输入输出技术

I/O 编址方式

对比	独立编址（I/O 映射）	统一编址（内存映射）
地址空间	内存+I/O 两个独立空间	统一地址空间
指令	专用 I/O 指令（IN/OUT）	通用内存访问指令
优点	易辨认、互不干扰	指令丰富灵活
缺点	指令功能有限	内存地址不连续
典型	Intel x86	ARM、嵌入式

数据交互三种方式

方式	CPU 参与度	效率	机制
程序查询	全程参与	最低	CPU 主动轮询设备状态
程序中断	传输后处理	中	设备就绪后主动通知CPU
DMA	仅初始化	最高	DMA 控制器接管总线，直接设备↔内存

中断 vs DMA 响应时机：

• CPU 响应中断请求：在一条指令执行结束时
• CPU 响应DMA请求：在一个总线周期结束后

DMA 方式数据传输整个过程由 DMA 控制器完成，不需要 CPU 执行程序指令来传送数据。

总线

总线结构

层级	作用域	关键特征
内部总线（片内）	芯片内部	高带宽、低延迟、不对外开放
系统总线（板级）	主板+扩展槽	决定内存最大容量，三总线并行
外部总线（设备级）	机箱外设	热插拔、即插即用

系统总线"三驾马车"：

总线	方向	作用
数据总线	双向	传输数据，宽度 = 字长倍数
地址总线	单向	传输地址，宽度决定寻址空间
控制总线	—	传输控制信号（读/写/中断/时钟等）

串行总线 vs 并行总线

🎯 一句话结论：并行总线适合短距离高速传输，串行总线适合长距离；PCI 是并行总线，USB/SATA/RapidIO/PCIe 是串行总线。

对比	串行总线	并行总线
传输方式	逐位（bit）串行发送	多根数据线同时发送多位
代表接口	USB, SATA, RS-232, RapidIO, PCIe	PCI, IDE(PATA), LPT
传输距离	适宜长距离	适宜短距离
信号同步	嵌入时钟或异步	需同时到达，高频难度大
波特率	初始化时预定义，使用中不变	—

⚠️ 易混淆：PCI ≠ PCIe。PCI 是并行总线，PCI Express (PCIe) 是串行总线。考题常把 PCI 混入"以下属于串行总线的是"选项中。

串行总线波特率

🎯 一句话结论：串行总线波特率在总线初始化时预先定义，使用中不可改变。

• 波特率（Baud Rate）= 每秒传输的信号单元数（不同于比特率）
• 常见标准波特率：9600, 19200, 38400, 115200 等
• 并非所有串行总线都是全双工（I²C 是半双工/同步串行）
• 数据正确性依赖校验码（奇偶校验、CRC）而非仅靠纠错码