計算機組成原理第八章主要介紹輸入輸出系統，作為計算機系統的關鍵組成部分，它負責協調計算機與外部設備之間的數據交換。本章內容涵蓋輸入輸出系統的基本概念、工作原理、控制方式及常見應用，以下是慕課學習筆記的核心知識點
1. 輸入輸出系統概述
輸入輸出系統是計算機系統與外部環境交互的橋梁，包括輸入設備（如鍵盤、鼠標）和輸出設備（如顯示器、打印機）。其核心功能是數據傳輸、設備控制和錯誤處理。輸入輸出系統通過接口與CPU、內存協同工作，確保數據高效、可靠地流動。
2. 輸入輸出控制方式
常見的控制方式包括程序查詢方式、中斷方式和直接存儲器訪問方式。程序查詢方式由CPU主動輪詢設備狀態，效率較低；中斷方式允許設備在準備好時通知CPU，提高了系統響應性；直接存儲器訪問方式通過DMA控制器直接在設備和內存之間傳輸數據，減輕了CPU負擔，適用于大數據量場景。
3. 接口與總線
輸入輸出接口是連接CPU和外部設備的硬件組件，負責信號轉換、數據緩沖和協議處理。總線系統（如PCI、USB）則提供了設備間通信的通道。現代計算機常采用標準接口（如USB、HDMI）以支持設備兼容性和即插即用功能。
4. 輸入輸出軟件
軟件層面包括設備驅動程序、操作系統I/O管理模塊等。驅動程序負責將高級I/O請求轉換為硬件可識別的指令，而操作系統通過調度和緩存機制優化I/O性能，例如使用SPOOLing技術處理打印任務。
5. 計算機系統服務中的應用
輸入輸出系統在計算機系統服務中扮演重要角色，例如在網絡通信、文件存儲和用戶交互中確保數據及時處理。通過中斷和DMA技術，系統能夠實現多任務并行，提升整體效率。錯誤檢測與糾正機制（如奇偶校驗）保障了服務的可靠性。
輸入輸出系統是計算機高效運行的基礎，掌握其原理有助于理解計算機整體架構和優化系統性能。慕課學習建議結合實例（如鍵盤輸入流程或磁盤讀寫操作）加深理解，并關注新技術發展，如NVMe接口在存儲領域的應用。
