核心原理#

CPU通过循环执行状态查询指令，反复读取外设的状态寄存器：当外设未就绪时，CPU持续空等待；当外设完成数据准备或处于空闲状态时，CPU执行数据传输操作，传输完成后再次进入查询循环。

考研考点#

• 优缺点：硬件实现简单，无需额外专用硬件支持，但CPU大部分时间都在空转等待，资源利用率极低，仅适用于低速、小数据量传输的简单外设场景，如基础开关输入、LED指示灯控制等。
• 常考题型：选择题场景匹配题，判断指定外设适配的IO方式。

核心原理#

外设完成数据准备后，主动向CPU发送中断请求信号；CPU在当前指令周期结束后，暂停正在执行的主程序、保存当前上下文，转而去执行中断服务程序完成数据传输，传输完成后恢复主程序上下文并继续执行原任务。

考研考点#

• 标准流程：中断请求→中断判优→中断响应→中断服务→中断返回，其中中断判优包含硬件排队、软件查询两种实现方式。
• 优缺点：解决了程序轮询下CPU空等待的问题，CPU无需持续查询外设状态，仅在收到中断请求时才处理传输，适合中速外设场景，如键盘输入、串行通信接口数据传输等。
• 延伸考点：中断屏蔽、中断嵌套的原理，以及IO场景下的中断优先级配置规则。

核心原理#

由DMA控制器（DMAC）接管系统总线，直接在外设与内存之间完成数据块传输，全程无需CPU干预。仅在传输开始前由CPU初始化DMAC参数（包括传输方向、起始内存地址、总传输字节数），传输结束后DMAC向CPU发送中断信号，由CPU完成后续收尾工作。

考研考点#

• 典型工作方式：周期挪用（DMAC利用CPU空闲的总线周期完成数据传输，不打断CPU正常执行流程），此外还包含周期窃取、透明传输两种扩展模式。
• 优缺点：彻底解放CPU资源，传输效率拉满，适配高速、大数据量批量传输场景，如磁盘读写、网卡批量数据接收等。
• 常考题型：简答题对比三种IO方式的核心差异，选择题考查DMA适用场景与完整工作流程。