一. I/O设备的基本概念和分类(一)什么是I/O设备？ “输入/输出”(Input/Output ) I/O设备是一种外部设备，可以向计算机输入数据或从计算机接收数据，并且是计算机中的硬件部件。
UNIX系统将外部设备抽象为特殊文件，用户可以使用与文件操作相同的方法操作外部设备。 3358 www.Sina.com/http://www.Sina.com/(2)按使用特性分类
(三)按传输率分类
(四)以信息交流为单位分类
二、I/O控制器(一)机械零部件I/O设备Write操作：向外部设备写出数据主要用于执行具体I/O操作。
我们触摸的鼠标/键盘按钮； 移动显示器的LED屏幕硬盘的磁臂、磁盘柜面。 )2)电子邮件) I/O控制器、设备控制器) I/O设备的Read操作：从外部设备读入数据是通常被插入到主板扩展槽中的印刷电路板。 因为CPU不能直接控制I/O设备的机械部件，所以机械部件该电子部件为电子部件，也称为I/O设备还要有一个电子部件作为CPU和I/O设备机械部件之间的“中介”，用于实现CPU对设备的控制。 CPU可以控制I/O控制器，I/O控制器控制设备的机械部件。
1. I/O控制器配置
值得注意的细节：
、一个I/O控制器可以支持多个设备；
、数据寄存器、控制寄存器、状态寄存器可有多个，例如，每个控制/状态寄存器对应一个具体设备。 另外，为了便于CPU的操作，这些寄存器需要相应的地址。 有些计算机可能需要I/O控制器； 其他计算机使用的是I/O专用地址设备控制器。 2 .存储器映像I/O v.s .寄存器独立地址
三. I/O控制方式3358www.Sina.com/(一)程序直接控制方式内存映像I/O
一个读/写进程(寄存器独立编址) CPU干预的频率
I/O操作开始之前和完成之后，经常需要CPU干预，并且是用什么样的方式来控制I/O设备的数据读/写？？数据传输单位
每次读/写1. 完成一次读/写操作的流程（以读操作为例）数据流
、Key word：轮询
、在等待I/O完成的过程中CPU需要不断地轮询检查。主要缺点和主要优点
、优点：实现简单。 在命令的读出/写入之后，附上实现循环检查的一系列命令即可(因此，称为“程序直接控制方式”)。
、一个字(二)中断驱动方式
一个读/写进程(读操作（数据输入）：I/O设备CPU(指的是CPU的寄存器)内存) CPU干预的频率
、每次I/O操作开始前、完成后需要CPU的介入。
、写操作（数据输出）：内存CPUI/O设备每个字的读/写都需要CPU的帮助数据传输单位
每次读/写缺点：CPU和I/O设备只能串行工作，CPU需要一直轮询检查，长期处于“忙等”状态 ，CPU利用率低数据流
Key word：中断
等待I/O完成的过程中CPU可以切换到别的进程执行。主要缺点和主要优点
、优点：与“程序直接控制方式”相比，“中断驱动方式”下，I/O控制器通过中断信号主动报告I/O完成，无需CPU不断轮询。一个字，CPU使用率明显提高。
、缺点：各个字的I/O设备和存储器之间的传输需要经过CPU。 另一方面，3358www.Sina.com/(三) DMA方式与"中断驱动方式"相比，http://www.Sina.com/(directmemoryaccess，3358 www.Sina.com) 主要用于块设备的I/O控制)有以下改进：
、、读操作（数据输入）：I/O设备CPU内存1个字符，不是单个字符的传输；
、数据流要么直接从软元件进入内存，要么直接从内存进入软元件。 作为“快递小哥”，不需要CPU了。
、只有在传输一个或多个数据块的开始和结束时，才需要CPU的介入。
单个读/写进程(请参见右图) CPU干预的频率
仅当传输一个或多个数据块的开始和结束时，才需要CPU干预。 数据传输单位
每次、写操作（数据输出）：内存CPUI/O设备
个块，且这些块读入内存后在内存中也必须是连续的）数据的流向（不再需要经过CPU）①、读操作（数据输入）：I/O设备→内存
②、写操作（数据输出）：内存→I/O设备主要缺点和主要优点
①、优点：数据传输以“块”为单位，CPU介入频率进一步降低。数据的传输不再需要先经过CPU再写入内存，数据传输效率进一步增加。CPU和I/O设备的并行性得到提升。
②、缺点：CPU每发出一条I/O指令，只能读/写一个或多个连续的数据块。如果要读/写多个离散存储的数据块，或者要将数据分别写到不同的内存区域时，CPU要分别发出多条I/O指令，进行多次中断处理才能完成。 （四）通道控制方式 通道：一种硬件，可以理解为是 “弱鸡版的CPU”。通道可以识别并执行一系列通道指令与CPU相比，通道可以执行的指令很单一，并且通道程序是放在主机内存中的，也就是说通道与CPU共享内存
完成一次读/写操作的流程CPU干预的频率
极低，通道会根据CPU的指示执行相应的通道程序，只有完成一组数据块的读/写后才需要发出中断信号，请求CPU干预。数据传送的单位
每次读/写一组数据块数据的流向（在通道的控制下进行）
①、读操作（数据输入）：I/O设备→内存
②、写操作（数据输出）：内存→I/O设备主要缺点和主要优点
①、缺点：实现复杂，需要专门的通道硬件支持
②、优点：CPU、通道、I/O设备可并行工作，资源利用率很高。