【文章內(nèi)容簡介】 接發(fā)給主儲存器。 不需要做保存現(xiàn)場和恢復現(xiàn)場等工作，從而使 DMA方式的工作速度大大加快。 在 DMA控制器中，除了需要設置數(shù)據(jù)緩沖寄存器、設備狀態(tài)寄存器或控制寄存器之外，還要設置主存儲器地址寄存器，設備地址寄存器和數(shù)據(jù)交換個數(shù)計數(shù)器。 在 DMA方式開始之前要對 DMA控制器進行初始化，包括向DMA控制器傳送主存緩沖區(qū)首地址、設備地址、交換的數(shù)據(jù)塊的長度等，并啟動設備開始工作。在 DMA方式結束之后，要向 CPU申請中斷，在中斷服務程序中對主存儲器中數(shù)據(jù)緩沖區(qū)進行后處理。如果需要繼續(xù)傳送數(shù)據(jù)的話，要再次對 DMA控制器進行初始化。 在 DMA方式中， CPU不僅能夠與外圍設備并行工作，而且整個數(shù)據(jù)的傳送過程不需要 CPU的干預。如果主存儲器的頻帶寬度足夠的話，外圍設備的工作可以絲毫不影響 CPU運行它自身的程序。 DMA方式的工作流程 對于輸入設備： 從輸入介質上讀一個字節(jié)或字到 DMA控制器中的數(shù)據(jù)緩沖寄存器 BD中，如果輸入設備是面向字符的，則要把讀入的字符裝配成字。 若一個字還沒有裝配滿，則返回到上面；若校驗出錯，則發(fā)中斷申請；若一個字已經(jīng)裝配滿，則將 BD中的數(shù)據(jù)送入主存數(shù)據(jù)寄存器。 把主存地址寄存器 BA（在 DMA控制器中）中的地址送入主存地址寄存器，并且將 BA中的地址增值至下一個字地址。 把 DMA控制器內(nèi)的數(shù)據(jù)交換個數(shù)計數(shù)器 BC中的內(nèi)容減 1。 若 BC中的內(nèi)容為 0，則整個 DMA數(shù)據(jù)傳送過程全部結束，否則返回到最上面繼續(xù)進行。 DMA方式的工作流程 對于輸出設備： 把主存地址寄存器 BA（在 DMA控制器中）中的地址送入主存地址寄存器，并啟動主存儲器，同時將 BA中的地址增值至下一個字地址。 將主存儲器數(shù)據(jù)寄存器中的數(shù)據(jù)送入 DMA控制器的數(shù)據(jù)緩沖寄存器 BD中。如果輸出設備是面向字符的，則要把 BD中的數(shù)據(jù)拆卸字符。 把 BD中數(shù)據(jù)逐個字符（對于面向字符的設備）或整個字寫到輸出介質上。 把 DMA控制器內(nèi)的數(shù)據(jù)交換個數(shù)計數(shù)器 BC中的內(nèi)容減 1。 若 BC中的內(nèi)容為 0，則整個 DMA數(shù)據(jù)傳送過程全部結束，否則返回到最上面繼續(xù)進行。 目前使用的 DMA方式實際上有如下三種： 周期竊取方式 直接存取方式 數(shù)據(jù)塊傳送方式 中斷系統(tǒng) 在現(xiàn)代計算機系統(tǒng)中，中斷系統(tǒng)已經(jīng)不僅僅屬于輸入輸出系統(tǒng)。它除了被用來管理各種各樣的外圍設備之外，在整個計算機系統(tǒng)起著重要的作用。 本節(jié)主要介紹在中斷系統(tǒng)設計過程中軟件與硬件的功能分配及其相關的一些問題。 中斷源的組織 中斷系統(tǒng)的復雜性實際上是由 中斷源 的多樣性引起的。中斷源可以來自系統(tǒng)外部，也可以來自機器內(nèi)部，甚至處理機本身。中斷可以是硬件引起的，也可以是軟件引起的。把各種各樣的中斷源分類、分級組織好，是設計中斷系統(tǒng)時首先要做好的一件事情。 中斷源：引起中斷的各種事件稱為中斷源。 常見的中斷源有如下幾種類型： 由外圍設備引起的中斷。 由處理機產(chǎn)生的中斷。 由存儲器產(chǎn)生的中斷。 由控制器產(chǎn)生的中斷。 由總線產(chǎn)生的中斷。 實時過程控制產(chǎn)生的中斷。 實時鐘的定時中斷。 多處理機系統(tǒng)中，從其它處理機發(fā)送來的中斷，控制臺開關中斷等。 常見的中斷源有如下幾種類型： 程序調(diào)試過程中，執(zhí)行完一條指令或程序運行到一個實現(xiàn)事先設置的斷點時，通過中斷進入監(jiān)控程序，以便對被調(diào)試程序進行跟蹤或監(jiān)測。 硬件故障中斷。 1電源故障中斷。 IBM公司的機器，通常把中斷源分為 6類： 重新啟動中斷。 機器檢驗出錯中斷。 程序性錯誤引起的中斷。 訪問管理程序中斷。 外部事件中斷。 輸入輸出中斷。 有許多機器把中斷源分為可屏蔽中斷和不可屏蔽中斷兩大類，或稱為一般中斷和異常中斷（ Exception Interrupt）。對于不可屏蔽中斷，不能通過軟件屏蔽它，它一旦申請中斷服務，處理機必定會響應。對于可屏蔽中斷，可以通過軟件把它屏蔽掉。例如，如果不希望某一臺打印機工作，可以通過一條指令向這臺打印機發(fā)一個中斷屏蔽碼。在這以后，即使這臺打印機申請中斷服務，這個中斷申請信號也不能送往處理機。 有的機器按照中斷事件的緊迫程度來劃分可屏蔽中斷和不可屏蔽中斷，例如，把電源掉電、機器硬故障誤等劃分為不可屏蔽中斷。 在異常中斷中，有一類稱為自陷（ trap）中斷，它的中斷請求發(fā)生在一些特殊指令的末尾，經(jīng)中斷服務程序處理后返回到正常執(zhí)行程序的下一條指令繼續(xù)執(zhí)行。另一類稱為故障（ Fault）中斷，它的中斷請求可能發(fā)生在任何一條指令的執(zhí)行過程中，經(jīng)中斷服務程序處理后，要返回到原先發(fā)生故障的那條指令處重新執(zhí)行引起故障的那條指令。 還有一類稱為失效（ Abort）中斷，它的中斷請求也可能發(fā)生在一條指令的執(zhí)行過程中，但是，除非強制干預或系統(tǒng)重新復位，否則機器無法繼續(xù)正常工作下去。 中斷優(yōu)先級 中斷源的中斷請求一般是隨機的，在中斷源比較多的情況下，很可能同時發(fā)生多個中斷請求。 CPU必須安排一個響應和處理中斷的優(yōu)先順序。中斷優(yōu)先級的確定是一個涉及計算機系統(tǒng)全局的問題，主要由下列因素來決定： 中斷源的急迫性。 設備的工作速度。 數(shù)據(jù)恢復的難易程度。 要求處理機提供的服務量。 中斷系統(tǒng)的軟硬件功能分配 從中斷源發(fā)出中斷服務請求，到這個中斷服務請求被處理機響應并全部處理完成，其過程是相當復雜的。在設計一臺計算機的中斷系統(tǒng)時，如何恰當?shù)头峙渲袛嘞到y(tǒng)的軟件與硬件功能，是設計好中斷系統(tǒng)最關鍵的一個問題。 中斷系統(tǒng)中軟件與硬件的功能分配主要考慮如下兩個因素： 中斷響應時間 靈活性 軟件查詢法 識別中斷源最簡單的一種方法是軟件查詢法（ Pooling Meth