4.1 端口、接口的区别
接口(Interface)和端口(Port)是两个不同的概念。端口是指接口电路中的一些寄存器,这些寄存器分别用来存放数据信息、控制信息和状态信息,相应的端口分别称为数据端口、控制端口和状态端口。若干个端口加上相应的控制逻辑才能组成接口。CPU通过输入指令,从端口读入信息,通过输出指令,可将信息写入端口中。
4.2 与程序中断方式相比,DMA方式的特点
- 从数据传送看,程序中断靠程序传送,DMA方式靠硬件传送
- 从CPU响应时间看,程序中断方式是在一条指令执行结束时响应,而DMA方式可在命令周期内的任意存储周期结束时响应
- 程序中断方式有处理异常事件的能力,DMA方式没有这种能力,主要用于大批数据的传送,如磁盘存取、图像处理、高速数据采集系统等,可提高数据吞吐量
- 程序中断方式需要中断现行程序,故需保护现场;DMA方式不中断现行程序,无需保护现场
- DMA的优先级比程序中断优先级高
4.3 小结
- I/O设备与主机信息传送的控制方式:程序查询方式、程序中断方式、DMA方式
- 计算机在执行程序的过程中,当出现异常情况或特殊请求时,计算机停止现行程序的运行,转向对这些异常情况或特殊请求对处理,处理结束后再返回到现行程序的间断处,继续执行原程序,这就是“中断”
- 凡是能向CPU提出中断请求的各种因素统称为中断源
- CPU总是在统一的时间,即每条指令执行阶段的最后时刻,查询所有的设备是否有中断请求
4.4 例题
5.1 I/O设备有哪些编址方式,各有何特点?
统一编址:采用主存单元地址完全一样的格式,I/O设备和主存占用同一个地址空间,CPU可像访问主存一样访问I/O设备,不需要安排专门的I/O指令
独立编址:有完全不同于主存地址格式的地址编码,此时I/O地址与主存地址是两个独立的空间,CPU需要通过专门的指令来访问该地址空间。
5.4 试比较程序查询方式、程序中断方式和DMA方式对CPU效率的影响。
程序查询方式:需要cpu时刻咨询io,直到io准备好响应,工作效率很低。
程序中断方式:不咨询设备是否已经准备就绪,继续执行自身程序,只有当io设备准备就绪cpu发出中断请求后才予以响应。这种方式消除了踏步现象,比程序咨询方式效率更高,提高了CPU资源利用率和工作效率。
DMA方式:DMA控制器从cpu完全接管对总线的控制,数据交换不经过cpu,直接在内存和外围设备之间进行,以高速传送数据,大大减轻了cpu的数据交换工作压力,cpu工作效率更高。
说明中断向量地址和入口地址的区别和联系。
中断向量地址和入口地址的区别:
向量地址是硬件电路(向量编码器)产生的中断源的内存地址编号,中断入口地址是中断服务程序首址。
中断向量地址和入口地址的联系:
中断向量地址可理解为中断服务程序入口地址指示器(入口地址的地址),通过它访存可获得中断服务程序入口地址。 (两种方法:在向量地址所指单元内放一条JMP指令;主存中设向量地址表。)
什么是多重中断?实现多重中断的必要条件是什么?
多重中断是指:当CPU执行某个中断服务程序的过程中,发生了更高级、更紧迫的事件,CPU暂停现行中断服务程序的执行,转去处理该事件的中断,处理完返回现行中断服务程序继续执行的过程。
实现多重中断的必要条件是:在现行中断服务期间,中断允许触发器为1,即开中断。
本文作者:jujimeizuo
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