基本的输入/输出方式

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在计算机系统中,计算机如何与打印机、鼠标、显示器等设备进行访问的方式,我们就称为输入/输出方式。计算机与外设之间的输入/输出方式有4种。

基本概念

在计算机中,主存与外设之间的输入输出方式有4种:无条件传送方式、查询方式、中断方式和直接存储器存储方式。通俗地讲,基本的输入/输出就是一个与外部交流的过程。

  1. 无条件传送方式:用于控制一些简单的、随时都准备好的外设,即CPU可以随时读出他们的数据或它们随时可以接收CPU的数据。
  2. 查询方式:在这种方式下,CPU要不断查询外设的状态,设备“准备好”才开始数据的传送。
  3. 中断方式:外设主动发出请求,CPU接到请求若允许则暂停正在进行的工作去为外设服务,并在做完与外设相关的工作后,回到原来停下的位置。
  4. 直接存储器存储方式:外设不通过CPU来进行数据的交换,而是由一个特殊的硬件电路来控制存储器来直接与其进行数据传送,这个硬件叫做DMA控制器。

应用范围

人与人之间的交流、人与设备之间的交流、设备与设备之间的通信,都可以用到输入/输出方式。

应用案例

应用1 –作业批改

案例:老师布置了一份作业,现老师要批改作业,则这个过程中我们可以用来解释上述几种输入输出方式:

  1. 作业很简单,老师才布置下去同学们就立刻都写好了,这时老师可以批改任意一个同学的作业;这个过程中,同学们就相当于一个个外设,作业做好了相当于准备好的状态,老师就相当于CPU来,这个过程相当于无条件传送方式;
  2. 在同学们做作业的过程中,老师一直不停地问作业做完了吗,一直在等待批改同学们的作业,这个过程老师相当于CPU一直在查询相当于外设的同学们准备好了吗(作业做完了吗),这就是一个查询方式的过程;
  3. 老师不再主动问同学们的作业情况,而是同学们有做完的主动交给老师,请老师批改;老师收到作业批改的请求后,先看当下能不能改,如果可以就先停下手里的事批改作业,批改完后就继续做之前的事;这个过程就相当于中断方式。
  4. 老师不再批改作业,而是请了一个助教,当布置了作业的时候把作业批改应该注意的事项告诉助教,之后就让助教批改作业;助教批改完后再把作业情况汇报老师即可。这个过程就相当于一个直接存储器存取的方式,其中的助教就相当于DMA控制器。

应用2-人才招聘

案例:公司里要招聘一批人才,现在公司在招聘过程中有4种情况:

  1. 其中一部分人已确定愿意到公司来,公司发出聘书就来上任,这个过程相当于无条件传送方式;
  2. 其中的几个人才很难得,公司不想放过这个机会,一直询问等待他们的答复,这就是一个查询方式的过程;
  3. 公司与其中几个人约定好,等他们想好了主动联系公司,这个过程就相当于中断方式;
  4. 公司不再负责具体的招聘流程,委托给猎头公司并说明具体要求,猎头公司招到人后再把结果汇报公司,这个过程就相当于一个直接存储器存取的方式。

可以体现的计算思维

输入输出方式是人与人之间的交流、人与设备之间的交流、设备与设备之间的通信方式,体现了计算机科学中的调度思维。