主机和外设交换信息的方式有哪几种?简述各自的工作原理和特点。

题目
问答题
主机和外设交换信息的方式有哪几种?简述各自的工作原理和特点。
参考答案和解析
正确答案: 4种主机与外设交换信息方式。
1.程序查询方式
CPU检测外设是否准备好
是:在CPU与外设之间传送一个数据;否:返回上一步骤
特点:是CPU与外设间通过程序同步,CPU被外设独占,利用率低。
2.中断方式
外设准备好交换数据后,向CPU发送中断请求
CPU执行完当前指令后,暂停当前程序的执行,转向执行中断服务程序
在中断服务程序中,完成一个数据的传送
返回原来执行程序的断点处,继续执行
特点:在外设准备数据时,CPU与外设并行工作,CPU效率提高,且CPU可以同时被多个外设占用。
3.直接存储器访问(DMA)方式
与内存交换数据的操作交由DMA控制器来控制,不经过CPU。
特点:适合高速外设(如磁盘)进行块数据的传输。
4.通道与输入输出处理机方式
通道是一个具有特殊功能的处理器,它可以实现对外设的统一管理和外设与内存之间的数据传送。
特点:能独立地执行用通道指令编写的输入输出控制程序,产生相应的控制信号送给由它管辖的设备控制器,继而完成复杂的输入输出过程。
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相似问题和答案

第1题:

简述盘式制动器和鼓式制动器的工作原理及各自特点。


正确答案: 盘式制动器工作原理:制动时,制动盘内侧的活动制动块在制动液作用下由活塞推靠到制动盘上,同时制动钳上的反作用力将附装在制动钳支架中的固定制动块也推靠到制动盘上,夹住制动盘使其制动。
盘式制动器优点:散热能力强,热稳定性好;抗水衰退能力强;制动时的平顺性好;结构简单,维修方便;制动间隙小,便于自动调节。缺点:制动时无助势作用,故要求管路液压较高;防污性差,制动衬片磨损较快。
鼓式制动器工作原理:制动时,轮缸活塞在制动液压力的作用下向外推动制动蹄,制动蹄克服回位弹簧的弹力向外张开,压向制动鼓,产生制动力矩使汽车制动。
鼓式车轮制动器特点:就制动效能而言,在基本结构参数和轮缸工作压力相同的条件下,自增力式制动器最优,非平衡式车轮制动器制动效能的稳定性居中,平衡式车轮制动器的制动效能稳定性最好。

第2题:

CPU与外设交换数据的传送方式可分为哪几种?简要说明它们各自的特点。


正确答案: 为了实现CPU与外设之间的数据传送,通常采用以下3种I/O传送方式:程序传送;中断传送;直接存储器存取(DMA)传送。
当计算机工作任务较轻或CPU不太忙时,可以应用程序查询输入输出传送方式,它能较好地协调外设与CPU之间定时的差别;程序与接口电路比较简单。其主要缺点是:CPU必须做程序等待循环,不断测试外设的状态,直至外设为交换数据准备就绪时为止。这种循环等方式很花费时间,大大降低了CPU的运行效率。
对于中断传送方式,外设在处理数据期间,CPU就不必浪费大量时间去查询它们的状态,只待外设处理完毕主动向CPU提出请求(向CPU发中断请求信号),而CPU在每条指令执行的结尾阶段,均查询是否有中断请求信号(这种查询是由硬件完成的,不占用CPU的工作时间),若有,则暂停执行现行的程序,转去为申请中断的某个外设服务,以完成数据传送。中断传送方式的好处是大大提高了CPU的工作效率。
DMA方式或称为数据通道方式,是一种由专门的硬件电路执行I/O交换的传送方式,它让外设接口直接与内存进行高速的数据传送,而不必经过CPU,这样就不必进行保护现场之类的额外操作,可实现对存储器的直接存取。

第3题:

根据机械破碎岩石的方法,钻孔机械可分为哪几种?各自的工作原理、特点和适用条件。


正确答案: 旋转式钻机、冲击转动式钻机、旋转冲击式钻机。
(1)旋转式钻机:靠回转中心与钻孔中心一致的切削钻头的回转实现连续破岩,同时需要有相当的轴向力;钻进时,每个刃尖都按螺旋线运动,切削和破碎岩石用钻头的前刃面;用于中硬以下岩石。
(2)冲击转动式钻机:靠钻具的冲击力和回转切削力破碎岩石,各种凿岩机、潜孔钻机、钢绳冲击钻机等; 钻机能量的大部分消耗在产生冲击力上,较小部分用来回转钻具;表现为冲击负荷大,而扭矩和轴向力小; 在坚硬、极坚硬和耐磨蚀的岩石中使用比较有效 。
(3)旋转冲击式钻机:靠钻具的很大的(一般大于300kN)固定轴向静压和钻头的滚压作用破碎岩石;滚齿压入岩石的作用比冲击作用大,牙轮钻机;用于中硬以上岩石。

第4题:

主机与外设通过()进行信息交换。


正确答案:I/O接口

第5题:

I/O与主机交换信息有哪几种控制方式?各有何特点?


正确答案: (1)程序查询方式。其特点是主机与I/O串行工作。CPU启动I/O后,时刻查询I/O是否准备好,若设备准备就绪,CPU便转入处理I/O与主机间传送信息的程序;若设备未做好准备,则CPU反复查询,“踏步”等待直到I/O准备就绪为止。可见这种方式CPU效率很低
(2)程序中断方式。其特点是主机与I/O并行工作。CPU启动I/O后,不必时刻查询I/O是否准备好,而是继续执行程序,当I/O准备就绪时。向CPU发中断请求信号,CPU在适当时候响应I/O的中断请求,暂停现行程序为I/O服务。这种方式消除了“踏步”现象,提高了CPU效率
(3)DMA方式。其特点是主机与I/O并行工作,主存和I/O之间有一条直接数据通路。CPU启动I/O后,不必查询I/O是否准备好,当I/O准备就绪后,发出DMA请求,此时CPU不参与I/O和主存间的信息交换,只是把外部总线(地址线、数据线以及有关的控制线)的使用权暂时赋予DMA,仍然可以完成自身内部的操作(如加法、位移等),故不必中断现行程序,只需暂停一个存取周期访存(即周期挪用),CPU的效率高
(4)通道方式。通道是一个具有特殊功能的处理器,CPU把部分权力下放给通道,由它实现对外围设备的统一管理和外围设备与主存之间的数据交换,大大提高了CPU的效率,但它是以花费更多的硬件为代价。
(5)I/O处理机方式。它是通道方式的进一步发展,CPU将I/O操作及外围设备的管理权全部交给I/O处理机,其实质是多机系统,因而效率有更大提高

第6题:

I/O接口的功能是交换主机和外设的状态信息,使主机和外设的()相匹配,实现主机与外设之间的()交换。


正确答案:速度;数据

第7题:

微机系统中,主机与外设之间交换信息通常采用()、()、()方式。


正确答案:程序;中断;DMA

第8题:

常用溅射技术有哪几种,简述它们的工作原理和特点。


正确答案: 直流溅射——惰性气体,如氩,送入低压下的溅射腔体,电压加在电极上产生等离子体。加负直流电压的的是顶电极为需要淀积的源材料,例如铝或铝压板,作为靶材。硅片放置于底电极上,高能粒子撞击靶材,溅射出靶原子,这些原子以蒸汽形式自由走过等离子体撞击到硅片表面,凝聚并形成薄膜。
射频溅射——直流溅射方法的前提之一是靶材应具有较好的导电性。射频溅射是一种能适用于各种金属和非金属材料的一种溅射淀积方法。在两个电极之间接上高频电场时,因为高频电场可以经由其他阻抗形式耦合进入淀积室,不必要求电极一定是导电体。射频方法可以在靶材上产生自偏压效应.即在射频电场起作用的同时,靶材会自动地处于一个负电位,这将导致气体离子对其产生自发的轰击和溅射。在实际应用中,射频溅射的交流辉光放电是在l3.56MHz下进行的。
反应溅射——采用以纯金属作为溅射靶材,但在工作气体中通入适量的活性气体,使其在溅射淀积的同时生成特定的化合物,这种在淀积的同时形成化合物的溅射技术被称为反应溅射方法。
偏压溅射:溅射刻蚀和偏压溅射淀积溅射刻蚀:在淀积前的一个短时间内,将衬底和靶的电学连接相颠倒,可以使得衬底发生溅射而不是靶材,这样可以从晶圆片表面去除自然氧化物和残留的玷污。对于简单的磁控系统,如果衬底和淀积材料是导体,可以调节加于衬底上的相对于等离子体的偏压。因为溅射刻蚀的薄膜,在低偏压下可以重新淀积于晶圆片上,因而得到台阶覆盖的净改善。

第9题:

DMA方式进行外设与主机交换信息时,不需要向主机发出中断请求。


正确答案:正确

第10题:

主机与外设之间数据交换方式有哪几种?


正确答案:直接程序传送方式、程序中断数据传送方式、存储器直接存取(DMA)方式、通道传送方式。