上篇博客介紹了存儲器管理的相關知識——我的操作系統復習——存儲器管理，本篇講設備管理中的I/O控制方式和操作系統中的系統調用。
一、I/O控制方式
I/O就是輸入輸出，I/O設備指的是輸入輸出設備和存儲設備。I/O控制方式值得就是CPU對內存資源與I/O設備之間輸入輸出的控制。I/O的控制方式按照發展有下面幾種：
（1）、程序I/O方式。
這個最原始的方式的特點是I/O過程中，CPU全程阻塞。CPU向I/O控制器發送指令，要求讀取一個字節，IO控制器取一個字節，存入自身的數據寄存器中，存入完畢后通知CPU。然后CPU把這個字節存入內存。在這個過程中，CPU的大部分時間都在等待操作完成。值得注意的是，這種控制方式必須以字節為單位。
（2）、中斷驅動I/O控制方式。
這種控制方式的特點是I/O過程中，CPU跟I/O控制器並行工作，無需阻塞。傳輸過程跟程序I/O方式沒區別。不過由於CPU在I/O過程中無需阻塞，效率比之程序I/O方式提高了百倍。
（3）、直接存儲器訪問I/O控制方式——DMA（Direct Memory Access）
這是一種非常有效率的I/O控制方式——數據傳輸的基本單位是數據塊；DMA控制器將數據直接送入內存；整個數據塊傳送開始和結束的一刻CPU才會處理，其他時候CPU與控制器並行工作。值得注意的是DMA控制方式是由DMA控制器實現的，DMA控制器有3部分——主機&控制器接口、控制器&塊設備接口和I/O控制邏輯。核心就是主機&控制器接口，這個接口是為了完成主機和塊數據的直接交換。DMA控制器為了實現功能有四類寄存器：命令/狀態寄存器(CR)，用來存放控制信息和狀態；內存地址寄存器(MAR)，存放目標地址；數據寄存器(DR)，相當於緩存，暫存數據；以及數據計數器(DC)，存放本次 CPU 要讀或寫的字(節)數。數據傳送的過程，簡單來說就是，傳送前在MAR中設置目標地址，在DC中設置數據塊大小，然后控制器每從磁盤取數據存入內存或從內存取數據存入磁盤，就把MAR中的目標地址加一，並把DC中數據塊大小減一，直到DC中數據塊大小為0，數據便傳送完畢。可以看到，DMA是由硬件實現數據塊移動的。
（4）、I/O通道控制方式
這種控制方式是對DMA方式的改進，把一個數據塊的傳輸改進為一組數據塊的傳輸。通道指的是這整個傳輸的虛擬含義。I/O通道控制方式是由通道程序和設備控制器共同實現的。可以說，它比DMA方式改進的地方在於用程序增加了對DMA方式的控制，使多個數據塊的傳輸能夠合為一個整體。
《計算機操作系統》上這一幅流程圖直接拿來用了：
二、系統調用
什么是系統調用？系統調用說白了就是操作系統提供的接口，用以與系統通信，取得系統服務。應用程序需要通過系統調用才能訪問操作系統的關鍵資源。首先來了解一下計算機的兩種狀態。
（1）、計算機的兩種狀態——系統態和用戶態
系統態和用戶態，其本質就是CPU的兩種狀態。
1）系統態，又稱管態或核心態。處理機運行操作系統的狀態。
2）用戶態，又稱目態。處理機運行應用程序的狀態。
應用程序需要調用系統功能時，通過系統調用，CPU轉為系統態，取得系統資源，執行系統功能。對應CPU的系統態和用戶態，CPU所執行的指令分為特權指令和非特權指令。
（2）CPU執行的兩種指令——特權指令和非特權指令。
1）特權指令
即CPU在系統態所執行的指令。這種指令只允許系統態的CPU運行，即只允許操作系統調用。特權指令可以對操作系統執行能執行的所有操作，不受任何限制。
2）非特權指令
即CPU在用戶態所執行的指令。這種指令只能執行一般性的操作任務，不能直接進行訪問系統中的硬件和軟件，其對內存的訪問范圍也局限於用戶空間。應用程序想要訪問系統中的硬件和軟件，只能通過系統調用間接進行。
（3）系統調用的實現
那么系統調用是怎么實現的呢？系統調用是通過中斷機制實現的，並且是同一個中斷入口來實現。具體操作就是系統調用的時候，CPU轉換為系統態，請求系統服務，處理完畢后繼續執行應用程序。這里有幾個概念需要了解一下：
1）中斷的本質：百度百科解釋的很好：“CPU執行完每條指令時，都會去檢查一個中斷標志位”，這句話是所有關於中斷長篇大論的開場白，但很容易被人忽略，其實，這就是中斷的本質。
2）內中斷（陷入、捕獲）：由於系統調用引起的中斷
3）陷入指令：由於系統調用引起中斷的指令稱為陷入指令。
4）中斷標識碼（中斷類型號）：由硬件（通常是中斷控制器）產生，以標識不同的中斷源。
5）中斷向量：中斷服務程序的入口地址。在某些計算機中，中斷向量的位置存放一條跳轉到中斷服務程序入口地址的跳轉指令。
6）中斷向量地址：存儲中斷向量的存儲單元地址
參考：《計算機操作系統(湯子瀛)》、百度