计算机组成：通道方式比较

"这篇资料主要讨论了计算机组成中的输入输出(I/O)系统，特别是外设与输入输出方式，包括程序查询、程序中断、DMA和通道方式。重点讲述了通道方式的异同点，尤其是数组多路通道、选择通道和字节多路通道在传输单位上的区别。" 在计算机系统中，输入输出系统(I/O系统)扮演着至关重要的角色，因为它负责主机与外部设备之间的数据交互。I/O系统包括硬件设备如I/O接口、外存储器以及相关的软件支持。系统的性能、兼容性和可扩展性很大程度上取决于I/O系统的设计。 外围设备，即输入输出设备，是计算机与外部世界交流的桥梁。输入设备将各种形式的信息转化为计算机可理解的编码，并存储在内存中；而输出设备则将计算机处理的结果以人类可读的形式展现出来。这些设备通常由存储介质、驱动装置和控制电路三部分构成，各自承担数据的存储、移动和传输任务。 I/O设备的特性包括其行为（读、写或存储）、连接端（输入/输出，人机交互）和数据速率（设备的最大传输能力）。评估I/O性能时，我们关注吞吐量、I/O带宽、响应时间和设备的可靠性、成本等因素。响应时间尤其重要，特别是在高负载和实时应用中，需要同时保证高吞吐量和快速响应。 在I/O操作的方式上，程序查询方式是最基础的，但效率较低；程序中断方式提高了CPU的利用率，允许在I/O操作期间执行其他任务；DMA（直接存储器访问）方式允许数据直接在设备和内存间传输，减少了CPU的参与；而通道方式则进一步提升了I/O效率，通过专门的通道控制器管理多个I/O操作，降低了CPU的负担。 通道方式主要有三种：数组多路通道、选择通道和字节多路通道。它们之间的主要差异在于传输单位。数组多路通道和选择通道以数据块为单位进行传输，适合大量数据的批量处理；而字节多路通道则以字节为单位，适合连续的小规模数据传输，例如字符流。 总结来说，理解计算机组成中的I/O系统和不同输入输出方式的原理及其优缺点，对于优化系统性能、设计高效的应用程序至关重要。在实际应用中，需要根据具体需求选择合适的I/O策略，以实现最佳的系统性能和用户体验。