IO簡介
IO就是Input和Output的簡稱，也就是輸入輸出，主要包括磁盤IO、網路IO、鍵盤輸入，顯示幕輸出、USB等操作，
輸入是從IO設備輸入到記憶體中，輸出是從記憶體中輸出到IO設備中，
IO控制器
CPU不會直接控制IO設備，而是通過IO控制器間接的控制IO設備，因為市面上有各種各樣的IO設備，操作方式都不太一樣，CPU無法直接控制IO設備，所以引入了IO控制器，也叫做設備控制器來間接控制IO設備，
IO控制器作為CPU和IO設備的中介，通過地址總線、控制總線與CPU相連，有以下作用：
1、資料緩沖
CPU和記憶體等速度都非常快，IO設備的速度比較慢，所以IO控制器設立緩沖區，
當輸出的時候，CPU將資料放到IO控制器中的資料暫存器中，然后就可以去忙其他作業了，IO設備可以慢慢的從IO控制器中的資料暫存器中拿資料然后輸出，
當輸入的時候，IO設備先將輸入的資訊放到IO控制器中的資料暫存器中，等到攢到一定數量或者輸入完成后，CPU一次性將資料拿走，提高了CPU的運行效率，
2、IO設別狀態識別
IO控制器會識別IO設備的作業狀態，將作業狀態保存到狀態暫存器中，供CPU查用，
3、控制IO設備
控制IO設備的讀取和寫入，定時等控制信號，
IO分類
IO主要分為以下4類：程式查詢方式、中斷方式、DMA、通道，這四類效率依次是變高的，
我們接下來挨個仔細分析一下，
1、程式查詢方式
讀取資料時，CPU從設備控制器的狀態暫存器中查詢設備是否可用，如果不可用就一直輪詢查詢，直到可用為止，如果可用就發送讀取信號，然后輪詢查詢資料是否準備號，如果準備好就從資料暫存器中讀取資料到CPU中，然后將資料從CPU轉移到記憶體中，
寫資料時，CPU也是輪詢查看設備是否可用，如果可用就將資料從CPU寫入到資料暫存器中，
缺點： 程式查詢方式，CPU需要不斷的查詢，白白浪費了CPU資源，CPU利用率低，
2、中斷驅動
中斷驅動是對程式查詢的改進，中斷的意思就是CPU是可以被打斷的，硬體可以向CPU發送中斷命令，然后CPU會執行對應的中斷程式，
當CPU請求IO時，就直接發送IO讀取的相關命令，如果當前設備正被占用，就排隊，然后IO設備器會對依次對佇列中的進行處理，處理完成后就發出中斷命令，打斷CPU原本的操作，轉而去執行中斷程式，比如將資料從資料暫存器轉到CPU，然后從CPU轉到記憶體中，
優點： 在IO的時候，CPU可以處理其他執行緒的作業，CPU的利用效率提高了
缺點： 在IO完成后，還是需要CPU將資料轉移到記憶體中，還是會占用一定的CPU，
3、DMA
DMA全稱為Direct Memory Access，也叫做直接存盤器訪問，DMA可以直接與記憶體相連，也就是說IO設備可以直接與記憶體交換資料，不要CPU的中轉了，
相較于中斷驅動，DMA有了以下改進：
1、以塊為單位進行傳送
2、記憶體和IO設備可以直接傳遞，不需要CPU的中轉，
3、CPU只需要在開始的時候發出CPU指令，在結束的時候DMA會發出中斷，CPU執行相關的中斷程式就行了，
優點： CPU只需要在開始的時候，指定從記憶體和IO設備中的哪些位置進行讀寫，進一步增加了CPU的利用率，
缺點： DMA可以一次性讀取多個塊，但是在記憶體和IO設備中必須是連續的，
如果牽扯到讀寫離散的塊，CPU必須發出多個IO指令，
4、通道
通道是一種硬體，自己就可以執行IO命令，相當于一個削弱版的小CPU，執行的指令單一，
通道可以執行IO指令，CPU只需要將相關的IO指令發送給通道控制器就可以了，通道會執行IO指令，完成對應的傳輸，
相較于DMA，DMA實作固定的資料傳送，而通道擁有著自己的指令和程式，具有更強的IO處理能力，
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