【最新】简述四种常用IO同步控制方式 四种io控制方式

2023-12-16文章By:匿名12阅读

I/O控制方式有哪几种

I/O控制方式主要有程序查询方式、中断方式、DMA方式和I/O通道控制方式。

1. 程序查询方式也称为程序轮询方式,该方式采用用户程序直接控制主机与外部设备之间输入/输出操作。CPU必须不停地循环测试I/O设备的状态端口,当发现设备处于准备好(Ready)状态时,CPU就可以与I/O设备进行数据存取操作。

2. 中断方式。当I/O设备结束(完成、特殊或异常)时,就会向CPU发出中断请求信号,CPU收到信号就可以采取相应措施。当某个进程要启动某个设备时,CPU就向相应的设备控制器发出一条设备I/O启动指令,然后CPU又返回做原来的工作。

3. DMA(直接内存存取)方式。DMA方式也称为直接主存存取方式,其思想是:允许主存储器和I/O设备之间通过“DMA控制器(DMAC)”直接进行批量数据交换,除了在数据传输开始和结束时,整个过程无须CPU的干预。

4. I/O通道控制方式。通道(Channel)也称为外围设备处理器、输入输出处理机,是相对于CPU而言的。是一个处理器。也能执行指令和由指令的程序,只不过通道执行的指令是与外部设备相关的指令。是一种实现主存与I/O设备进行直接数据交换的控制方式。

拓展资料:

i/o系统即输入输出系统,操作系统中负责管理输入输出设备的部分称为i/o系统,完成设备管理功能,包括外设编址,数据通路的建立,向主机提供外设的状态信息等。i/o系统的组成有:i/o设备,设备控制器及i/o操作有关的软硬件。

参考资料:百度百科 I/O系统

有哪几种I/O控制方式?各适用于何种场合?

共有四种I/O控制方式。

1、程序I/O方式

适用于:早期计算机无中断机构,处理机对I/O设备的控制采用程序I/O方式或称忙等的方式。

2、中断驱动I/O控制方式

适用于:适用于有中断机构的计算机系统中。

3、直接存储器访间(DMA)I/O控制方式

适用于:具有DMA控制器的计算机系统中。

4、I/O通道控制方式

适用于:具有通道程序的计算机系统中。

扩展资料:

常见的I/O控制方式:

1、程序直接访问方式跟循环检测IO方式,是最古老的方式。CPU和IO串行,每读一个字节(或字),CPU都需要不断检测状态寄存器的busy标志,当busy=1时,表示IO还没完成;当busy=0时,表示IO完成。此时读取一个字的过程才结束,接着读取下一个字。

2、中断控制方式:循环检测先进些,IO设备和CPU可以并行工作,只有在开始IO和结束IO时,才需要CPU。但每次只能读取一个字。

3、DMA方式:Direct Memory Access,直接存储器访问,比中断先进的地方是每次可以读取一个块,而不是一个字。

4、通道方式:比DMA先进的地方是,每次可以处理多个块,而不只是一个块。

分类依据:

现代计算机系统中总是配备有各种外部设备,他们都在CPU控制下进行工作。CPU对外部设备的控制方式主要有以下四种。

1、程序I/O方式

程序查询方式也称为程序轮询方式,该方式采用用户程序直接控制主机与外部设备之间输入/输出操作。

CPU必须不停地循环测试I/O设备的状态端口,当发现设备处于准备好(Ready)状态时,CPU就可以与I/O设备进行数据存取操作。这种方式下的CPU与I/O设备是串行工作的,输入/输出一般以字节或字为单位进行。

这个方式频繁地测试I/O设备,I/O设备的速度相对来说又很慢,极大地降低了CPU的处理效率,并且仅仅依靠测试设备状态位来进行数据传送,不能及时发现传输中的硬件错误。但是这种方式的过程很简单,易理解,并且不需要额外硬件。

2、中断驱动I/O控制方式

当I/O设备结束(完成、特殊或异常)时,就会向CPU发出中断请求信号,CPU收到信号就可以采取相应措施。

当某个进程要启动某个设备时,CPU就向相应的设备控制器发出一条设备I/O启动指令,然后CPU又返回做原来的工作。CPU与I/O设备可以并行工作,与程序查询方式相比,大大提高了CPU的利用率。但是在中断方式下,同程序查询方式一样,也是以字节或字为单位进行。

但是该方法大大降低了CPU的效率,因为当中断发生的非常频繁的时候,系统需要进行频繁的中断源识别、保护现场、中断处理、恢复现场。这种方法对于以“块”为存取单位的块设备,效率是低下的。

3、直接存储器访间(DMA)I/O控制方式

DMA方式也称为直接主存存取方式,其思想是:允许主存储器和I/O设备之间通过“DMA控制器(DMAC)”直接进行批量数据交换,除了在数据传输开始和结束时,整个过程无须CPU的干预。每传输一个“块”数据只需要占用一个主存周期。

DMA方式下,一个完整的数据传输过程:

1)DMA初始化

当进程需要I/O设备进行数据输入输出时,CPU对DMA控制器初始化,并向I/O端口发出操作命令,提供准备传输的数据起始地址,需要传送的数据长度等信息送入到DMA控制器中的主存地址寄存器和传送字节计数器中。

2)DMA传输

DMA控制器获得总线控制权后,进行输出读写命令,直接控制主存与I/O设备之间的传输。在DMA控制器的控制下,数据传输过程中不需要CPU的参与。

3)DMA结束

当完成本次数据传输后,DMA控制器释放总线控制权,并向I/O设备端口发出结束信号。

4、I/O通道控制方式

通道(Channel)也称为外围设备处理器、输入输出处理机,是相对于CPU而言的。是一个处理器。也能执行指令和由指令的程序,只不过通道执行的指令是与外部设备相关的指令。

是一种实现主存与I/O设备进行直接数据交换的控制方式,与DMA控制方式相比,通道所需要的CPU控制更少,一个通道可以控制多个设备,并且能够一次进行多个不连续的数据块的存取交换,从而大大提高了计算机系统效率。

参考资料:搜狗百科-I/O 控制方式

简述四种常用IO同步控制方式

(1)程序控制方式

无条件(同步)传送方式——如果程序员在任何时候都能确信一个外设已准备好数据或处于接收就绪状态,那就不必检查外设的状态而直接进行数据的输入/输出。 ü特点与适用场合:方法简单,所需的硬件和软件都较少,但外设未能及时准备好则可能导致重复读取上次输入内容或覆盖未输出内容等错误。只能适用于那些时序较为固定的简单外设操作,如开关、七段数码管等。(查询)传送方式——数据传送之前,CPU先从I/O接口读入外设当前状态,如果输入设备未准备好数据或者输出设备未处于空闲(即忙碌)状态,则反复读入并测试外设状态,仅当外设已准备好数据或空闲时,CPU才用I/O指令与外设传送数据。

(2)中断控制方式

方法——当输入设备已准备好数据或输出设备已准备好接收数据时,由外设通过I/O接口主动向CPU发出中断请求;CPU执行完当前指令并检测到有外部中断请求后,在中断允许(IF=1)的情况下便响应外设的中断请求,暂停执行目前的工作,转去执行一个为外设服务的中断处理程序;当完成CPU与外设的数据传送(即中断服务完毕)后,CPU又返回到原来的程序继续执行

(3)DMA方式 n方法——DMA是直接存储器存取(Direct Memory Access)的简称,其基本思想是:在外设和内存之间开辟直接的数据交换通路,从而在外设和主存之间可直接传送大批量数据(以数据块为单位)。

(4)通道方式 方法——与DMA方式类似,也是一种以内存为中心,实现外设与内存直接交换数据的控制方式。但通道是一个独立于CPU的专管输入/输出控制的处理机,它有自己的一套简单的指令系统,通道方式的I/O数据传送就是由通道执行通道程序来完成的。

I/O控制方式有几种各有什么特点

常见I/O接口方式的分类方式有:①按数据传送格式分类;②按时序控制方式分类;③按传送控制方式分类.

按数据传送格式分类,接口可分为串行接口和并行接口.按时序控制方式分类,接口可分为同步接口和异步接口.按I/O控制方式分类,接口可分为直接程序传送接口,中断接口,DMA接口.

磁盘的io控制主要采取什么方式

C 硬盘一般使用的两种I/O方式:PIO和DMA,PIO是老的技术了,已经完全被DMA和Ultra DMA取代. 1.程序I/O方式(PIO): 由于CPU中无中断机构,I/O设备无法向CPU报告它已完成了一个字符的输入操作,导致CPU不停地检查它要取的数据是否已达寄存器。 2.DMA...

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