喵喵咪958 2022-02-12

輸入輸出方式

在計算機系統中，有多種輸入輸出方式，包括程式控制、中斷、DMA和通道等。

1。程式控制工作方式

指在程式的控制下進行資料傳送，是CPU與外設之間交換資訊的最簡單形式，包括：

（1）無條件傳送方式。傳送資料之前不查詢外設狀態而直接執行輸入或輸出命令，這種方式下的外設總處於‘待命’狀態，可根據其固定的或已知的時序，將I/O指令插在程式中，當程式執行到該條指令時，就開始輸入或輸出資料。這種方式最簡單，但是可靠性不高。

（2）條件傳送方式。也稱為查詢傳送，CPU透過執行程式不斷讀取並測試外設狀態，若輸入裝置處於準備好狀態或輸出裝置處於空閒狀態，則CPU執行I/O指令與外設交換資訊，這要求介面電路中除了有資料埠外，還要有狀態埠。它比無條件傳送可靠，使用面也廣，但這種方式要求CPU不斷檢測外設狀態，佔用了CPU大量時間，效率不高。

2。中斷工作方式

中斷方式可以克服查詢方式的低效問題，當CPU執行到I/O請求時，向I/O控制器發出相應指令後，CPU並不等待，而是繼續執行其它操作。由於CPU無需等待I/O控制器與外設的資料交換，所以效率得到了提高。

中斷是指在CPU執行程式的過程中，由於某一外部或CPU內部事件的發生，使CPU暫時中止正在執行的程式，轉去處理這一事件，當該事件處理完畢後又回到原先被中止的程式，接著中止前的狀態繼續向下執行。

引起中斷的事件稱為中斷源。其中，由CPU內部產生的中斷稱為內部中斷，它包括溢位中斷、除法錯中斷、斷點中斷、軟中斷及單步中斷；由CPU外部產生的中斷稱為外部中斷，它包括可遮蔽中斷和非遮蔽中斷。

CPU接到中斷請求後，如果是當前允許的中斷，那麼要停止正在執行的程式碼，並把內部暫存器入棧，這個過程不能再次被打斷，所以要先關中斷，入棧完後再開中斷。這個過程應該儘量短，以防止錯過了其它中斷，該過程消耗的時間稱為中斷響應時間。然後再執行中斷處理程式，一般都比較簡單，就是設定一些標誌位，做簡單的資料處理而已，其它更耗時的處理由非中斷程式完成。中斷處理完成後要恢復現場，把入棧暫存器出棧，繼續執行被中斷的程式，這個過程消耗的時間稱為中斷處理時間，該時間大小與中斷型別、應用型別有關，也不是一味求短，現在大多數CPU都支援多極中斷，在執行中斷時還可以響應其它中斷，形成中斷巢狀。

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