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一、I/O 基础

• I/O 是输入/输出的英文单词的简写。输入就是信息从外围设备，如键盘、屏幕等传送到主机，输出正好相反是从主机传输到屏幕、音响等外部设备。

1、相关基本概念

• I/O 系统中的几个基本概念如下：
• 1）外部设备：包括输入/输出设备及通过输入/输出接口才能访问的外存储设备。
• 2）接口：在各个外设与主机之间传输数据时进行各种协调工作的逻辑部件；协调包括传输过程中速度的匹配、电平和格式转换等。
• 3）输入设备：用于向计算机系统输入命令和文本、数据等信息的部件；键盘和鼠标是最基本的输入设备。
• 4）输出设备：用于将计算机系统中的信息输出到计算机外部进行显示、交换等的部件；显示器和打印机是最基本的输出设备。
• 5）外存设备：指除计算机内存及 CPU 缓存等外的存储器；硬磁盘、光盘是最基本的外存设备。

2、I/O 系统组成

• 通常情况下，I/O 系统由I/O 硬件和 I/O 软件组成。

1）I/O 软件

• 包括驱动程序、用户程序、管理程序、升级补丁等；通常采用 I/O 指令和通道指令实现 CPU 与 I/O 设备的信息交换。

2）I/O 硬件

• 包括外部设备、设备控制器和接口、I/O 总线等；通过设备控制器来控制 I/O 设备具体动作，通过 I/O 接口与主机相连。

3、I/O 的控制

• 面对不同的数据传输需求，I/O 系统提供了如下四种控制方式：

1）程序查询方式

• 由 CPU 通过程序不断查询 I/O 设备是否已做好准备，从而控制 I/O 设备与主机交换信息。

2）程序中断方式

• 只在 I/O 设备准备就绪并向 CPU 发出中断请求时才予以响应。

3）DMA 方式

• 主存和 I/O 设备之间有一条直接数据通路，当主存和 I/O 设备交换信息时，无须调用中断服务程序。

4）通道方式

• 在系统中设有通道控制部件，每个通道挂接若干外设，主机在执行 I/O 命令时，只需启动有关通道，通道执行通道程序完成 I/O 操作。

• 方式 1）和 2）主要用于数据传输率较低的外部设备，方式 3）和 4）主要用于数据传输率较高的设备。

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