DMA控制方式與通道控制方式有什麼不同？

文 彥 考 研 讓 | 夢想 | 有跡可循

零師姐：2017屆以初試350+，複試第2的成績考入四川大學計算機學院計算機科學與技術專業。現於文彥考研擔任專業課導師，輔導川大874計算機綜合考研筆試、複試。多次參與與IT公司的合作項目當中，熟悉計算機專業的考研動態與就業形勢。

這是川大計算機考研第 24 篇文章

各位考研的小夥伴們大家好哇！我是川大計算機專業的零師姐~今天，我想給大家分享的依然是操作系統設備管理的重點難點，大家一定要掌握哦~

1、 DMA控制方式與通道控制方式有什麼不同？

答：在DMA控制方式中，DMA控制器控制設備和主存之間成批地進程數據交流，而不用CPU干預。這樣不但減輕了CPU的負擔，而且提高了I/O數據傳送速度。這種控制方式應用於塊設備的數據傳輸。

通道控制方式與DMA控制方式類似，也是一種以內存為中心，實現設備與內存直接交換數據的控制方式。在通道控制方式中，CPU只需發出啟動指令，指出通道相應的操作和I/O設備，該指令就可以啟動通道並使通道從內存中調出相應的通道程序執行。與DMA相比，通道方式所需的CPU干預更少，並且可以做到一個通道控制多臺設備，從而進一步減輕了CPU負擔。

2、 在設備管理中引入單緩衝，如果從磁盤把一塊數據輸入到緩衝區中花費的時間為B，把緩衝區中的數據傳送到用戶區，所花費的時間為M，CPU對數據進行處理的時間為C，則系統對每一塊數據的處理時間是多少？要求寫出由B、C、M組成的表達式，並說明其中的道理。

答：按題意，可以將操作順序排列為：I/O1（磁盤到緩衝區）→I/O2（緩衝區到用戶區）→CPU。由於I/O1和I/O2之間共享一個單緩衝區，因此一次只能有一個進行操作，所以兩者之間的工作是串行的，同樣I/O2和CPU之間也是如此。但當I/O2完成操作後，I/O1和CPU之間沒有制約關係，可以並行操作。因此，系統對每一塊數據的處理時間是：M+C（當C>B時）或M+B（當C

3、 DMA控制器主要由哪些寄存器構成？簡述功能。

答：（1）命令/狀態寄存器。用於接收從CPU發來的I/O命令、有關控制信息或設備的狀態。

（2）內存地址寄存器MAR。用於存放數據從設備傳送到內存的目標地址，或由內存到設備的內存源地址。

（3）數據寄存器DR。用於暫存從設備到內存或從內存到設備的數據。

（4）數據計數器DC。存放本次CPU要讀或寫的字節數。

4、 為什麼說直到出現中斷和通道技術後，多道程序概念才變為有用的？

答：多道程序併發執行是指有的程序正在CPU上執行，而另一些程序正在I/O設備上進行傳輸，即通過CPU操作與外設傳輸在時間上的重疊必須有中斷和通道技術支持，其原因如下：

（1）通道是一種控制一臺或多臺外設的硬件機構，它一旦被啟動就獨立於CPU運行，因而做到了輸入/輸出操作與CPU並行工作。

（2）在硬件上引入了中斷技術。所謂中斷就是在輸入/輸出結束時，或硬件發生某種故障時，由相應的硬件向CPU發出信號，這時CPU立即停下工作轉而處理中斷請求，待處理完中斷後再繼續原來的工作。

因此，通道技術和中斷技術結合起來就可以實現CPU與I/O設備並行工作，即CPU啟動通道傳輸數據後便去執行其它程序的計算工作，而通道則進行輸入/輸出操作；當通道工作結束時，再通過中斷機構向CPU發出中斷請求，CPU則暫停正在執行的操作，對出現的中斷進行處理，處理完後再繼續原來的工作。這樣就真正做到了CPU與I/O設備並行工作，此時多道程序的概念才變為現實。

5、以從I/O設備讀入數據為例，請用流程圖方式說明程序I/O、DMA傳輸控制的處理過程。

答：程序I/O方式： DMA方式：

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