设备管理设备控制方式

时间 2021-06-02 标签计算机操作系统学习笔记

I/O控制概述

CPU接口，控制器，设备是相互独立的三方

CPU接口通过数据线，地址线，控制线与控制器通信

控制器通过数据线，状态线，控制线与设备通信

数据寄存器服务于CPU接口与设备的数据传输；控制寄存器用于实现逻辑控制；状态寄存器用于指明设备的工作状态(比如0代表可用，1代表不可用)；地址线往往是用于指示控制器具体是使用哪个设备。

I/O控制的方式主要有四种：直接控制，中断驱动，DMA方式(Direct Memory Access)，通道控制

下面重点细说这四种方式。

也称轮询或查询方式I/O，它由CPU代表进程向I/O模块发出指令，然后进入忙等状态，直到操作完成之后进程才能够继续执行。

图中序号代表具体过程次序，箭头方向代表控制方向或者数据方向。

这种方式的思路简单，但问题也很明显，主机与I/O设备串行工作，并且CPU大量的时间都用于等待，CPU利用率极低。

中断驱动让CPU避免了等待，让设备与处理器并行工作成为可能，提高了CPU的工作效率，但是由于设备控制器的数据寄存器存储太小(一般就一个字大小，几个Byte的样子)，这样在传输大量数据时，CPU会接收到相当多的中断，处理相当多次数据，浪费了不少CPU时间。