1、常见输入输出设备

1.1、字符输入设备

键盘（薄膜键盘、机械键盘）

1.2、图形输入设备

鼠标、数位板（输入板，压感笔，用于绘图设计创作）、扫描仪（将图形信息转换为数字信号）

1.3、图像输出设备

显示器、打印机、投影仪

2、输入输出接口的通用设计

2.1、输入输出接口需要完成的工作

读取数据功能
向设备发送数据
设备有没有被占用（被占用如何处理?未被占用又如何处理）
设备是否已经连接
设备是否已经启动

2.2、接口通用线的分类

数据线、命令线、状态线、设备选择线

数据线

IO设备与主机之间进行数据交换的传输线，根据io设备不同分为单向传输数据线和双向传输数据线

命令线

CPU或者主机向IO设备发送命令的信号线，如发送读写信号、发送启动停止信号
例：需要读取某一个区域的信息，CPU通过命令线向硬盘发出读的信号
例：主机中的光驱就是通过命令线向光驱发送启动和停止的信号来启动和停止光驱的马达的

状态线

IO设备状态向主机报告的信号线
主机查询设备是否已经正常连接并就绪
查询设备是否已经被别的进程占用

设备选择线

主机选择IO设备进行操作的信号线
对连在总线上的设备进行选择
例：
USB总线中连接了三个U盘，计算机需要对某个U盘进行读写操作时，通过设备选择线来选择具体的U盘进行操作

3、CPU与IO设备的通信

CPU速度与IO设备速度是不一致的，CPU设备比IO设备快十倍百倍以上，所以CPU与IO设备通信是采用程序中断和DMA两种方式来进行的

3.1、程序中断

当外围IO设备就绪时向CPU发送中断信号，CPU内部有专门的电路响应中断信号。CPU收到中断信号时，会暂停当前工作转为处理外围IO设备的工作，等外围IO设备的事件处理完成后，CPU就会重新加载之前的工作继续进行。

程序中断使CPU在高速运转的同时，兼顾低速设备的响应

如上图：程序中断流程如下
1、cpu在某一时刻执行主程序，此时打印机是待机状态
2、接着在某一个时刻，cpu向打印机发出启动打印机的信号，发送信号后cpu继续执行主程序
3、打印机在收到启动信号后就会进行准备工作
4、打印机准备完成后，向cpu发出中断信号
5、cpu得到中断信号后，响应中断（响应不是立即发生的，可能会延时）
6、cpu响应中断后，就会执行发送数据的操作，同时打印机也会进行接收数据的操作
7、接着在某一时刻cpu发送完成了，cpu就会进行中断返回，继续执行前面执行的主程序，同时打印机也会开始打印数据

简单总结程序中断的方法：

程序中断提供了低速设备通知cpu的一种异步的方式，这个方式就是低速设备发出一个中断，然后让cpu来响应这个中断

3.2、DMA（直接存储器访问）

虽然通过程序中断可以使CPU在高速运转的同时兼顾低速设备的响应，但是在这里如果频繁打断CPU并不是很好的方法，因为这样会降低CPU的使用效率，而DMA（直接存储器访问）工作时不需要CPU的参与

DMA是一个硬件设备

DMA直接连接主存与IO设备
DMA工作时不需要CPU的参与

因为有DMA这个设备，所以当主存与IO设备交换信息时，就不需要中断CPU了，因为有DMA设备，就可以处理主存与IO设备的信息交换操作，可以大大提高CPU的效率。

一下设备中都有DMA设备：

硬盘
外置显卡

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