I/O设备——I/O设备的概念

一.早期阶段：CPU和IO设备串行工作，分散连接，I/O设备与主存交换信息必须经过CPU.
程序查询方式：由CPU通过程序不断查询IO设备是否己做好准备，从而控制IO设备与主机交换信息。

二.接口模块和DMA阶段：CPU和IO并行工作，总线连接，IO设备通过接口模块连接总线上与CPU交流
中断方式：只在设备准备就绪并向CPU发出中断请求时才予以响应。
DMA（直接存储器存取）方式：主存和IO设备之间有一条直接数据通路，当主存和设备交换信息时，无需调用中断服务程序，CPU工作不受影响

三.具有IO通道结构的阶段
通道：负责管理IO设备以及实现主存与I/O设备之间交换信息的部件(具有特殊功能的处理器);应用于大中型计算机系统；每个通道挂接若干外设
通道指令:独立执行用通道指令编写的输入输出程序，是从属于CPU的专用处理器,依据CPU的I/O指令进行启动、停止或改变工作状态。依赖通道管理的IO设备在与主机交换信息时，CPU不直接参与管理，故提高了CPU的资源利用率。

四.具有IO处理机（外围处理机）阶段：基本独立于主机工作，既可完成I/O通道要完成的I/O控制，又可完成码制变换、格式处理、数据块检错、纠错等操作。具有处理机的输人输出系统与CPU工作的并行性更高，IO系统更独立性。

IO系统由IO软件和IO硬件两部分构成
1.I/O软件:驱动程序、用户萨序、管理程序、升级补丁等。
通常采用IO指令和通道指令实现CPU和I/O设备的信息交换。
IO指令：是CPU指令的一部分。包括操作码（识别IO指令），命令码（具体操作），设备码（操作对象）
指令通道：通道自身的指令，指出数据的首地址，传送字数，操作命令。
通道指令放在主存中；由CPU执行启动IO设备的指令，由通道代替CPU对IO设备进行管理
2.IO硬件:外部设备、设备控制器和接口、I/O总线等。

IO方式：
程序查询方式：CPU启动IO程序后，在IO准备及传送数据期间不能执行原程序，只能不断查询IO的准备状态。CPU和IO处于串行工作状态，效率低

程序中断方式：CPU在启动IO设备后，不查询设备是否己准备就绪，继续执行自身程序，只有当IO设备准备就绪并向CPU发出中断请求后才予以响应，CPU中断了现行程序，转至中断服务程序，待处理完后又返回到原程序断点处，继续往下执行。CPU工作效率提高

DMA方式：主存与I/O设备之间有一条数据通路，主存与I/O设备交换信息时，无须调用中断服务程序。若出现DMA和CPU同时访问主存，CPU总是将总线占有权让给DMA，通常把DMA的这种占有称为窃取或挪用。窃取的时间一般为一个存取周期。在DMA窃取存取周期时，CPU尚能继续作内部操作（如乘法运算）。

标签：DMA,主存,概念,指令,IO,CPU,设备
来源： https://www.cnblogs.com/LXZYZDCZL/p/16061828.html