1、I/O設備的概念、分類

• 基礎知識
• • 思維導圖
  • 什么是I/O設備？
  • 分類
• I/O控制器
• • 思維導圖
  • I/O控制器功能
  • I/O控制器的組成
  • 內存映像I/O vs 寄存器獨立編址
• I/O控制方式
• • 1、程序直接控制方式
  • 2、中斷驅動方式
  • 3、DMA方式(直接存儲器存取)
  • 4、通道控制方式
  • 對比

基礎知識

思維導圖

什么是I/O設備？

分類

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I/O控制器

思維導圖

I/O控制器功能

I/O控制器的組成

內存映像I/O vs 寄存器獨立編址

I/O控制方式

1、程序直接控制方式

為解決上述方式中的缺點，產生了中斷驅動方式

2、中斷驅動方式

與程序直接控制相比，區別是：
1、在CPU發出讀/寫命令后，可將等待I/O的進程阻塞，先切換到別的進程執行
2、I/O完成后，控制器會向CPU發出一個中斷信號，CPU檢測到中斷信號后，會保存當前進程的運行環境信息，轉去執行中斷處理程序處理該中斷。
3、CPU從I/O控制器讀一個字的數據傳送到CPU寄存器，再寫入主存
問題：中斷處理過程中需要保存、恢復進程的運行環境，這個過程是需要一定時間開銷的。可見，如果中斷發生的頻率太高，也會降低系統性能；每個字在I/O設備與內存之間的傳輸，都需要經過CPU。為此提出來DMA方式。

3、DMA方式(直接存儲器存取)

1、CPU到I/O的操作都交由DMA控制器完成，數據的傳輸不在經由CPU處理，CPU僅在傳送一個或多個數據塊的開始和結束時，才需要干預。
2、區別于中斷驅動方式，多加入一個DMA控制器用于數據傳輸。
3、DMA控制器：

1、從DMA控制圖中可知，內存到I/O設備的數據傳輸通過DMA就可以完成，該不需要CPU的干預，大大提高了CPU與I/O設備間的并行效率
2、CPU只是負責發出對I/O設備的請求以及接收當數據傳輸完成后的中斷

4、通道控制方式

通道控制方式區別于DMA方式：當CPU請求I/O設備時，會先在內存的任務清單中添加任務，然后通道檢查內存中的任務清單，若有任務則由通道負責與I/O設備的數據傳輸。所以每次可以進行一組數據塊的讀寫。

對比

總結

以上是生活随笔為你收集整理的操作系统之I/O管理：1、I/O控制器、I/O控制方式(程序直接控制方式、中断驱动方式、DMA方式、通道控制方式)的全部內容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

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