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I/O控制方式是操作系统中的重要概念，它决定了CPU如何与输入输出设备进行协调工作。主要有四种控制方式：程序直接控制方式效率最低但最简单，中断驱动方式提高了CPU利用率，DMA方式实现了数据的直接传输，而通道控制方式则提供了最高的处理效率。这四种方式代表了I/O控制技术的发展历程。
程序直接控制方式是最基础的I/O控制方式。在这种方式下，CPU启动I/O操作后，会不断地轮询检查设备状态，直到操作完成。这种忙等待的方式虽然实现简单，但CPU利用率极低，通常只有百分之五左右。CPU在整个I/O期间都无法执行其他有用的工作，造成了严重的资源浪费。这种方式只适用于非常简单的系统或者调试阶段使用。
中断驱动I/O方式是对程序直接控制方式的重大改进。在这种方式下，CPU启动I/O操作后不再忙等，而是立即去执行其他任务。当I/O设备完成操作时，会向CPU发送中断信号。CPU接收到中断后，暂停当前任务，转去处理I/O中断，完成数据传输后再恢复原来的执行。这种方式大幅提高了CPU利用率，可以达到百分之八十左右，支持多任务并发执行，但CPU仍需要参与数据传输过程。
DMA直接存储器存取方式是I/O控制的重要进步。DMA控制器可以直接控制内存和I/O设备之间的数据传输，无需CPU参与具体的数据搬移过程。CPU只需要向DMA控制器设置传输参数，然后就可以执行其他任务。DMA有三种传输方式：停止CPU方式让DMA独占总线，周期挪用方式实现DMA与CPU交替访问内存，交替访问方式按固定时间片轮换。这种方式大大提高了数据传输效率，减轻了CPU负担。
通道控制方式是最先进的I/O控制方式。通道本质上是一个专门的处理器，具有自己的指令集和程序。CPU只需要向通道发送启动指令，通道就会执行预先编写的通道程序，完全接管所有I/O操作。通道可以同时控制多个I/O设备，支持复杂的操作序列。根据连接方式不同，通道分为选择通道、多路通道和数组多路通道三种类型。这种方式使CPU完全从I/O操作中解放出来，达到了最高的处理效率。