編程必備基礎知識|計算機組成原理篇(10)：輸入輸出設備

計算機基礎方面的知識，對於一些非科班出身的同窗來說，一直是他們心中的痛，而對於科班出身的同窗，不少同窗在工做以後，也意識到自身所學知識的不足與欠缺，想回頭補補基礎知識。關於計算機基礎的課程不少，內容繁雜，但不管是相關書籍仍是大學課程，都有點脫離工做。特別地，計算機基礎知識體系龐雜，想要從零學習或者複習都耗時耗力。

有鑑於此，本系列文章將帶你更快的補足編程必備基礎知識，涵蓋計算機領域三大基礎知識：計算機組成原理、操做系統、計算機網絡，這些都是大學計算機課程裏面最重要的內容。文章對這些內容作了提煉和總結，摒棄了做爲程序員不須要掌握的知識。

目的是：

• 幫助你們造成計算機知識的結構體系
• 幫助你們理解計算機底層原理
• 幫助你們在工做實踐中借鑑其中的優秀設計

本篇是計算機組成原理之計算機的輸入輸出設備

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輸入輸出設備

輸入輸出設備，也稱爲IO設備，是計算機的關鍵外部設備之一，能夠和計算機本體進行交互使用，起到了人與機器交互的做用。

輸入設備，是向計算機輸入數據和信息的設備，用於把原始數據和處理這些數據的程序輸入到計算機中，常見的有鍵盤、鼠標、攝像頭、掃描儀、光筆、手寫輸入板、語音輸入裝置等。計算機可以接收各類各樣的數據，既能夠是數值型的數據，也能夠是各類非數值型的數據，如圖形、圖像、聲音等均可以經過不一樣類型的輸入設備輸入到計算機中，進行存儲、處理和輸出。

輸出設備，是把計算或處理的結果或中間結果以人能識別的各類形式，如數字、符號、字母等表示出來，常見的有顯示器、打印機、影像輸出系統、語音輸出系統、磁記錄設備等。顯示器是計算機必不可少的一種圖文輸出設備，它的做用是將數字信號轉換爲光信號，使文字與圖形在屏幕上顯示出來；打印機也是PC機上的一種主要輸出設備，它把程序、數據、字符圖形打印在紙上。

CPU與IO設備的通訊方法

兩種方法：程序中斷、DMA（直接存儲器訪問）。

程序中斷

當外圍IO設備就緒時，就會向CPU發出中斷信號，CPU內部有專門的電路來響應中斷信號，當CPU接收到中斷信號時，就會暫停手上的工做，轉而處理外圍IO設備的工做，等外圍IO設備的任務處理完成後，CPU纔會繼續原來的工做。

程序中斷提供了低速設備通知CPU的一種異步的方式，這樣，CPU能夠在高速運轉的同時兼顧低速設備的響應。然而，頻繁地打斷CPU的工做並非一個很好的方法，這樣會下降CPU的使用效率。

DMA（直接存儲器訪問）

DMA，也是一個硬件設備，它直接鏈接主存和IO設備，工做時不須要CPU的參與。當主存與IO設備交換信息時，不須要中斷CPU，能夠提升CPU的使用效率。