讨论计算机体系结构中的数据传输方案?


在数据传输方案中,它可以提供一种在处理单元和I/O设备之间传输数据的有效方法。在计算机中,数据传输发生在以下任意组合之间:CPU和内存、CPU和I/O设备以及内存和I/O设备。

计算机与许多不同速度的设备接口。因此,I/O设备可能不会在微处理器发出用于此目的指令后立即准备好传输数据。已经开发了许多数据传输方案来解决此问题。

数据传输方案的分类

数据传输方案已广泛分为两类:

程序化数据传输方案

在程序化数据传输方案中,数据传输在CPU和I/O设备之间进行,由驻留在内存中的程序控制。在此方案中,程序由CPU执行。当需要传输有限数量的信息时,使用此方案。

程序化数据传输方案的三种重要类型是:

  • 同步数据传输方案 - 当处理器和I/O设备的速度匹配时,使用这种类型的程序化数据传输方案。一些合适的指令,如IN和OUT,用于I/O设备的“到和从”数据传输。
  • 异步数据传输方案 - 当I/O设备和微处理器的速度不匹配时,以及当I/O设备的时序特性不可预测时,使用这种类型的程序化数据传输方案。
  • 中断驱动数据传输方案 - 在此程序化数据传输方案中,处理器启用I/O设备,然后继续执行其原始程序,而不是浪费时间检查I/O设备的状态。当I/O设备准备好发送和接收数据时,通过称为“中断线”的特定控制线通知处理器。

DMA数据传输方案

在DMA数据传输中,数据直接从内存传输到I/O设备或反之亦然,无需经过微处理器。当需要发送大量数据时,使用此方案。使用微处理器传输大量数据会消耗更多时间。因此,微处理器使用此DMA技术在I/O设备和内存之间执行数据传输。

对于DMA传输,I/O设备还必须包含生成控制信号的电子电路。但是大多数I/O设备都没有配备此类设施。因此,为了解决此问题,制造商开发了一种单芯片可编程DMA控制器,用于将I/O设备与微处理器接口以进行DMA传输。

更新于: 2021年7月27日

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