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  3. 为了快速传送大量数据，微型计算机中采用存储器直接访问技术，简称DMA。用 DMA方式传送时，在存储器和(37)之间直接建立高速传输数据的通路，不需要(38)的干预。 利用DMA方式传送数据时，数据的传送过程完全由称为DMA控制器的硬件控制。 DMA控

为了快速传送大量数据，微型计算机中采用存储器直接访问技术，简称DMA。用 DMA方式传送时，在存储器和(37)之间直接建立高速传输数据的通路，不需要(38)的干预。 利用DMA方式传送数据时，数据的传送过程完全由称为DMA控制器的硬件控制。 DMA控

admin2019-03-04  43
问题 为了快速传送大量数据，微型计算机中采用存储器直接访问技术，简称DMA。用 DMA方式传送时，在存储器和(37)之间直接建立高速传输数据的通路，不需要(38)的干预。
   利用DMA方式传送数据时，数据的传送过程完全由称为DMA控制器的硬件控制。 DMA控制器具有下列功能：
   (1)向CPU申请(39)传送。
   (2)在CPU允许DMA工作时，处理总线控制的转交。
   (3)在DMA期间管理(40)，控制数据传送。
   (4)确定数据传送的起始地址和(41)，并在传送过程中不断修正。
   (5)数据传送结束时，给出表示DMA操作完成的信号。
选项 A、控制台
B、硬件
C、外部设备
D、数据长度
E、CPU
答案D
解析 直接存储器存取(Direct Memory Access，DMA)方式可以使得数据从I/O模块到主存的传输过程中，无需CPU的中转，这个工作转移给了DMA控制器(DMAC)来完成，这种方式可以实现高速的数据传输。
   (1)DMA控制器
   DMAC既能访问系统总线，也能独立访问主存，因此，DMAC能完成主存和I/O设备之间的数据交换。DMAC的过程如图1-7所示。
   地址寄存器是内存地址，每传递一个数据，将这个寄存器加1，长度寄存器减1，当长度寄存器为0时，给中断机构完成信号，通知CPU进行后续处理。
      
   当CPU收到I/O请求时，向DMAC发出相应指令。DMAC首先判断外设是否可用，如果可用，则填充地址寄存器、长度寄存器等，向CPU发出总线请求信号，申请总线的处理权。CPU收到总线请求信号时，让出总线控制权，然后DMAC将数据在外设和内存指定区域之间进行传送，而长度寄存器保存的值随着数据的传送不断减小，当减小到0时，通过中断机构向CPU发出中断请求，CPU响应中断，对内存中的数据进行后续的处理。
   (2)DMA的传送过程
   DMA的传送过程如图1-8所示。
         
   在DMA传输过程中，CPU停止访问主存，只进行一些与总线无关的内部操作。这种方法常用于高速的I/O设备。优点是减少系统总线控制权的交换次数，实现简单；缺点是使CPU在DMA过程中基本上无所事事。为了克服这个缺点，一般采用时间片轮转法和借用周期法。
   时间片轮转法按照一定时间间隔，将总线控制权分别轮换着交给CPU和DMAC。这样CPU就不会停止工作，但往往外设的速度低，可能使得DMAC的某些时间空转。因此，就效率而言，时间片轮转法的效率仍然不高。
   借用周期法是时间片轮转法的改进，即当有DMA操作时，DMAC控制总线访问内存，其他时间由CPU控制总线。这种方式适合于外设速度远低于总线速度的高速主机，由于要判断DMAC’是否需要使用总线，所以实现起来比较复杂。
   (3)DMA方式和中断方式的区别
   DMA方式中使用到了中断，但是DMA和中断这两种I/O方式是有很大区别的。它们最根本的区别在于，使用中断方式时，主存和I/O控制器之间的数据传送仍然需要用CPU来操作，需要使用CPU的寄存器等资源，如图1-9所示。
     
   而且，由于I/O控制器的数据寄存器大小有限，所以一个数据传送过程往往需要多次，这样就很频繁地发生中断。由于中断调用过程使用了CPU的资源，所以CPU必须保护现场，从而在相当大的程度上增加了处理时间。而在DMA传送过程中，虽然 DMAC可能需要暂停CPU的执行，来达到控制总线的目的，但是这种暂停只是机器周期的中断，而且这个暂停CPU不需要保护现场，没有切换任务的操作。当数据传送完成后，才有一个中断，通知CPU进行数据传送的后续工作。因此，DMA方式提供了比中断方式更好的并行性。
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