首先需要先了解一下設備控制器的概念：
設備控制器是處理 CPU 傳入和傳出信號的系統。設備通過插頭和插座連接到計算機，并且插座連接到設備控制器。設備控制器從連接的設備處接收數據，并將其存儲在控制器內部的一些特殊目的寄存器(special purpose ) 也就是本地緩沖區中。
特殊用途寄存器，顧名思義是為一項任務而設計的寄存器。例如，cs，ds，gs 和其他段寄存器屬于特殊目的寄存器，因為它們的存在是為了保存段號。 eax，ecx 等是一般用途的寄存器，因為你可以無限制地使用它們。 例如，你不能移動 ds，但是可以移動 eax，ebx。
·通用目的寄存器比如有：eax、ecx、edx、ebx、esi、edi、ebp、esp
·特殊目的寄存器比如有：cs、ds、ss、es、fs、gs、eip、flag
每個設備控制器都會有一個應用程序與之對應，設備控制器通過應用程序的接口通過中斷與操作系統進行通信。設備控制器是硬件，而設備驅動程序是軟件。
文章相對比較長，字數比較多，大家可以先打開頭像關注我，之后慢慢看，///插播一條：我自己在今年年初錄制了一套還比較系統的入門單片機教程，想要的同學找我拿就行了免費的，私信我就可以哦~點我頭像左下角黑色字體加我也能領取哦。最近比較閑，帶做畢設，帶學生參加省級或以上比賽///
I/O 設備通常由機械組件( )和電子組件( )構成。電子組件被稱為 設備控制器(device )或者 適配器(adapter)。在個人計算機上，它通常采用可插入（PCIe）擴展插槽的主板上的芯片或印刷電路卡的形式。
機械設備就是它自己，它的組成如下：
制器卡上通常會有一個連接器，通向設備本身的電纜可以插入到這個連接器中，很多控制器可以操作 2 個、4 個設置 8 個相同的設備。
I/O控制器是控制計算機輸入輸出的一個最基本的控制系統，可指揮計算機的各個部件按照指令的功能要求協調工作的部件。它由指令寄存器IR（）、程序計數器PC（）和操作控制器OC（）三個部件組成，對協調整個電腦有序工作極為重要。
下面小編就從功能和控制方式兩個方面帶大家進一步了解I/O控制器，想學習的客戶朋友就一起看下去吧，絕對干貨哦！
2、I/O控制器的功能
● 接收設備CPU指令：CPU的讀寫指令和參數存儲在控制寄存器中
● 向CPU報告設備的狀態：I/O控制器中會有相應的狀態寄存器，用于記錄I/O設備的當前狀態。（比如1代表設備忙碌，0代表設備就緒）
● 數據交換：數據寄存器，暫存CPU發來的數據和設備發來的數據，之后將數據發給控制寄存器或CPU。
● 地址識別：類似于內存的地址，為了區分設備控制器中的各個寄存器，需要給各個寄存器設置一個特定的地址。I/O控制器通過CPU提供的地址來判斷CPU要讀寫的是哪個寄存器。
這里向大家簡單介紹常見的幾種I/O控制方式，包括程序直接控制方式、中斷驅動方式、DMA（直接存儲方式）、通道控制方式。
控制器與設備之間的接口通常是一個低層次的接口。例如，磁盤可能被格式化為 2,000,000 個扇區，每個磁道 512 字節。然而，實際從驅動出來的卻是一個串行的比特流，從一個前導符()開始，然后是一個扇區中的 4096 位，最后是一個校驗和 或 ECC（錯誤碼，Error- Code）。前導符是在對磁盤進行格式化的時候寫上去的，它包括柱面數和扇區號，扇區大小以及類似的數據，此外還包含同步信息。
控制器的任務是把串行的位流轉換為字節塊，并進行必要的錯誤校正工作。字節塊通常會在控制器內部的一個緩沖區按位進行組裝，然后再對校驗和進行校驗并證明字節塊沒有錯誤后，再將它復制到內存中。
內存映射 I/O
每個控制器都會有幾個寄存器用來和 CPU 進行通信。通過寫入這些寄存器，操作系統可以命令設備發送數據，接收數據、開啟或者關閉設備等。通過從這些寄存器中讀取信息，操作系統能夠知道設備的狀態，是否準備接受一個新命令等。
為了控制寄存器，許多設備都會有數據緩沖區(data buffer)，來供系統進行讀寫。例如，在屏幕上顯示一個像素的常規方法是使用一個視頻 RAM，這一 RAM 基本上只是一個數據緩沖區，用來供程序和操作系統寫入數據。
那么問題來了，CPU 如何與設備寄存器和設備數據緩沖區進行通信呢？存在兩個可選的方式。第一種方法是，每個控制寄存器都被分配一個 I/O 端口(I/O port)號，這是一個 8 位或 16 位的整數。所有 I/O 端口的集合形成了受保護的 I/O 端口空間，以便普通用戶程序無法訪問它（只有操作系統可以訪問）。使用特殊的 I/O 指令像是
IN REG,PORT
CPU 可以讀取控制寄存器 PORT 的內容并將結果放在 CPU 寄存器 REG 中。類似的，使用
OUT PORT,REG
CPU 可以將 REG 的內容寫到控制寄存器中。大多數早期計算機，包括幾乎所有大型計算機，如 IBM 360 及其所有后續機型，都是以這種方式工作的。
控制寄存器是一個處理器寄存器而改變或控制的一般行為 CPU 或者其他數字設備。控制寄存器執行的常見任務包括中斷控制，切換尋址模式，分頁控制和協處理器控制。
對單片機感興趣的朋友可以找我，我錄制了一些關于單片機的入門教程，有需要的童鞋找我拿就行，免費的，私信我“林老師”就可以拿～點擊打開我的頭像就能領取