基本上原文照搬过来吧。主要是原文排版太乱。不利于传播。 　　随着计算机技术的发展，I/O控制方式也在不断地发展。I/O控制的发展经历了以下四个阶段：

　　一.程序I/O控制方式

　　在早期的计算机系统中，由于无中断机构，处理机对I/O设备的控制，采取程序I/O方式（Programmed I/O方式）。在程序I/O方式中，由于CPU的高速性和I/O设备的低速性，致使CPU 的绝大部分时间都处于等待I/O设备完成数据I/O的循环测试中，造成对CPU的极大浪费。在该方式中，CPU之所以要不断地测试I/O设备的状态，就是因为在CPU中无中断机构，使 I/O设备无法向CPU报告它已完成了一个字符的输入操作。如下图所示：

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　　程序I/O方式又称忙–等待方式，即在处理机向设备控制器发出一条I/O指令启动输入设备、输出数据时，要同时把状态寄存器中的忙/闲标志busy置为1，然后便不断地循环测试busy。当busy=1时，表示输入机尚未输完一个字（符），处理机应继续对busy进行测试；直至busy=0，表明输入机已将输入数据送入控制器的数据寄存器中，于是处理机将数据寄存器中的数据取出，送入内存指定单元中，接着，再启动去读下一个数据，并置busy=1。 △ 此方式造成对CPU的极大浪费。

　　二.中断驱动I/O控制方式

　　在现代计算机系统中，对I/O设备的控制，广泛采用中断驱动（Interrupt—Driven）方式。在I/O设备输入每个数据的过程中，由于无须CPU干预，因而可使CPU与I/O设备并行工作。仅当输完一个数据时，才需CPU花费极短的时间去做些中断处理。可见，这样可使CPU和I/O设备都处于忙碌状态，从而提高了整个系统的资源利用率及吞吐量。如下图所示：

　　图2

　　当某进程要启动某个I/O设备工作时，便由CPU向相应的设备控制器发出一条I/O命令，然后立即返回继续执行原来的任务。设备控制器便按照该命令的要求去控制I/O设备。此时，CPU与I/O设备并行操作。　 例如，从终端输入一个字符的时间约为 100ms ， 而将字符送入终端缓冲区的时间小于 0.1ms 。 若采用程序 I/O 方式， CPU 约有 99.9ms 的 时间处于忙 — 等待中。 采用中断驱动方式后， CPU 可利用这 99.9 ms 的时间去做其它事情，而仅用 0.1 ms 的时间来处理由控制器发来的中 断请求 。 可见，中断驱动方式可以成百倍地提高 CPU 的利用率。△ 中断驱动方式可以成百倍地提高CPU的利用率。

　　三.直接存储器访问DMA控制方式

　　–>DMA控制方式的引入

　　虽然中断驱动I/O比程序I/O方式更有效，但它是以字（节）为单位进行I/O的，若将这种方式用于块设备的I/O，显然将会是极其低效的。为了进一步减少CPU对I/O的干预，而引入了直接存储器访问（Direct Memory Access）方式。如下图：

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　　此方式的特点是： 　　数据传输的基本单位是数据块；所传输的数据是从设备直接送入内存的,或者相反；整块数据的传送是在控制器的控制下完成的；

　　可见，DMA方式较之中断驱动方式，又是成百倍地减少了CPU对I/O的干预，进一步提高了CPU与I/O设备的并行操作程度。

　　–>DMA控制器的组成

　　DMA控制器由三部分组成，如下图：

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　　主机与DMA控制器的接口；DMA控制器与块设备的接口；I/O控制逻辑；

　　为了实现控制器与主机之间成块数据的直接交换，必须在DMA控制器中设四类寄存器，如上图

　　命令/状态寄存器；内存地址寄存器MAR；数据寄存器DR；数据计数器DC；

　　–>DMA工作过程

　　DMA的工作过程如下图：

　　图5 　　 　　四.I/O通道控制方式

　　–>I/O通道控制方式的引入

　　I/O通道方式是DMA方式的发展，它可进一步减少CPU的干预，即把对一个数据块的读（或写）为单位的干预，减少为对一组数据块的读（或写）及有关的控制和管理为单位的干预。同时，又可实现CPU、通道和I/O设备三者的并行工作，从而更有效的提高了整个系统的资源利用率。

　　–>通道程序

　　通道是通过执行通道程序，并与设备控制器来共同实现对I/O设备的控制的。通道程序是由一系列的通道指令（或称通道命令）所构成。通道指令与一般的机器指令不同，在它的每条指令中包含下列诸信息：

　　操作码—-它规定了指令所执行的操作；内存地址;计数—-表明本条指令所要读（或写）数据的字节数；通道程序结束位P;记录结束标志位R

　 有几种I/O控制方式？各有何特点？

　　答：I/O控制方式有四种：程序直接控制方式、中断控制方式、DMA方式和通道控制方式。

　　（1） 程序直接控制方式：优点是控制简单，不需要多少硬件支持。但CPU和外设只能串行工作，且CPU的大部分时间处于循环测试状态，使CPU的利用率大大降低，因此该方式只适用于那些CPU执行速度较慢且外设较少的系统。

　　（2） 中断处理方式：优点是能实现CPU与外设间的并行操作，CPU的利用率较程序直接控制方式大大提高。由于在一次数据传送过程中CPU通常以字节为单位进行干预，中断次数较多而耗去大量的CPU时间。

　　（3） DMA方式：与中断方式相比，DMA方式是在一批数据传送完成后中断CPU，从而大大减少CPU进行中断处理的次数，且DMA方式下的数据传送实在DMA控制下完成的。但DMA方式仍有一定的局限，如对外设的管理和某些操作仍由CPU控制，多个DMA控制器的使用也不经济。

　　（4） 通道控制方式：CPU只需发出I/O指令，通道完成相应的I/O操作，并在操作结束时向CPU发出中断信号；同时一个通道还能控制多台外设。但是通道价格较高，从经济角度出发不宜过多使用。

参考： http://oa.gdut.edu.cn/os/multimedia/oscai/chapter5/pages/ch52.htm