编程必备基础知识|计算机组成原理篇(10)：输入输出设备

计算机基础方面的知识，对于一些非科班出身的同学来讲，一直是他们心中的痛，而对于科班出身的同学，很多同学在工作之后，也意识到自身所学知识的不足与欠缺，想回头补补基础知识。关于计算机基础的课程很多，内容繁杂，但无论是相关书籍还是大学课程，都有点脱离工作。特别地，计算机基础知识体系庞杂，想要从零学习或者复习都耗时耗力。

有鉴于此，本系列文章将带你更快的补足编程必备基础知识，涵盖计算机领域三大基础知识：计算机组成原理、操作系统、计算机网络，这些都是大学计算机课程里面最重要的内容。文章对这些内容做了提炼和总结，摒弃了作为程序员不需要掌握的知识。

目的是：

• 帮助大家形成计算机知识的结构体系
• 帮助大家理解计算机底层原理
• 帮助大家在工作实践中借鉴其中的优秀设计

本篇是计算机组成原理之计算机的输入输出设备

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输入输出设备

输入输出设备，也称为IO设备，是计算机的关键外部设备之一，可以和计算机本体进行交互使用，起到了人与机器交互的作用。

输入设备，是向计算机输入数据和信息的设备，用于把原始数据和处理这些数据的程序输入到计算机中，常见的有键盘、鼠标、摄像头、扫描仪、光笔、手写输入板、语音输入装置等。计算机能够接收各种各样的数据，既可以是数值型的数据，也可以是各种非数值型的数据，如图形、图像、声音等都可以通过不同类型的输入设备输入到计算机中，进行存储、处理和输出。

输出设备，是把计算或处理的结果或中间结果以人能识别的各种形式，如数字、符号、字母等表示出来，常见的有显示器、打印机、影像输出系统、语音输出系统、磁记录设备等。显示器是计算机必不可少的一种图文输出设备，它的作用是将数字信号转换为光信号，使文字与图形在屏幕上显示出来；打印机也是PC机上的一种主要输出设备，它把程序、数据、字符图形打印在纸上。

CPU与IO设备的通信方法

两种方法：程序中断、DMA（直接存储器访问）。

程序中断

当外围IO设备就绪时，就会向CPU发出中断信号，CPU内部有专门的电路来响应中断信号，当CPU接收到中断信号时，就会暂停手上的工作，转而处理外围IO设备的工作，等外围IO设备的任务处理完成后，CPU才会继续原来的工作。

程序中断提供了低速设备通知CPU的一种异步的方式，这样，CPU可以在高速运转的同时兼顾低速设备的响应。然而，频繁地打断CPU的工作并不是一个很好的方法，这样会降低CPU的使用效率。

DMA（直接存储器访问）

DMA，也是一个硬件设备，它直接连接主存和IO设备，工作时不需要CPU的参与。当主存与IO设备交换信息时，不需要中断CPU，可以提高CPU的使用效率。

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