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知识路径： > 计算机系统知识 > 计算机软件知识 > 操作系统知识 > 设备管理（I/O控制、假脱机） > 设备管理 >
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相关知识点：10个
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作为操作系统的设计者，立足点主要是针对如何利用I/O硬件的功能为程序设计提供一个方便用户的实用接口，而并非研究I/O硬件的设计、制造和维护。
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通常把I/O设备及其接口线路、控制部件、通道和管理软件称为I/O系统，把计算机的主存和外围设备的介质之间的信息传送操作称为输入输出操作。按照输入输出特性，I/O设备可以划分为输入型外围设备、输出型外围设备和存储型外围设备三类。
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输入输出控制在计算机处理中具有重要的地位，为了有效地实现物理I/O操作，必须通过硬、软件技术，对CPU和I/O设备的职能进行合理分工，以调解系统性能和硬件成本之间的矛盾。按照I/O控制器功能的强弱以及和CPU之间联系方式的不同，可把I/O设备的控制方式分为四类：询问方式、中断方式、DMA方式、通道方式。
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询问方式又称为程序直接控制方式，在这种方式下，输入输出指令或询问指令测试一台设备的忙闲标志位，决定主存储器和外围设备是否交换一个字符或一个字。询问方式的主要缺点在于一旦CPU启动I/O设备，便不断查询I/O的准备情况，终止了原程序的执行。CPU在反复查询过程中，浪费了宝贵的CPU时间；另一方面，I/O准备就绪后，CPU参与数据的传送工作，此时CPU也不能执行原程序，可见CPU和I/O设备串行工作，使主机不能充分发挥效率，外围设备也不能得到合理使用，整个系统的效率很低。
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中断机构引入后，外围设备有了反映其状态的能力，仅当操作正常或异常结束时才中断中央处理机。实现了一定程度的并行操作，这叫程序中断方式。
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虽然程序中断方式消除了程序查询方式的忙式测试，提高了CPU资源的利用率，但是在响应中断请求后，必须停止现行程序转入中断处理程序并参与数据传输操作。如果I/O设备能直接与主存交换数据而不占用CPU，那么，CPU资源的利用率还可提高，这就出现了直接存储器存取（Direct Memory Access，DMA）方式。
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在DMA方式中，主存和I/O设备之间有一条数据通路，在主存和I/O设备之间成块传送数据过程中，不需要CPU干预，实际操作由DMA直接执行完成。
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目前，在小型、微型机中的快速设备均采用这种方式，DMA方式线路简单，价格低廉，但功能较差，不能满足复杂的I/O要求。因而，在中大型机中使用通道技术。
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通道方式是DMA方式的发展，它又进一步减少了CPU对I/O操作的干预，是对多个数据块，而不是仅仅一个数据块，及有关管理和控制的干预。同时，为了获得中央处理器和外围设备之间更高的并行工作能力，也为了让种类繁多，物理特性各异的外围设备能以标准的接口连接到系统中，计算机系统引入了自成独立体系的通道结构。通道的出现是现代计算机系统功能不断完善，性能不断提高的结果，是计算机技术的一个重要进步。
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通道又称输入输出处理器。它能完成主存储器和外围设备之间的信息传送，与中央处理器并行地执行操作。采用通道技术主要解决了输入输出操作的独立性和各部件工作的并行性。由通道管理和控制输入输出操作，大大减少了外围设备和中央处理器的逻辑联系。从而，把中央处理器从琐碎的输入输出操作中解放出来。
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