免费智能真题库 > 历年试卷 > 软件设计师 > 2021年上半年 软件设计师 上午试卷 综合知识
  第3题      
  知识点:   CPU与外设之间的数据传送方式   直接存储访问方式   DM   DMA方式
  章/节:   计算机硬件基础知识   计算机软件知识       

 
采用DMA方式传送数据时,每传送一个数据都需要占用一个( )。
 
 
  A.  指令周期
 
  B.  总线周期
 
  C.  存储周期
 
  D.  机器周期
 
 
 

 
  第7题    2017年下半年  
   44%
计算机运行过程中,CPU需要与外设进行数据交换。采用( )控制技术时,CPU与外设可并行工作。
  第4题    2018年上半年  
   34%
计算机运行过程中,遇到突发率件,要求CPU暂时停止正在运行的程序,转去为突发事件服务,服务完毕,再自动返回原程序继续执行,这..
  第23题    2016年上半年  
   44%
当用户通过键盘或鼠标进入某应用系统时,通常最先获得键盘或鼠标输入信息的是(23)程序。
 
  第25题    2015年下半年  
   46%
假设磁盘块与缓冲区大小相同,每个盘块读入缓冲区的时间为15μs,由缓冲区送至用户区的时间是5μs,在用户区内系统对每块数据..
  第26题    2014年下半年  
   18%
假设磁盘块与缓冲区大小相同,每个盘块读入缓冲区的时间为10μs,由缓冲区送至用户区的时间是5μs,系统对每个磁盘块数据的处..
  第25题    2014年下半年  
   49%
假设磁盘块与缓冲区大小相同,每个盘块读入缓冲区的时间为10μs,由缓冲区送至用户区的时间是5μs,系统对每个磁盘块数据的处..
   知识点讲解    
   · CPU与外设之间的数据传送方式    · 直接存储访问方式    · DM    · DMA方式
 
       CPU与外设之间的数据传送方式
        CPU与外设之间的数据传送方式有以下几种。
        (1)直接程序控制。这种方式是指在完成数据的输入输出中,整个数据输出过程是在CPU执行程序的控制下完成的。这种方式还可以分为以下几种。
        ①无条件传送方式。无条件地与CPU交换数据。
        ②程序查询方式。先通过CPU查询外设状态,准备好之后再与CPU交换数据。程序查询方式有两大缺点。降低了CPU的效率;对外部的突发事件无法作出实时响应。优点在于这种思想很容易理解,同时实现这种方式工作也很容易。
        (2)中断控制。这种方式利用中断机制,当I/O系统外设交换数据时,CPU无须等待,也不必查询I/O状态即可以抽身出来处理其他任务,因此提高了系统效率。
        中断处理方法有多中断信号线法、中断软件查询法、菊花链法、总线仲裁法及中断向量表法。
        (3)中断优先级控制。这种方式分两种情况。当不同优先级的多个中断源同时提出中断请求时,CPU应优先响应优先级最高的中断源。当CPU正在对某一个中断源服务时,又有比它优先级更高的中断源提出中断请求,CPU应能暂时中断正在执行的中断服务程序而转去对优先级更高的中断源服务,服务结束后再回到原先被中断的优先级较低的中断服务程序继续执行。这种情况称为中断嵌套,即一个中断服务程序中嵌套着另一个中断服务程序。
        (4)直接存取方式。这种方式是在存储器与I/O设备间直接传送数据,即在内存与I/O设备之间传送一个数据块的过程中,不需要CPU的任何干涉,是一种完全由DMA硬件完成I/O操作的方式。
 
       直接存储访问方式
        直接存储访问(Direct Memory Access,DMA)是指数据在主存和I/O设备间传送一个数据块的过程中,不需要CPU的任何干涉,只需要CPU在过程开始启动与过程结束时的处理,实际操作由DMA硬件直接执行完成,CPU在此传送过程中可做别的事情。
 
       DM
        DM(Delta Modulation)即增量调制,又称ΔM调制,是最简单的有损预测编码方法,早期在数字电话中被采用,是一种最简单的差值脉冲编码。实际的采样信号与预测的采样信号的差的极性若为正,则用1表示,反之则用0表示。由于DM编码只用1位对声音信号进行编码,所以DM系统又称1位系统。
 
       DMA方式
        在计算机与外设交换数据的过程中,无论是无条件传送、利用查询方式传送还是利用中断方式传送,都需要由CPU通过执行程序来实现,这就限制了数据的传送速度。
        直接内存存取(Direct Memory Access,DMA)是指数据在内存与I/O设备间的直接成块传送,即在内存与I/O设备间传送一个数据块的过程中,不需要CPU的任何干涉,只需要CPU在过程开始启动(即向设备发出“传送一块数据”的命令)与过程结束(CPU通过轮询或中断得知过程是否结束和下次操作是否准备就绪)时的处理,实际操作由DMA硬件直接执行完成,CPU在此传送过程中可做别的事情。
        DMA传送的一般过程如下图所示。
        
        DMA过程示意图
        (1)外设向DMA控制器(DMAC)提出DMA传送的请求。
        (2)DMA控制器向CPU提出请求,其请求信号通常加到CPU的保持请求输入端HOLD上。
        (3)CPU在完成当前的总线周期后立即对此请求作出响应,CPU的响应包括两个方面的内容:一方面,CPU将有效的保持响应信号HLDA输出加到DMAC上,告诉DMAC它的请求已得到响应;另一方面,CPU将其输出的总线信号置为高阻,这就意味着CPU放弃了对总线的控制权。
        (4)此时,DMAC获得了对系统总线的控制权,开始实施对系统总线的控制。同时向提出请求的外设送出DMAC的响应信号,告诉外设其请求已得到响应,现在准备开始进行数据的传送。
        (5)DMAC送出地址信号和控制信号,实现数据的高速传送。
        (6)当DMAC将规定的字节数传送完时,它就将HOLD信号变为无效并加到CPU上,撤销对CPU的请求。CPU检测到无效的HOLD就知道DMAC已传送结束,CPU就送出无效的HLDA响应信号,同时重新获得系统总线的控制权,接着DMA前的总线周期继续执行下面的总线周期。
        在此再强调说明,在DMA传送过程中无须CPU的干预,整个系统总线完全交给了DMAC,由它控制系统总线完成数据传送。在DMA传送数据时要占用系统总线,根据占用总线方法的不同,DMA可以分为中央处理器停止法、总线周期分时法和总线周期挪用法等。无论采用哪种方法,在DMA传送数据期间,CPU不能使用总线。
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第3题    在手机中做本题