輸入輸出控制系統

輸入輸出控制系統對計算機的外部輸入輸出設備實施控制，I/O設備和輔助存儲器與處理器和主存儲器之間的數據交換也必須通過控制系統，其功能主要是發送設備控制命令、檢測外部設備狀態和控制數據的輸入輸出。控制系統包括與輸入輸出有關的軟、硬件和I/O設備控制器等。 ^[2] 

隨着計算機設備接口程序的增加，輸入輸出控制也就變得越來越複雜。如果過分複雜的話，設備接口程序和主程序的接口程序就會變得難於處理。因而，在這裏有必要進一步研究一下主程序，以便從幾個主程序的接口程序中，取出其通用部分，作為主程序的通用接口程序。這樣一來，主程序與接口程序就變得容易處理多了。最常用的主程序的接1：3程序(即輸入輸出控制程序)有輸入輸出的錯誤處理，數據輸入輸出文件的登記、刪除、文件結構的控制和自動編輯等程序．使用這些程序對主程序來説，是極其方便的。 ^[3] 

它通常用在輸入輸出設備的動作速度和計算機速度之間匹配，或者為了提高程序的柔性而設置緩衝，並通過它將輸入輸出設備和CPU聯繫起來。為了更有效地使用輸入輸出設備和計算機，最好能熟練地使用中斷功能。 ^[4] 

隨着計算機系統組織結構的發展，輸入輸出控制方式有程序控制輸入輸出方式、中斷方式、直接存儲器存取控制方式、通道控制方式和輸入輸出處理機控制方式。這些不同輸入輸出方式，都是本着追求輸入輸出操作和中央處理器操作的更大並行性、輸入輸出控制的更大獨立性、外圍設備連接的更大方便性為目標的。 ^[1] 

由中央處理器通過程序，直接控制外圍設備及全部輸入輸出操作。按這種方式控制時，輸入輸出操作與中央處理器操作是完全串行的，很慢的輸入輸出操作要佔用大量的中央處理器時間，使中央處理器的效率降低。 ^[1] 

外圍設備發出中斷請求，計算機執行完成現行指令後，響應中斷，暫停主程序，轉入中斷服務程序，控制外圍設備的輸入輸出操作。操作結束後，中斷服務程序返回主程序，使主程序繼續運行。 ^[1] 

簡稱直接存取方式(DMA)。外圍設備和主存儲器直接相連，輸入輸出數據不經過中央處理器而直接進出主存儲器，中央處理器只控制外圍設備的起動和狀態檢測等操作，不控制數據的輸入輸出傳送。DMA控制器挪用主存儲器週期，控制數據輸入輸出。這種控制方式的關鍵部件是DMA控制器，它包括DMA控制器和設備控制器等，這種輸入輸出控制方式適用於設備速度較快，設備數量不多的情況，例如磁盤機、磁帶機等。 ^[1] 

輸入輸出通道簡稱通道，是把外圍設備和主存儲器連接起來的數據通路，負責數據的輸入輸出傳送控制。通道控制當然也是一種直接存取控制方式，但其功能要比一般的DMA功能強。因為通道有自己的指令系統、狀態字和程序。通道程序雖然存儲在主存儲器中，但是在通道中運行的，通道通過運行通道程序來實現對外圍設備及輸入輸出的控制。通道控制方式的輸入輸出控制系統由通道和外圍設備控制器組成。 ^[1] 

用一台專門的處理機來取代通道，實現對外圍設備及輸入輸出的控制。輸入輸出處理機控制系統由外圍設備處理機和設備控制器組成。由於處理機不僅有功能更豐富的指令系統，而且有一定的存儲容量，所以它的功能比通道控制方式強。外圍處理機控制方式的組成結構見輸入輸出處理機。 ^[1]