计算机中的输入和输出控制方式是指计算机如何通过输入设备和输出设备与外部交互和通信。为了实现不同的控制目标,计算机通过不同的输入输出控制方式来管理设备。
一、程序控制方式
程序控制方式通常是让程序员编写代码,使计算机按照预先设定好的步骤来控制输入输出设备。程序员通过代码来规定设备的使用时间、控制命令和使用范围等参数。该方式可以实现多种操作,如打印文本、绘图、声音播放等功能。但是,程序控制方式的缺点是对程序员的工作经验要求较高,操作繁琐且限制较多。
二、中断控制方式
中断控制方式利用CPU轮询检测外部设备状态,直到设备就绪后,CPU自动地打断当前任务,转向处理外部设备的数据传输。当设备完成输入输出操作时,CPU则会返回到之前的任务中。这种方式可以大大减少CPU的工作压力,提高设备操作效率。但是,在高负荷环境下,CPU可能需要频繁切换任务,影响计算机的稳定性。
三、DMA控制方式
DMA控制方式(直接内存访问)将数据从设备转向内存,避免了CPU控制数据传输的过程。在该方式下,设备会向主板芯片组发出DMA请求,主板芯片组则会授权DMA控制器直接与内存通信。DMA控制方式在大型数据传输和高速设备操作中效果显著,使得设备数据传输表现出更强的并发性和速度优势。不过,该方式需要占用内存资源,且所需的DMA控制器较为昂贵。
四、通道控制方式
通道控制方式是一种更为高效的输入输出控制方式,其包含多个通道和物理通道控制器。计算机可以根据物理通道控制器的指令选择可用的通道,从而实现数据传输。这种方式不仅可以减轻CPU的工作压力,还可以同时处理多个任务。但是,它的缺点是不灵活,需要事先安排通道和物理通道控制器的使用。此外,通道控制方式的价格较高且应用面较小。
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