1.I/O基本概念：将数据输入计算机，或接收计算机的数据输出到外部设备
2.I/O设备的构成：机械部件（硬件），电子部件（软件）--->I/O控制器，设备控制器
3.I/O控制器：
作用：接收并识别CPU命令、向CPU报告设备状态、数据交换、地址识别
I/O控制方式：
（1）程序直接控制方式（每次读/写一个字）
过程： CPU通过控制线向I/O控制器发送指令，然后I/O控制器启动I/O设备，
将对应的状态寄存器设置为1（表示设备未准备好数据），
输入设备将数据传入I/O控制器，报告自己的状态，
然后I/O控制器将数据传入数据寄存器，修改I/O寄存器状态为0（表示设备已就绪），
其次CPU将数据寄存器的内容读取到自己的寄存器，最后再到内存。
优点：实现简单，缺点：CPU和设备是串行，每次的轮巡检查状态寄存器，可能导致“忙等”，因此CPU利用率低
（2）中断驱动方式（每次读/写一个字）
过程：CPU通过控制线向I/O控制器发送指令，
CPU将此I/O进程阻塞，将对应的状态寄存器设置为1（表示设备未准备好数据），
输入设备将数据传入I/O控制器，报告自己的状态，
然后I/O控制器将数据传入数据寄存器，修改I/O寄存器状态为0（表示设备已就绪），
I/O控制器发送一个中断命令给CPU，CPU将数据寄存器的内容读取到自己的寄存器，最后再到内存。
优点：CPU和I/O设备可以并行工作，缺点：CPU在I/O操作前后干预，但每次都是按字读，实际也存在CPU频繁干预
（3）DMA方式（传输块）
过程：CPU通过控制线向I/O控制器发送指令以及一个内存地址，I/O控制器通知设备
设备传输一个块的数据暂存到数据寄存器，修改状态寄存器
DMA控制器将数据传到之前CPU给的内存，然后发送中断命令给CPU，告诉CPU已执行前面的指令
优点：CPU和I/O设备可以并行工作缺点：多个块必须是连续的，每个I/O指令操作一个块，离散块需要频繁中断
（4）通道控制方式（一组数据块）
通道是专门负责I/O的处理机，是硬件，区别于以前的管道（缓冲区，是软件）
I/O通道直接操作内存中的通道程序，将设备传入数据直接传到内存
4.I/O软件层次结构
（1）用户层软件：实现用户交互接口，通过库函数实现系统调用
（2）设备独立性软件：与硬件底层无关的操作，对上层的封装操作，向上一层提供调用接口，设备保护，容错处理，设备分配与回收，数据缓冲区管理，逻辑设备与物理设备映射映射
（3）设备驱动程序：CPU指令相同，负责控制硬件设备，将CPU指令转成设备操作，驱动程序以独立进程的形式存在
（4）中断处理程序（I/O中断的应答）：IO完成后发送中断信号，执行中断处理程序，会直接操作硬件
5.假脱机技术
解决输入和输出效率不平衡的问题：缓冲思想，缓冲区满了才放到输入井
6.I/O设备的分配和回收（在设备独立性软件层处理）
标签：控制器,管理,中断,寄存器,数据,CPU,设备 来源： https://www.cnblogs.com/ganhuasen/p/16219836.html
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