输入输出系统

1.概述（What）

（1）输入系统：用来向系统输入信息，即向MEM中导入信息。
（2）输出系统：用来从系统向外部输出信息，即从MEM中导出信息。

2.结构（How）

2.1组成方式

输入输出系统可以分为I/O软件和I/O硬件两部分组成。
（1）I/O软件：主要指I/O指令。
（2）I/O硬件：一般带有接口的I/O系统中，一般包括接口模块及I/O设备两大部分。

2.2联系方式

（1）CPU如何对I/O设备编址？----对I/O设备进行编址
（2）如何寻找I/O设备号？----由I/O指令中的设备码字段直接指出该设备的设备号
（3）信息传送是逐位串行还是多位并行？----由接口电路决定
（4）I/O设备与主机以什么方式进行联络，使彼此知道对方处于何种状态？----是否可以传送，传送开始结束
（5）I/O与主机如何连接----总线式和辐射式（每个设备一组信号线和数据线）

2.3信息传送的控制方式

（1）程序查询方式
通过软件实现，即CPU通过程序不断查询I/O设备是否已经做好准备，如果设备准备就绪，那么就CPU从I/O接口中读取或写入数据，再由CPU送入MEM。
（2）中断方式
通过硬件实现，即CPU启动I/O设备后，继续执行自身程序，当I/O设备准备后，向CPU发出中断请求，CPU从现有程序转入执行中断程序，从I/O接口读入或写入数据，再由CPU存入MEM.
在中断方式中，CPU和I/O准备时期中，可以同步运行，提高了CPU的使用效率。缺点是仍需要通过CPU将数据存入MEM中，会消耗一定的CPU周期。
（3）DMA方式
在DMA方式中，数据直接由I/O接口存入MEM中，不需要调用中断程序，更少占用CPU周期。

在IO传递数据的过程中，存在两个时间差：（1）CPU通知IO设备启动，IO把数据准备好。（2）IO把数据准备好，靠CPU把数据转移到内存或者加入硬件设备（如寄存器保存起始位置，字节数，数据缓存，控制逻辑等）将数据传送到内存。