I/O设备与主机间进行数据输入输出主要有直接程序控制方式、中断方式、DMA方式和通道控制方式。
直接程序控制方式
特点：CPU直接通过I/0指令对I/0接口进行访问操作，主机与外设之间交换信息的每个步骤均在程序中表示出来，整个输入输出过程是由CPU执行程序来完成的。
中断方式
特点：当I/O接口准备好接收数据或向CPU传送数据时，就发出中断信号通知CPU。对中断信号进行确认后，CPU保存正在执行的程序的现场，转而执行提前设置好的I/O中断服务程序，完成一次数据传送的处理。这样，CPU就不需要主动查询外设的状态，在等待数据期间可以执行其他程序，从而提高了CPU的利用率。
采用中断方式管理I/O设备，CPU和外设可以并行地工作。
虽然中断方式可以提高CPU的利用率，能处理随机事件和实时任务，但一次中断处理过程需要经历保存现场、中断处理和恢复现场等阶段，需要执行若干条指令才能处理一次中断事件，因此这种方式无法满足高速的批量数据传送要求。
DMA方式
(Direct Memory Access，直接内存存取)
基本思想：通过硬件控制实现主存与I/O设备间的直接数据传送，数据的传送过程由DMA控制器(DMAC)进行控制，不需要CPU的干预。
在DMA方式下，需要CPU启动传送过程，即向设备发出“传送一块数据”的命令。在传送过程结束时，DMAC通过中断方式通知CPU进行一些后续处理工作。
DMA方式简化了CPU对数据传送的控制，提高了主机与外设并行工作的程度，实现了快速外设和主存之间成批的数据传送，使系统的效率明显提高。
通道控制方式
通道是一种专用控制器，它通过执行通道程序进行I/O操作的管理，为主机与I/O设备提供一种数据传输通道。用通道指令编制的程序存放在存储器中，当需要进行I/O操作时，CPU只要按约定格式准备好命令和数据，然后启动通道即可；通道则执行相应的通道程序，完成所要求的操作。用通道程序也可完成较复杂的I/O管理和预处理，从而在很大程度上将主机从繁重的I/O管理工作中解脱出来，提高了系统的效率。