『壹』 數據輸入/輸出常用的三種方式
計算機與外設之間進行數據傳送有三種基本控制方式:查詢方式、中斷方式和DMA方式。
1.查詢方式
查詢方式是通過執行輸入/輸出查詢程序來完成數據傳送的。
工作原理是:當CPU啟動外設工作後,不斷地讀取外設的狀態信息進行測試,查詢外設是否准備就緒,如外設准備好,則可以進行數據傳送;否則,CPU繼續讀取外設的狀態信息進行查詢等待,直到外設准備好。
採用程序查詢方式進行數據傳送時,實際上在外設准備就緒之前,CPU一直處於等待狀態,致使CPU的利用率較低。倘若CPU按這種方式與多個外設傳送數據時,就需要周期性的依次查詢每個外設的狀態,浪費的時間就更多,CPU的利用率就更低。因此,這種方式適合於工作不太繁忙的系統。
2.中斷方式
實際上,中斷方式是一種硬體和軟體相結合的技術,中斷請求和處理依賴於中斷控制邏輯,而數據傳送則是通過執行中斷服務程序來實現的。
這種方式的特點是:在外設工作期間,CPU無須等待,可以處理其他任務,CPU與外設可以並行工作,提高了系統效率,同時又能滿足實時信息處理的需要。但在進行數據傳送時,仍需要通過執行程序來完成。
3.DMA方式
採用中斷方式可以提高CPU的利用率,但有些I/O設備(如磁碟、光碟等)需要高速而又頻繁地與存儲器進行批量的數據交換,此時中斷方式已不能滿足速度上的要求。而直接存儲器處理DMA(direct memory access)方式,可以在存儲器與外設之間開辟一條高速數據通道,使外設與存儲器之間可以直接進行批量數據傳送。
實現DMA傳送,要求CPU讓出系統匯流排的控制權,然後由專用硬體設備(DMA控制器)來控制外設與存儲器之間的數據傳送。
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