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知识路径： > 计算机系统综合知识 > 计算机组成与体系结构 > 构成计算机的各类部件的功能及其相互关系 > 输入输出接口 >
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被考次数：5次
被考频率：中频率
总体答错率：56%
知识难度系数： 
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考试要求：掌握
相关知识点：5个
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在计算机中，I/O系统可以有5种不同的工作方式，分别是程序控制方式、程序中断方式、DMA（Direct Memory Access，直接内存存取）工作方式、通道方式、输入／输出处理机。
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（1）程序控制方式。CPU直接利用I/O指令编程，实现数据的输入输出。CPU发出I/O命令，命令中包含了外设的地址信息和所要执行的操作，相应的I/O系统执行该命令并设置状态寄存器；CPU不停地（定期地）查询I/O系统以确定该操作是否完成。由程序主动查询外设，完成主机与外设间的数据传送，方法简单，硬件开销小。
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（2）程序中断方式。CPU利用中断方式完成数据的输入/输出，当I/O系统与外设交换数据时，CPU无需等待也不必去查询I/O的状态，当I/O系统完成了数据传输后则以中断信号通知CPU。然后CPU保存正在执行程序的现场，转入I/O中断服务程序完成与I/O系统的数据交换并返回原主程序继续执行。与程序控制方式相比，中断方式因为CPU无需等待而提高了效率。在系统中具有多个中断源的情况下，常用的处理方法有：多中断信号线法、中断软件查询法、雏菊链法、总线仲裁法和中断向量表法。
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（3）DMA工作方式。使用DMA控制器（Direct Memory Access Controler, DMAC）来控制和管理数据传输。DMAC和CPU共享系统总线，并且具有独立访问存储器的能力。在进行DMA时，CPU放弃对系统总线的控制而由DMAC控制总线；由DMAC提供存储器地址及必需的读写控制信号，实现外设与存储器之间的数据交换。DMAC获取总线的3种方式：暂停方式、周期窃取方式和共享方式。
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（4）通道方式。通道是一种通过执行通道程序管理I/O操作的控制器，它使主机与I/O操作之间达到更高的并行程度。在具有通道处理机的系统中，当用户进程请求启动外设时，由操作系统根据I/O要求构造通道程序和通道状态字，将通道程序保存在内存中，并将通道程序的首地址放到通道地址字中，然后启动I/O指令。按照所采取的传送方式，可将通道分为字节多路通道、选择通道和数组多路通道3种。
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（5）输入输出处理机。输入输出处理机也称为外围处理机，它是一个专用处理机，也可以是一个通用的处理机，具有丰富的指令系统和完善的中断系统。专用于大型、高效的计算机系统处理外围设备的输入输出，并利用共享存储器或其他共享手段与主机交换信息。从而使大型、高效的计算机系统更加高效地工作。与通道相比，输入输出处理机具有比较丰富的指令系统，结构接近于一般的处理机，有自己的局部存储器。
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