中断驱动I/O控制：并行操作与CPU利用提升

本篇文档主要介绍的是设备管理课程中的I/O控制方式，特别是中断驱动I/O控制方式。中断驱动I/O控制方式是计算机系统中一种重要的设备管理策略，它的工作原理是当CPU启动设备执行任务后，CPU会继续执行其他程序，而不会等待设备操作完成。当设备完成工作时，它会通过中断机制向CPU发送信号，请求CPU暂停当前执行的指令，转而去处理中断请求。这样，CPU和设备可以在一定程度上实现并行操作，提高了系统的效率。 中断驱动方式的优点在于可以释放CPU的时间，使得CPU可以处理更多的任务。然而，其缺点也很明显。由于每次设备传输数据都需要CPU响应中断，当设备数量众多时，CPU可能会频繁地被I/O操作打断，导致CPU的利用率并未得到最优。这在设备密集型应用中可能导致性能瓶颈，尤其是在高并发环境下。 文档还详细讨论了I/O系统的基本构成，包括CPU、存储器、各种类型的I/O设备（如低速、中速和高速设备，以及字符设备和块设备）、设备控制器、设备与控制器间的接口等。设备控制器是关键组件，负责控制设备和CPU之间的数据交换，而I/O设备与控制器间的接口则涉及缓冲转换器、控制逻辑等硬件结构。 此外，文档介绍了设备的分类，如按传输速率、信息组织方式和可共享性划分，以及设备控制器的主要职责。这些内容有助于理解设备管理的复杂性和对系统整体性能的影响。 总结来说，中断驱动I/O控制方式是设备管理的重要部分，它在提高系统效率的同时也存在潜在的性能问题。理解这些控制方式和I/O系统的构成对于优化设备管理和提升系统性能至关重要。