简单的 忙-等待 方式

过程

• 处理机向控制器发送一条 I/O 指令启动输入设备输入数据
• 同时，把状态寄存器中的 忙/闲 标志置为1，然后便不断测试标志
• 当为 1 时，表示输入机尚未输完一个字，处理机应继续对该标志测试
• 直到它为 0 ，表明数据已输入到控制器的数据寄存器中
• 于是，处理机将数据取出送入内存单元，便完成了一个字的 I/O

总结

• 目前不再使用
• 由于CPU高速，I/O设备低速，导致CPU极大浪费

中断控制 I/O 方式

过程

• 当某进程要启动某个 I/O 设备时，便由CPU向相应的设备控制器发出一条 I/O 命令，然后立即返回继续执行原来的任务
• 设备控制器于是按照命令的要求去控制指定的 I/O 设备。此时，CPU与 I/O 设备并行操作
• 中断驱动方式在 I/O 设备输入数据的过程中，无需CPU干预，而是当 I/O 设备准备就绪时“主动”通知CPU
• 然后CPU才花费极短的时间去进行中断处理

总结

• 一些中低设备还在使用，如：打印机
• 大大提高了整个系统的资源利用率及吞吐量，特别时CPU的利用率。但每中断一次仅能传输一个字（节）
• 由于每当传输一个字（节）结束时，控制器便要请求一次中断，所以还是比较低效的

直接存储器访问（DMA） I/O 方式

特点

• 数据传输的基本单位是数据块
• 所传送的数据是从设备直接送入内存的，或者相反
• 仅在传送一个或多个数据块的开始和结束时，才需CPU干预，整块数据的传送是在控制器的控制下完成的

总结

• 多数计算机使用
• 进一步提高了CPU与 I/O 设备的并行操作程度

I/O 通道控制方式

I/O 通道

• 是一种特殊的处理机
• 具有执行 I/O 指令的能力，并通过执行通道（I/O）程序来控制 I/O 操作
• 与一般处理机不同，其指令类型单一，只能执行 I/O 操作有关的指令
• 通道没有自己的内存，与CPU共享内存

根据信息交换方式，通道分为3种类型（了解）

• 字节多路通道
• 数组选择通道
• 数组多路通道

总结

大型计算机使用