I/O操作是計(jì)算機(jī)處理中非常重要的操作,如何實(shí)現(xiàn)對(duì)I/O設(shè)備的有效控制，以更好地滿足用戶的輸入/輸出要求，是設(shè)備管理中非常重要的問(wèn)題之一。在計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展過(guò)程中,I/O控制方式也在不斷地發(fā)展，對(duì)I/O控制的要求主要是基于盡量減少主機(jī)對(duì)I/O控制的干預(yù)，把主機(jī)從繁雜的I/O控制事務(wù)中解脫出來(lái)，以更多地完成其數(shù)據(jù)處理任務(wù)。

　　按照I/O控制功能的強(qiáng)弱，以及和CPU之間聯(lián)系方式的不同，可把I/O設(shè)備的控制方式分為4種,這4種控制方式代表了I/O控制發(fā)展的4個(gè)階段,從程序直接控制方式發(fā)展到中斷驅(qū)動(dòng)方式，再到DMA控制方式、通道I/O控制方式，每種控制方式都對(duì)前一種方式存在的問(wèn)題進(jìn)行了解決,提高了CPU 和外圍設(shè)備并行工作的程度,大幅度地提高了計(jì)算機(jī)執(zhí)行效率和系統(tǒng)資源的利用率。

　　I/O程序直接控制方式如下：

　　程序直接控制方式也稱詢問(wèn)方式，它是早期計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中的一種I/O操作控制方式。在這種方式下，利用輸入/輸出指令或詢問(wèn)指令測(cè)試一臺(tái)設(shè)備的忙 /閑標(biāo)志位,根據(jù)設(shè)備當(dāng)前的忙或閑的狀態(tài),決定是繼續(xù)詢問(wèn)設(shè)備狀態(tài)還是由主存儲(chǔ)器和外圍設(shè)備交換一個(gè)宇符或一個(gè)字。下圖所示是一個(gè)數(shù)據(jù)的輸入過(guò)程。當(dāng)在 CPU上運(yùn)行的現(xiàn)行程序需要從I/O設(shè)備讀入一批數(shù)據(jù)時(shí),CPU程序首先設(shè)置交換的字節(jié)數(shù)和數(shù)據(jù)讀入主存的起始地址,然后向I/O設(shè)備發(fā)送讀指令或查詢標(biāo)志指令，I/O設(shè)備將當(dāng)前的狀態(tài)返回給CPU。如果I/O設(shè)備返回的當(dāng)前狀態(tài)為忙或未就緒，則測(cè)試過(guò)程不斷重復(fù)，直到I/O設(shè)備就緒，開(kāi)始進(jìn)行數(shù)據(jù)傳送，CPU從I/O接口讀一個(gè)字或一個(gè)字符，再寫入主存。如果傳送還未結(jié)朿，再次向設(shè)備發(fā)出讀指令，重復(fù)上述測(cè)試過(guò)程，直到全部數(shù)據(jù)傳輸完成再返回現(xiàn)行程序執(zhí)行。

　　為了正確完成這種傳送，通常要使用3條指令:查詢指令，用來(lái)查詢?cè)O(shè)備的狀態(tài);傳送指令，當(dāng)設(shè)備就緒時(shí)，執(zhí)行數(shù)據(jù)交換;轉(zhuǎn)移指令，當(dāng)設(shè)備未就緒時(shí)，執(zhí)行轉(zhuǎn)移指令轉(zhuǎn)向查詢指令繼續(xù)查詢。

　　在程序直接控制方式中，一旦CPU啟動(dòng)I/O設(shè)備，便不斷查詢I/O設(shè)備的準(zhǔn)備情況，終止原程序的執(zhí)行;另外，當(dāng)I/O準(zhǔn)備就緒后，CPU還要參與數(shù)據(jù)的傳送工作，此時(shí)CPU也不能執(zhí)行原程序，由于CPU的髙速性和I/O設(shè)備的低速性，致使CRJ的絕大部分時(shí)間都處在等待I/O設(shè)備完成數(shù)據(jù)的輸入/輸出循環(huán)測(cè)試和低速的傳送中，造成對(duì)CPU資源的極大浪費(fèi)。由此可見(jiàn)，在這種設(shè)備控制方式下，CPU和I/O設(shè)備完全處在串行工作狀態(tài)，使主機(jī)不能充分發(fā)揮效率，整個(gè)系統(tǒng)的效率很低。

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