程序中断I/O控制方式-操作系统原理中的关键I/O控制方式

程序中断I/O控制方式也称中断处理方式。由于循环测试I/O方式中的外设是被动控制对象，因此CPU需要对其进行连续监控。计算机系统引入中断技术后可以增加I/O设备的主动性，即每当设备完成I/O操作时就以中断请求方式主动向CPU汇报，同时CPU内部也增加了检测中断和自动响应中断的功能，于是产生了新的I/O控制方式，即中断I/O控制方式。CPU在启动I/O设备之后可以转去执行其他程序，仅在接到I/O中断请求时再花费极少时间来处理该中断。如从键盘上输入一个字符的时间约需100ms，将字符从设备控制器送入内存键盘缓冲区的时间小于0.1ms。若采用程序直接I/O控制方式，则CPU有99.9ms处于循环等待之中；而采用中断处理方式，CPU仅需花0.1ms时间来处理I/O设备发出的中断请求，其余99.9ms时间可以去做其他事情。

中断I/O控制方式在一定程度上实现了CPU与外设并行，同时还可以实现多台外设之间的并行，从而提高了计算机系统的工作效率。即有了中断的硬件支持，CPU和I/O设备之间可以并行工作，CPU不再需要循环测试，而I/O设备则自行传输数据。当一个单位（字或字节）的数据传输结束时，I/O设备（控制器）再向CPU发出中断，CPU接到中断后进行相应的处理，如果数据还未传输完毕则按照上述过程继续传输数据。(www.xing528.com)

在中断I/O控制方式中，设备的工作在很大程度上仍依赖于CPU的直接控制，设备每传输一个单位（字或字节）的数据，CPU都要对其进行一次中断处理，即需要进行保护现场、提取数据、恢复现场等操作，这些操作仍然要占用CPU的时间。若系统支持的I/O设备很多，则CPU将陷入繁忙的I/O事务处理中。尤其对高速的块设备，如光盘、磁盘和磁带等数据交换是成批进行的，且单位数据之间的传送间隔时间较短，采用中断处理方式就有可能造成数据丢失。这种频繁的处理I/O中断，就是中断I/O控制方式的不足。