设备管理|I/O控制方式
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发布时间：2024-10-07 17:56
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时间：2024-12-03 07:24
1. 程序I/O方式
在计算机早期发展中，CPU需参与每个I/O操作的全过程。例如，当输入一个字符时，CPU需等待键盘控制器完成数据传输后才能继续。这种方式CPU利用率低，因为CPU经常在等待设备响应中度过，如同单独执行任务。
2. 中断驱动I/O控制
这种方式如同引入了团队协作，设备在完成操作后通过中断通知CPU，使其能够专注于其他任务。这种方式对于字符设备控制有效，但对于块设备处理则不够高效，因为中断频率以字符为单位。
3. DMA控制
DMA专为块设备设计，数据传输以数据块为单位，在设备与内存间直接进行，由DMA控制器主导，CPU仅在数据传输的开始和结束阶段介入。DMA控制组件包括控制/状态寄存器、数据缓冲寄存器等，确保了数据传输的稳定性和效率。与中断驱动方式相比，DMA降低了CPU的中断频率，并以块为单位进行数据传输。
4. I/O通道控制
通道控制以内存为中心，通过通道程序实现设备与内存间的直接数据交换。通道程序存储在主内存中，通过通道指令执行I/O操作，如将数据写入磁盘。通道的运算控制部件，如通道地址字和通道命令字，负责管理通道指令的执行。
综上所述，这些I/O控制方式在计算机历史中各自扮演了重要角色。程序I/O奠定了基础，中断驱动提供了灵活性，DMA提升了效率，而I/O通道控制则实现了以内存为中心的高速数据传输。这些控制方式共同构成了现代设备管理的复杂策略。
