編輯“I/O”

'''I/O'''是 input/output的縮寫，即[[輸入輸出端口]]。每個(gè)設(shè)備都會(huì)有一個(gè)專用的I/O地址，用來處理自己的輸入輸出信息。[[CPU]]與外部設(shè)備、[[存儲(chǔ)器]]的連接和[[數(shù)據(jù)]]交換都需要通過[[接口]]設(shè)備來實(shí)現(xiàn)，前者被稱為[[I/O接口]]，而后者則被稱為存儲(chǔ)器接口。存儲(chǔ)器通常在CPU的同步控制下工作，接口電路比較簡(jiǎn)單；而I/O設(shè)備品種繁多，其相應(yīng)的接口電路也各不相同，因此，習(xí)慣上說到接口只是指I/O接口。
==I/O接口分類==
*I/O接口芯片：這些芯片大都是集成電路，通過CPU輸入不同的命令和參數(shù)，并控制相關(guān)的I/O電路和簡(jiǎn)單的外設(shè)作相應(yīng)的操作，常見的接口芯片如定時(shí)計(jì)數(shù)器、中斷控制器、DMA控制器、并行接口等。 　　
*I/O接口控制卡：由若干個(gè)集成電路按一定的邏輯組成為一個(gè)部件，或者直接與CPU同在[[主板]]上，或是一個(gè)[[插件]]插在[[系統(tǒng)]]總線插槽上。按照接口的連接對(duì)象來分，又可以將他們分為串行接口、并行接口、[[鍵盤]]接口和磁盤接口等。
==I/O接口功能==
*設(shè)置數(shù)據(jù)的寄存、緩沖邏輯，以適應(yīng)CPU與外設(shè)之間的速度差異，接口通常由一些寄存器或[[RAM]]芯片組成，如果芯片足夠大還可以實(shí)現(xiàn)批量數(shù)據(jù)的傳輸；
*能夠進(jìn)行信息格式的轉(zhuǎn)換，例如串行和并行的轉(zhuǎn)換； 　　
*能夠協(xié)調(diào)CPU和外設(shè)兩者在信息的類型和電平的差異，如電平轉(zhuǎn)換驅(qū)動(dòng)器、數(shù)?；蚰?shù)轉(zhuǎn)換器等； 　　
*協(xié)調(diào)時(shí)序差異； 　　
*地址譯碼和設(shè)備選擇功能； 　　
*設(shè)置中斷和DMA控制邏輯，以保證在中斷和DMA允許的情況下產(chǎn)生中斷和DMA請(qǐng)求信號(hào)，并在接受到中斷和DMA應(yīng)答之后完成中斷處理和DMA傳輸。
==I/O接口控制方式==
*'''[[程序]]查詢方式'''
這種方式下，[[CPU]]通過I/O指令詢問指定外設(shè)當(dāng)前的狀態(tài)，如果外設(shè)準(zhǔn)備就緒，則進(jìn)行數(shù)據(jù)的輸入或輸出，否則CPU等待，循環(huán)查詢。這種方式的優(yōu)點(diǎn)是結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，只需要少量的硬件電路即可，缺點(diǎn)是由于CPU的速度遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于外設(shè)，因此通常處于等待狀態(tài)，工作效率很低 　　
*'''中斷處理方式'''
在這種方式下，CPU不再被動(dòng)等待，而是可以執(zhí)行其他程序，一旦外設(shè)為數(shù)據(jù)交換準(zhǔn)備就緒，可以向CPU提出服務(wù)請(qǐng)求，CPU如果響應(yīng)該請(qǐng)求，便暫時(shí)停止當(dāng)前程序的執(zhí)行，轉(zhuǎn)去執(zhí)行與該請(qǐng)求對(duì)應(yīng)的服務(wù)程序，完成后，再繼續(xù)執(zhí)行原來被中斷的程序。中斷處理方式的優(yōu)點(diǎn)是顯而易見的，它不但為CPU省去了查詢外設(shè)狀態(tài)和等待外設(shè)就緒所花費(fèi)的時(shí)間，提高了CPU的工作效率，還滿足了外設(shè)的實(shí)時(shí)要求。但需要為每個(gè)I/O設(shè)備分配一個(gè)中斷請(qǐng)求號(hào)和相應(yīng)的中斷服務(wù)程序，此外還需要一個(gè)中斷控制器（I/O接口芯片）管理I/O設(shè)備提出的中斷請(qǐng)求，例如設(shè)置中斷屏蔽、中斷請(qǐng)求優(yōu)先級(jí)等。 此外，中斷處理方式的缺點(diǎn)是每傳送一個(gè)字符都要進(jìn)行中斷，啟動(dòng)中斷控制器，還要保留和恢復(fù)現(xiàn)場(chǎng)以便能繼續(xù)原程序的執(zhí)行，花費(fèi)的工作量很大，這樣如果需要大量數(shù)據(jù)交換，[[系統(tǒng)]]的性能會(huì)很低。 　　
'''[[DMA]]（[[直接存儲(chǔ)器存取]]）傳送方式'''
DMA最明顯的一個(gè)特點(diǎn)是它不是用軟件而是采用一個(gè)專門的控制器來控制內(nèi)存與外設(shè)之間的數(shù)據(jù)交流，無須CPU介入，大大提高CPU的工作效率。在進(jìn)行DMA數(shù)據(jù)傳送之前，DMA控制器會(huì)向CPU申請(qǐng)總線控制 權(quán)，CPU如果允許，則將控制權(quán)交出，因此，在數(shù)據(jù)交換時(shí)，總線控制權(quán)由DMA控制器掌握，在傳輸結(jié)束后，DMA控制器將總線控制權(quán)交還給CPU。
==相關(guān)詞條==
*[[鼠標(biāo)]]
*[[鍵盤]]
*[[顯示器]]
*[[CPU]]
*[[硬件]]
*[[接口]]
*[[內(nèi)存]] 
*[[光盤驅(qū)動(dòng)器]] 
*[[顯卡]] 
*[[聲卡]]
*[[主板]]
==參考來源==
*http://baike.baidu.com/view/300881.htm
[[category:計(jì)算機(jī)|I]]
[[category:數(shù)據(jù)傳輸|I]]