在计算机系统中，主机与外部设备的交互是核心部分。为了确保数据的有效传输和控制，主机对外部设备的控制通常采用三种基本形式：程序控制、中断控制和直接内存访问（DMA）控制。这篇文章将深入探讨这三种控制形式的原理和应用。
程序控制是最基本的控制形式。在这种控制形式下，CPU按照预设的程序指令，通过I/O接口逐条执行对外部设备的操作。虽然这种方式简单可靠，但由于CPU必须等待外部设备完成操作才能继续执行后续指令，因此效率较低。
中断控制是为了解决程序控制中效率较低的问题而设计的一种更高级的控制形式。在这种控制形式下，当外部设备需要主机处理时，会发送一个中断请求，CPU暂停当前任务，转向处理外部设备的请求。处理完毕后，再返回原来的任务。这种方式大大提高了CPU的利用率。
直接内存访问（DMA）控制是一种更高效的外部设备控制方式。在这种方式下，外部设备可以直接读写内存中的数据，无需经过CPU。DMA控制器代替CPU进行数据的传输和控制。这种方式大大减少了CPU的参与度，提高了数据传输的效率和速度。
从效率角度看，DMA控制最高，中断控制次之，程序控制最低。但从实现难度和复杂性看，程序控制最简单，中断控制适中，DMA控制最为复杂。在实际应用中，需要根据外部设备的特性和需求选择合适的控制方式。
总结来说，主机与外部设备的三种控制形式各有特点，应根据实际需求选择适合的控制方式。随着计算机技术的发展，DMA控制在高性能计算机系统中的应用将越来越广泛。
