Прямой доступ к памяти - раздел Компьютеры, Обзор компьютерных систем Хотя Ввод-Вывод, Управляемый Прерываниями, Более Эффективен, Чем Простой Про...
Хотя ввод-вывод, управляемый прерываниями, более эффективен, чем простой программируемый ввод-вывод, он все еще занимает много процессорного времени для передачи данных между памятью и контроллером ввода-вывода (при этомчерез процессор должны пройти все пересылаемые данные). Таким образом, обе описанные формы ввода-вывода обладают двумя недостатками.
1. Скорость передачи данных при вводе-выводе ограничена скоростью, с которой процессор может проверять и обслуживать устройство.
2. Процессор занят организацией передачи данных; при вводе-выводе для каждой передачи данных должна быть выполнена определенная последовательность команд.
Для перемещения больших объемов данных может использоваться более эффективный метод — прямой доступ к памяти (direct memory access — DMA). Функции DMA выполняются отдельным контроллером системной шины или могут быть встроены в контроллер ввода-вывода. В любом случае метод работает следующим образом. Когда процессору нужно прочитать или записать блок данных, он генерирует команду для модуля DMA, посылая ему следующую информацию:
• указание, требуется ли выполнить чтение или запись;
• адрес устройства ввода-вывода;
• начальный адрес блока памяти, использующегося для чтения или записи;
• количество слов, которые должны быть прочитаны или записаны.
Передав полномочия по выполнению этих операций контроллеру DMA, процессор продолжает работу. Контроллер DMA слово за словом передает весь блок данных в память или из нее» не задействуй при этом процессор. После окончания передачи контроллер DMA посылает процессору сигнал прерывания. Таким образом, процессор участвует только в начале и в конце передачи (рис. 1.19,в).
Для передачи данных в память и из нее контроллеру DMA нужен контроль над шиной. Если в это время процессору также нужна шина, может возникнуть конфликтная ситуация, и процессор должен ждать окончания работы модуля DMA. Заметим, что в этом случае нельзя говорить о прерывании, так как процессор не сохраняет информацию о состоянии задачи и не переходит к выполнению других операций. Вместо этого он вынужден сделать паузу на время выполнения одного цикла шины. В результатеэто приведет к тому, что вовремя передачи данных с использованием прямого доступа к памяти замедляется выполнение процессоромтех команд, для которых ему требуется шина. Тем не менее при передаче большого количества информации прямой доступ к памяти намного более эффективен, чем программируемый ввод-вывод или ввод-вывод. управляемый прерываниями.
Таблица Классы прерываний Программнное прерывание Прерывание по таймеру Прерывание... Прерывания в основном предназначены для повышения эффективности ра боты Например большинство устройств ввода вывода...
Если Вам нужно дополнительный материал на эту тему, или Вы не нашли то, что искали, рекомендуем воспользоваться поиском по нашей базе работ:
Прямой доступ к памяти
Что будем делать с полученным материалом:
Если этот материал оказался полезным ля Вас, Вы можете сохранить его на свою страничку в социальных сетях:
Обзор компьютерных систем
1.1. Основные элементы
1.2. Регистры процессора
1.3. Исполнение команд
1.4. Прерывания
1.5. Иерархия запоминающих устройств
1.6. Кэш
1.7. Техно
ОСНОВНЫЕ ЭЛЕМЕНТЫ
На макроуровне компьютер состоит из процессора, памяти и устройств ввода-вывода; при этом каждый компонент представлен одним или несколькими модулями. Чтобы компьютер мог выполнять свое основное п
РЕГИСТРЫ ПРОЦЕССОРА
В процессоре имеется набор регистров, представляющих собой область памяти быстрого доступа» но намного меньшей емкости, чем основная память. Регистры процессора выполняют две функции.
Регистры, доступные пользователю
К доступным регистрам пользователь может обращаться с помощью команд машинного языка. К этим регистрам, как правило, имеют доступ все программы — как приложения, так и системные. Обычно среди дост
Управляющие регистры и регистры состояния
Для контроля над работой процессора используются различные регистры. В большинстве машин эти регистры в основном не доступны пользователю. Некоторые из них могут быть доступны для машинных команд,
ИСПОЛНЕНИЕ КОМАНД
Программа, которую выполняет процессор, состоит из набора хранящихся в памяти команд. В простейшем виде обработка команд проходит в две стадии: процессор считывает (выбирает) из памяти, а затем зап
Выборка и исполнение команды
В начале каждого цикла процессор выбирает из памяти команду. Обычно адрес ячейки, из которой нужно извлечь очередную команду, хранится в программном счетчике (PC), Если не указано иное, после извл
Функции ввода-вывода
До сих пор мы рассматривали операции компьютера, управляемые процессором, основное внимание обращая на взаимодействие процессора и памяти. О роли компонентов ввода-вывода было упомянуто лишь вскол
Прерывания и цикл команды
Благодаря прерываниям во время выполнения операций ввода-вывода процессор может быть занят обработкой других команд. Рассмотрим ход процесса, показанный на рис. 1.5,б. Как и в предыдущем с
Множественные прерывания
До сих пор нами рассматривался случай возникновения одного прерывания. Представим себе ситуацию, когда может произойти несколько прерываний. Например, программа получает данные по коммуникационной
Многозадачность
Бывает, что для эффективного использования процессора одних прерываний недостаточно. Обратимся, например, к рис. 1.9,6. Если время, которое требуется для выполнения операций ввода-в
ИЕРАРХИЯ ЗАПОМИНАЮЩИХ УСТРОЙСТВ
Конфигурация памяти компьютера в основном определяется тремя параметрами: объем, быстродействие, стоимость.
Вопрос об объеме решить не так просто. Какой большой ни была бы память, все ра
Обоснование
При выполнении каждого цикла команды процессор по крайней мере один раз обращается к памяти, чтобы произвести выборку команды. Часто это происходит повторно, причем возможны случаи нескольких повто
Принципы работы кэша
Кэш предназначен для того, чтобы приблизить скорость доступа к памяти к максимально возможной, и в то же время обеспечить большой объем памяти по цене более дешевых типов полупроводниковой памяти.
Внутреннее устройство кэша
В данной книге внутреннее устройство кэша подробно не рассматривается. В этом разделе кратко перечислены лишь основные его элементы. В дальнейшем читатель сможет убедиться, что при изучении устройс
Программируемый ввод-вывод
Когда процессору при выполнении программы встречается команда, связанная с вводом-выводом, он выполняет ее, передавая соответствующие команды контроллеру ввода-вывода. При программи
Ввод-вывод с использованием прерываний
Проблема программируемого ввода-вывода состоит в том, что процессор должен долго ждать, пока контроллер ввода-вывода будет готов читать или принимать новые данные. Во время ожидания процессор долж
Локализация
Основой для повышения производительности двухуровневой памяти является принцип локализации, о котором шла речь в разделе 1.5. Основной постулат состоит в том, что последовательные обращения к памя
Функционирование двухуровневой памяти
Принцип локализации может быть использован для разработки схемы двухуровневой памяти. Память верхнего уровня (Ml) имеет меньшую емкость, она быстрее, и каждый ее бит дороже по сравнению с памятью
Производительность
Рассмотрим некоторые параметры, характеризующие механизм двухуровневой Памяти. Сначала рассмотрим стоимость, которая выражается следующим образом:
Реализация стека
Стек — это упорядоченный набор элементов, причем при обращении к нему можно получить доступ лишь к одному из элементов. Этот элемент называется вершиной стека. Число элементов стека (его дли
Вызов процедуры и возврат из нее
Общепринятым методом управления вызовами процедур и возвратами из них является использование стека. При обработке вызова процессор помещает в стек адрес возврата. При возврате из проц
Реентерабельные процедуры
Реентерабельная (повторно входимая) процедура является весьма полезной концепцией, особенно успешно применяемой в многопользовательских и многозадачных системах. Реентерабельной называется процеду
Хотите получать на электронную почту самые свежие новости?
Подпишитесь на Нашу рассылку
Наша политика приватности обеспечивает 100% безопасность и анонимность Ваших E-Mail
Новости и инфо для студентов