简答题

简述各种I/O控制方式及其主要优缺点。

正确答案

(1)询问方式。 又称程序直接控制方式。I/O指令或询问指令测试一台设备的忙闲标志位,决定主存储器和外围设备是否交换一个字符或一个字。
优点:原理比较简单,实现时无需增加额外的硬件设备,成本较低。
缺点:
①一旦CPU启动I/O设备,便不断查询I/O的准备情况,终止了原程序的执行。
②CPU在反复查询过程中,浪费了宝贵的CPU时间。
③I/O准备就绪后,CPU参与数据的传输工作,此时CPU也不能执行原程序。 
总之,询问方式的主要缺点是运行效率不高。 
(2)中断方式。CPU启动I/O设备后,不必查询I/O设备是否就绪,而是继续执行现行程序,对设备是否就绪不加过问。 
优点:不必忙式查询I/O准备情况,CPU和I/O设备可实现部分并行,提高了CPU的利用率。 
缺点:输入输出操作直接由中央处理器控制,每传送一个字符或一个字,都要发生一次中断,仍耗费大量中央处理器时间。 
(3)DMA方式。主存和I/O设备之间有一条数据通路,在主存和I/O设备之间成块地传送数据过程中,无需CPU干预,实际操作由DMA直接执行完成。
优点:线路比较简单,价格并不昂贵。 
缺点:增加主存地址寄存器、数据移位寄存器等硬件逻辑,不仅有中断结构,还增加了DMA传输控制机构。增加了制造成本,但功能较差,不能满足复杂I/O要求。 
(4)通道方式。通道能完成主存储器和外围设备之间的信息传送,与中央处理器并行地执行操作。
优点: 
①成独立体系,大大减少了外围设备和中央处理器的逻辑联系。把中央处理器从琐碎的输入输出操作中解放出来。 
②外围和中央处理器能实现并行操作。
③通道和通道之间能实现并行操作。
④各通道上的外围设备也能实现并行操作。
提高整个系统的效率。 
缺点:
①具有通道装置的计算机的主机、通道、控制器和设备之间采用四级连接,实施三级控制。设计技术比较复杂。 
②价格较高,一般在大型机中使用。

答案解析

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