CPU 无法直接控制 IO 设备的机械部件，因此 IO 设备还要有个电子部件作为 CPU 和 IO 设备机械部件之间的”中介”，用于实现 CPU 对设备的控制。这个电子部件就是 IO 控制器，又称为设备控制器。CPU 可控制 IO 控制器，IO 控制器来控制设备的机械部件。

1. 脱机技术

手工操作阶段：主机直接从 I/O 设备获得数据，由于设备速度慢，主机速度很快。人机速度矛盾明显，主机要浪费很多时间来等待设备

批处理阶段引入了脱机输入/输出技术了用磁带完成）:

引入脱机技术后，缓解了 CPU 与慢速 I/O 设备的速度矛盾。另一方面，即使 CPU 在忙碌，也可以提前将数据输入到磁带：即使慢速的输出设备正在忙碌，也可以提前将数据输出到磁带。

为什么称为“脱机”? 一一脱离主机的控制进行的输入/输出操作。

2. SPOOLing

“假脱机技术”，又称 “SPOOLing 技术” 是用软件的方式模拟脱机技术。SPOOLing 系统的组成如下:

在磁盘上开辟出两个存储区域一一”输入井”和”输出井”

2.1.输入井

输入井模拟脱机输入时的磁带，用于收容 I/O 设备输入的数据

2.2. 输出井

输出井模拟脱机输出时的磁带，用于收容用户进程输出的数据

2.3. 输入进程

输入进程模拟脱机输入时的外围控制机

2.4. 输出进程

输出进程模拟脱机输出时的外围控制机

3. 共享打印机原理分析

独占式设备: 只允许各个进程串行使用的设备。一段时间内只能满足一个进程的请求。
共享设备: 允许多个进程“同时”使用的设备（宏观上同时使用，微观上可能是交替使用）。可以同时满足多个进程的使用请求。

若进程1正在使用打印机则进程2请求使用打印机时必然阻塞等待

当多个用户进程提出输出打印的请求时，系统会答应它们的请求，但是并不是真正把打印机分配给他们，而是由假脱机管理进程为每个进程做两件事:

  1. 在磁盘输出井中为进程申请一个空闲缓存区（也就是说，这个缓存区是在磁盘上的），并将要打印的数据送入其中；

  1. 为用户进程申请一张空白的打印请求表，并将用户的打印请求填入表中（其实就是用来说明用户的打印数据存放位置等信息的），再将该表挂到假脱机文件队列上。

    当打印机空闲时，输出进程会从文件队列的队头取出一张打印请求表，并很据表中的要求将要打印的数据从输出井传送到输出缓冲区，再输出到打印机进行打印。用这种方式再依次处理完全部的打印任务

虽然系统中只有一个台打印机，但每个进程提出打印请求时，系统都会内在输出井中为其分配一个存储区（相当于分配了一个逻辑设备），使每个用户进程都觉得自己在独占一台打印机，从而实现对打印机的英享。

SPOOLing 技术可以把一台物理设备虚拟成逻辑上的多台设备，可将独占式设备改造成共享设备。