DMA和PIO的区别

DMA（直接内存访问）和PIO（程序化输入/输出）是外围设备和计算机系统之间数据传输的两种技术。DMA（直接内存访问）是一种数据传输方法，其中外围设备可以直接访问系统内存，而无需CPU参与。PIO是一种允许CPU处理外围设备和系统内存之间数据传输的技术。

阅读本文以了解更多关于DMA和PIO以及它们之间区别的信息。

什么是DMA？

DMA是一种数据传输方法，其中外围设备可以直接访问系统内存，而无需CPU参与。DMA控制器是一种专门的硬件组件，用于处理外围设备和系统内存之间的数据传输。

DMA通常用于高速数据传输应用，例如在硬盘和系统内存之间传输大型文件或流式传输音乐或视频数据。通过减少控制数据传输所需的CPU开销，DMA可以显著提高这些应用程序的速度。

它们比PIO传输速度更快，因为DMA传输不需要CPU来管理数据传输。根据DMA控制器和外围设备的功能，DMA传输能够实现接近外围设备和系统内存最大传输速率的传输速率。

DMA有多种类型，包括单周期DMA、块DMA和分散-收集DMA。单周期DMA是最基本的DMA类型，外围设备和系统内存之间只有一次数据传输。块DMA在单个外围设备和系统内存之间传输数据，而分散-收集DMA在多个不连续的内存区域之间传输数据。

PIO是一种允许CPU处理外围设备和系统内存之间数据传输的技术。PIO传输通常用于低速数据传输应用，比DMA传输慢且效率低。

PIO指的是在外围设备和计算机系统之间传输数据的一种方法。在PIO传输期间，CPU管理外围设备和系统内存之间的数据传输。

在PIO传输期间，CPU向外围设备发送请求，以将数据传输到或从系统内存传输。然后，外围设备一次传输一个字节的数据到或从系统内存，而CPU通过读取或写入每个字节的数据来管理传输。

PIO传输比DMA传输慢，因为CPU管理数据传输，如果CPU忙于其他任务，这可能会造成瓶颈。PIO传输也比DMA传输需要更多的CPU开销，这可能会降低整体系统性能。

下表突出显示了DMA和PIO的主要区别：

特性	DMA	PIO
定义	DMA（直接内存访问）是一种数据传输方法，其中外围设备可以直接访问系统内存，而无需CPU参与。	PIO是一种允许CPU处理外围设备和系统内存之间数据传输的技术。
数据传输速度	DMA的数据传输速度比PIO快，因为它不涉及CPU。	PIO的数据传输速度比DMA慢，因为它涉及CPU。
CPU参与	不涉及CPU。	涉及CPU。
复杂性	DMA比PIO更复杂，因为它需要专门的硬件。	PIO比DMA简单，因为它依赖于软件来控制数据传输过程。
CPU利用率	DMA中CPU的使用率较低。	PIO中CPU的使用率较高。
适用性	它适用于在外围设备和主内存之间传输大量数据。	它适用于在外围设备和主内存之间传输少量数据。

总之，DMA和PIO是外围设备和计算机系统之间两种不同的数据传输机制。DMA允许外围设备和系统内存之间直接数据传输，而无需CPU干预，而PIO需要CPU管理数据传输。

DMA比PIO更高效且更快，但它需要额外的硬件和软件支持。DMA和PIO的选择取决于应用程序的特定需求，例如数据传输速度和数据量，以及硬件和软件支持的可用性。

Md. Sajid

更新于：2023年4月14日

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