输入输出控制方式主要有哪些?各有什么特点

输入输出控制方式主要有哪些？各有什么特点？

在计算机系统中，输入/输出控制是一个很重要的概念，它代表着计算机与外部世界进行数据交互的过程。通常情况下，输入/输出(I/O)控制是通过输入输出设备和输入输出控制器来实现的。在本文中，我们将从多个角度来探讨输入/输出控制方式主要有哪些以及它们的特点。

传统的I/O方式是基于程序I/O的方式。这种方式主要是通过处理器直接与设备进行数据交互，从而实现数据传输。这种传统的I/O方式的最大特点是简单、直接，这种方式也很容易实现。然而，这种方式也存在一些缺点。首先是处理器在执行I/O操作时必须等待操作完成，这样会导致系统的响应时间变慢。其次，这种方式不支持多个设备同时进行I/O操作。在一个多设备的系统中，这种方式很容易造成系统负载过高的问题。

另一种I/O方式是中断驱动I/O。这种方式主要是通过设备向处理器发出中断请求来触发I/O操作。这种方式的最大特点就是在处理器等待I/O操作完成的同时，处理器可以执行其他的任务。这种方式在多设备系统中更具有优势。在这种系统中，可以通过给每个设备分配一个唯一的中断号来支持多个设备并行操作。另外，中断驱动I/O方式也可以通过优先级中断来保证对关键任务的响应时间。但缺点是，这种方式需要花费更多的处理器时间来处理中断请求。

第三种I/O方式是DMA(Direct Memory Access)控制器方式。这种方式主要是使用DMA控制器来管理输入和输出。DMA控制器可以通过直接读写内存数据来传输数据，从而无需占用处理器的时间。由于DMA控制器无需处理器干预直接处理数据传输，因此可以提高系统传输数据的效率。但是，这种方式也有缺点。一个是DMA方式的实现比较复杂；另一个是DMA方式可能会与处理器抢占系统总线，从而导致系统性能下降。

最后，我们还需要考虑I/O端口映射方式。这种方式主要是通过I/O端口映射的方式来实现数据传输。I/O端口映射方式的优点在于可以直接映射设备寄存器到I/O端口，从而不需要添加额外的寄存器到系统中。但是，这种方式也存在一些缺点。首先是I/O端口受限，可能不足以满足所有设备的要求。其次，由于直接映射I/O端口，程序可能会对其他设备或系统产生不可预测或不良的影响。

综上所述，传统的I/O方式、中断驱动I/O、DMA控制器方式和I/O端口映射方式是最常见的输入/输出控制方式。不同的I/O控制方式有各自的优点和缺点，我们必须结合实际情况选择最适合的方式来保证系统的稳定性和性能。