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网络工程师 （10）设备管理

news 来源：原创 2025/5/21 18:15:21

前言

       设备管理中的数据传输控制方式是确保设备与内存（或CPU）之间高效、准确地进行数据传送的关键。

一、程序直接控制方式

1.工作原理：

       由CPU发出I/O指令，直接控制数据的传输过程。CPU需要不断查询外设的状态，以确定数据是否传输完成。

2.优点：

       其工作过程简单，不需要额外的硬件支持。

3.缺点：

  1. CPU和外围设备只能串行工作，这限制了数据传输的效率。
  2. CPU在一段时间内只能和一台外围设备交换数据信息，无法实现设备之间的并行工作，进一步降低了系统的整体性能。
  3. 程序直接控制方式通常只适用于CPU执行速度较慢且外围设备较少的系统。

二、中断控制方式

1.工作原理：

       当外设准备好数据或需要发送数据时，会向CPU发出中断请求。CPU在接收到中断信号后，暂停当前正在执行的程序，转而执行中断处理程序，完成数据的传输。传输完成后，CPU再返回到被中断的程序继续执行。

2.优点：

  1. 它显著提高了CPU的利用率，因为CPU可以在等待外设准备数据时执行其他任务。
  2. 它实现了设备之间的并行工作，提高了系统的整体性能。

3.缺点：

  1. 每次数据传输都需要中断CPU，这会增加CPU的中断处理负担。
  2. 如果中断处理不当，可能会导致数据丢失或系统崩溃。

三、直接存储器存取（DMA）方式

1.工作原理：

       DMA方式允许硬件设备与内存之间直接进行数据交换，无需CPU的介入。DMA控制器负责控制整个数据传输过程，包括数据的读取、写入和传输结束后的中断处理。CPU只需在数据传输开始时进行初始化操作，并在传输结束后处理中断即可。

2.优点：

  1. 它显著提高了数据传输的效率，因为CPU无需参与数据传输的每一个步骤。
  2. 它减少了CPU的负担，使得CPU可以专注于执行其他任务。

3.缺点：

          DMA方式也需要额外的DMA控制器硬件支持，这增加了系统的成本。

四、通道控制方式

1.工作原理：

       通道是一种特殊的处理器，它负责控制I/O设备与内存之间的数据传输。通道通过执行通道程序来管理数据传输的过程。CPU只需在数据传输开始时发出启动指令，并在传输结束后处理中断即可。通道控制方式进一步减轻了CPU的负担，并提高了数据传输的效率和可靠性。

2.优点：

  1. 它实现了CPU、通道和I/O设备之间的并行工作，进一步提高了系统的整体性能。
  2. 通道负责数据传输的具体过程，进一步减轻了CPU的负担。
  3. 通道控制方式具有较高的灵活性和可扩展性，可以适应不同类型和规模的I/O设备。

3.缺点：

       通道控制方式需要额外的通道硬件支持，并且通道程序的设计和维护需要一定的技术水平和经验。

 结语  

即使是在最绝望的时刻

也要保持微笑

！！！

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