操作系统I&O控制方式

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I&O设备按照信息交换的单位可以分为以下两类：

• 块设备 数据传输的基本单位是块，传输速率较高，可寻址，可随机读写任意一块。如磁盘
• 字符设备 数据传输的基本单位是字符，传输速率较慢，不可寻址，在输入/输出时常采用中断驱动方式。如鼠标、键盘等

I&O控制方式

1、程序直接控制方式（轮询）

• 其中的关键词是轮询，cpu向控制器发出指令后，会一直轮询检查数据是否准备好（通过状态寄存器）

流程图：

方法分析：

• 实现简单。
• CPU需要一直轮询检查，长期处于“忙等”状态，利用率低。

2、中断驱动方式

• 每次发生中断都是读入了一个字的数据

分析：

• cpu和I&O设备可并行工作，cpu利用率得到明显提升
• 每个字在I/O设备与内存之间的传输都需经过cpu，而频繁的中断处理会消耗较多的cpu时间

3、DMA方式

• 传送单位变为了块

分析：

• 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每发出一条I/O指令，只能读写一个或多个连续的数据块

4、通道控制方式

• 通道是硬件

分析：

• cpu、通道和I/O设备可并行工作，资源利用率很高
• 实现复杂，需要专门的通道硬件支持

四种方式的对比

整个发展过程就是要尽量减少CPU对I/O过程的干预，把CPU从繁杂的I/O控制事务中解脱出来。

5、实战