【建议收藏】 计算机组成原理—DMA、中断控制、I/O之间的联系与区别

本篇文章主要是记录我对于计算机组成原理中所遇到的一些疑问和疑惑的记录-----主要用于考研的记录

本章一共有几个知识点比较懵:

​ 1.为什么要引入这些东西?

​ 1.DMA到底是什么东西–书上大概能看懂,但是还是比较模糊

​ 2.既然I/O与主存有这么多种方式,那么DMA -----中断方式–通道方式各自有什么区别之处呢?

I/O设备与主机交换信息的几种控制方式

  1. 程序查询方式
  2. DMA方式
  3. I/O通道方式
  4. 中断查询方式

为什么要引入DMA,中断,I.O通道

原因:

早期计算机的I/O种类比较少,通常与主存交换信息都是通过CPU,而现代计算机的I/O种类较多,如果使用这种方式会使CPU的效率大大降低,如果想要提高资源利用率,那么我们就必须引入一些机制,来让整个机器工作效率变高。而不同的机制对于cpu资源利用率的效率也不同,而且适用的机型也不太一样,比如:通道结构的适合大型机,接口,DMA,适合小型和微小型机。

通道、DMA、中断三种基本I/O方式均为外围设备和内存之间的输入/输出控制方式

程序查询方式

程序查询方式:查询查询,很明显就是通过一种机制取查询i/o设备是否需要进行与主机进行交换信息,那么这时候就需要我们的<font color="#ddd000>CPU通过程序不断的去进行查询,看I/O是否做好准备,从而控制I/O与主机交换信息。

了解了基本的机制以后,那么我们就需要探讨他是如何具体工作的呢
其实就分为单 I/O 和多个 I/O 的查询流程,多 I/O 的就是多个单 I/O 的组合、在结合优先级

程序查询方式主要分三步来完成:
1.查询状态标记
2.准备就绪?
3.交换数据

上述的三步是查询的流程,而下面是讲的程序的流程

  • 1.首先,这种方式在传输数据的时候会占用 CPU 寄存器,所以需要保存其寄存器的值
  • 2.然后由于传输往往是一批数据,所以需要设置 I/O 与主机交换的计数值
  • 3.设置预传输数据在主存缓冲区的首地址
  • 4.启动 I/O
  • 5.进行传输数据,由于当前主存有值了,所以主存地址也要进行修改,同时计数器的值每传一个值就减 1,直至 0,表明传输完成

**⚠️注意:**CPU 一般不采用高程查询方式与磁盘交换信息

DMA的概念

**DMA(直接寄存器存储)

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