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题目内容 (请给出正确答案)
计算机系统中有多种实现数据输入和输出的控制方式,其中占用CPU时间最多的是( )

A.程序查询方式
B.中断方式
C.DMA方式
D.缓冲方式

参考答案

参考解析
解析:在计算机中,I/O系统可以有5种不同的工作方式,分别是程序控制方式、程序中断方式、DMA工作方式、通道方式、I/O处理机。
(1)程序控制方式
①无条件传送方式
无条件传送方式是在假定外设已经准备好的情况下,直接利用输入指令(IN指令)或输出指令(OUT指令)与外设传送数据,而不去检查(查询)外设的工作状态。这种传送方式的优点是控制程序简单。但它必须是在外设已经准备好的情况下才能使用,否则传送就会出错。所以在实际应用中无条件传送方式使用较少,只用于一些较简单外设的操作,如对开关信号的输入,对LED显示器的输出等。在此情况下,外设总是准备好的,它可以无条件地随时接收CPU发来的输出数据,也能够无条件地随时向CPU提供需要输入的数据。
②程序查询传送方式
程序查询传送方式也称为条件传送方式。在这种方式下,利用查询方式进行输入输出,就是CPU通过执行程序查询外设的状态,判断外设是否准备好接收数据或准备好了向CPU输入的数据。这种方法简单,硬件开销小,但I/O能力不高,严重影响CPU的利用率。
(2)程序中断
程序中断是指计算机执行现行程序的过程中,出现某些急需处理的异常情况和特殊请求,cpu暂时终止现行程序,而转去对随机发生的更紧迫的事件进行处理,在处理完毕后,cpu将自动返回原来的程序继续执行。在中断方式中CPU与外设可并行工作。
(3)DMA
直接内存存取DMA是指在内存与I/O设备间传送数据块的过程中,不需要CPU的任何干涉,只需要CPU在过程考试启动与过程结束时的处理,实际操作由DMA硬件直接执行完成,CPU在此传送过程中可做别的事情。在DMA方式中CPU与外设可并行工作。
(4)通道方式
通道是一种高级的I/O控制部件,它在一定的硬件基础上利用软件手段实现对I/O的控制和传送,更多地免去了CPU的介入,从而使主机和外设的并行程度更高。通道并不能完全脱离CPU,它还要受到CPU的管理,比如启动、停止等,而且通道还应该向CPU报告自己的状态,以便CPU决定下一步的处理。
(5)I/O处理机
I/O处理机除了能够完成通道的全部功能外,还可以进行码制转换、数据校正和校验、故障处理等。
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