cpu管理外设的四种方法和特点 cpu与外设数据

cpu管理外设的四种方法和特点?

CPU管理外设的四种方法和特点如下:

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1. 程序查询方式:CPU周期性地查询外设的状态寄存器,以确定某一操作是否已经完成。这种方式的特点是简单、容易实现,但效率较低。

2. 中断方式:外设完成操作后向CPU发出中断请求,CPU响应中断请求并执行相应中断服务程序,这种方式的特点是效率较高,适用于处理速度较慢的外设。

3. 直接存储器存取方式(DMA):外设直接与主存进行数据交换,CPU只负责开启和关闭DMA通道,这种方式的特点是能够大大提高数据传输速度,适用于高速数据传输。

4. 通道方式:类似DMA,但是使用专门的通道控制器来管理数据传输,这种方式的特点是具有更高的数据传输速度和更强的数据传输能力,适用于复杂的数据传输场景。

以上四种方式在不同的外设和应用场景下都有自己的优势和适用性,CPU需要根据要求选择合适的方式进行管理外设。

CPU与外设之间传送数据的控制方式一般有以下几种:

(1) 无条件传送方式 (2) 条件传送方式(程序查询方式)

(3) 中断传送方式 (4) 直接存储器存取方式(DMA)

(5) I/O通道方式 (6) I/O处理机方式 前三种方式属于程序控制方式,特点是:以CPU为中心,数据传送的控制来自CPU,通过预先编制好的输入或输出程序(传送指令和I/O指令)实现数据的传送。

这种传送方式的数据传送速度较低,传送路径要经过CPU内部的寄存器,同时数据输入、输出的响应也较慢。

采用直接存储器存取(Direct Memory Access,DMA)方式,可使数据的传送不经过CPU,由DMA控制器来实现内存和外设之间的直接快速传送,传送速率很高。

但DMA控制器电路结构复杂,硬件开销大。 前四种是微机系统常用的数据传送方式,后两种主要用在大型机和服务器上。

内存与外设之间四种信息传输方式?

CPU与外设之间数据传送都是通过内存实现的。外围设备和内存之间的常用数据传送控制方式有四种:

(1)程序直接控制方式:就是由用户进程直接控制内存或CPU和外围设备之间的信息传送。这种方式控制者都是用户进程。

(2)中断控制方式:被用来控制外围设备和内存与CPU之间的数据传送。这种方式要求CPU与设备(或控制器)之间有相应的中断请求线,而且在设备控制器的控制状态寄存器的相应的中断允许位。

(3)DMA方式:又称直接存取方式。其基本思想是在外围设备和内存之间开辟直接的数据交换通道。

(4)通道方式:与DMA方式相类似,也是一种以内存为中心,实现设备和内存直接交换数据的控制方式。与之不同的是,在DMA方式中数据传送方向、存放数据内存始址以及传送的数据块长度等都是由CPU控制,而在通道方式中这些都是由专管输入输出的硬件——通道来进行控制。

cpu与外设接口数据输入控制方式?

I/O接口是一电子电路(以IC芯片或接口板形式出现),其内有若干专用寄存器和相应的控制逻辑电路构成。它是CPU和I/O设备之间交换信息的媒介和桥梁。CPU与外部设备、存储器的连接和数据交换都需要通过接口设备来实现,前者被称为I/O接口,而后者则被称为存储器接口。存储器通常在CPU的同步控制下工作,接口电路比较简单;而I/O设备品种繁多,其相应的接口电路也各不相同,因此,习惯上说到接口只是指I/O接口。按照接口的连接对象来分,又可以将他们分为串行接口、并行接口、键盘接口和磁盘接口等。这种方式下,CPU通过I/O指令询问指定外设当前的状态,如果外设准备就绪,则进行数据的输入或输出,否则CPU等待,循环查询。  这种方式的优点是结构简单,只需要少量的硬件电路即可,缺点是由于CPU的速度远远高于外设,因此通常处于等待状态,工作效率很低。2、中断处理方式  在这种方式下,CPU不再被动等待,而是可以执行其他程序,一旦外设为数据交换准备就绪,可以向CPU提出服务请求,CPU如果响应该请求,便暂时停止当前程序的执行,转去执行与该请求对应的服务程序,完成后,再继续执行原来被中断的程序。  中断处理方式的优点是显而易见的,它不但为CPU省去了查询外设状态和等待外设就绪所花费的时间,提高了CPU的工作效率,还满足了外设的实时要求。但需要为每个I/O设备分配一个中断请求号和相应的中断服务程序,此外还需要一个中断控制器(I/O接口芯片)管理I/O设备提出的中断请求,例如设置中断屏蔽、中断请求优先级等。此外,中断处理方式的缺点是每传送一个字符都要进行中断,启动中断控制器,还要保留和恢复现场以便能继续原程序的执行,花费的工作量很大,这样如果需要大量数据交换,系统的性能会很低。3、DMA(直接存储器存取)传送方式DMA最明显的一个特点是它不是用软件而是采用一个专门的控制器来控制内存与外设之间的数据交流,无须CPU介入,大大提高CPU的工作效率。   在进行DMA数据传送之前,DMA控制器会向CPU申请总线控制 权,CPU如果允许,则将控制权交出,因此,在数据交换时,总线控制权由DMA控制器掌握,在传输结束后,DMA控制器将总线控制权交还给CPU。

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