操作系统之IO设备详解

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操作系统之IO设备详解

一、I/O设备的概念和分类

一、I/O设备的基本概念和分类

二、什么是I/O设备

• “I/O” 就是”输入/输出“（Input/Output)
• I/O设备就是可以将数据输入到计算机，或者可以接收计算机输出数据的外设，属于计算机中的硬件部分。

三、I/O设备的分类–按使用特性

四、I/O设备的分类–按传输速率分类

五、I/O设备的分类–按信息交换的单位分类

六、知识回顾

二、I/O控制器

一、知识总览

二、I/O设备的机械部件

• I/O设备的机械部件主要用来执行具体I/O操作。
• 如我们看得见摸得着的鼠标/键盘的按钮；显示器的LED屏；移动硬盘的磁臂、磁盘盘面。
• I/O设备的电子部件通常以一块插入主板扩充槽的印刷电路板。

三、I/O设备的电子部件（I/O控制器）

• CPU无法直接控制I/O设备的机械部件，因此I/O设备还要有一个电子部件作为CPU和I/O设备机械部件之间的“中介”，用于实现CPU对设备的控制。
• 这个电子部件就是I/O控制器，又称设备控制器。CPU可控制I/O控制器，又由I/O控制器来控制设备的机械部件。
  

四、I/O控制器的组成

• 值得注意的小细节：
  • 一个I/O控制器可能会对应多个设备；
  • 数据寄存器、控制寄存器、状态寄存器可能有多个（如：每个控制/状态寄存器对应一个具体的设备），且这些寄存器都要有相应的地址，才能方便CPU操作。有的计算机会让这些寄存器占用内存地址的一部分，称为内存映像I/O；另一些计算机则采用I/O专用地址，即寄存器独立编址。

五、内存映像 I/O VS 寄存器独立编址

六、知识回顾

三、I/O控制方式

一、知识总览

• 需要注意的问题：
  • 完成一次读/写操作的流程
  • CPU干预的频率
  • 数据传送的单位
  • 数据的流向
  • 主要缺点和主要优点。

二、程序直接控制方式