Способы обмена данными между устройствами ПЭВМ IBM PC

Программно-управляемый обмен подразумевает следующие действия: операцию чтения регистра состояния устройства для анализа его готовности; ожидание готовности (зацикливание предыдущего шага); обмен байтом или словом данных.

Такой обмен сильно загружает процессор, особенно если программа формирует управляющие сигналы обмена.

Обмен по прямому доступу к памяти в наименьшей степени загружает процессор – он занимается лишь анализом состояния и инициализацией канала DMA, но не передачей данных.

Обсудим теперь инициализацию и синхронизацию. Инициатором обмена выступает или ПО, или ПУ. Программа ожидает какого-либо события в ПУ, периодически читая его регистр состояния. Такой способ называется обменом по опросу готовности. Время реакции может составлять доли микросекунды, когда программа опрашивает устройство монопольно. Однако при этом процессор загружен бесполезной работой.

Другой подход – использование аппаратных прерываний, вырабатываемых устройством по событиям, требующим внимания программы. Программные обработчики аппаратных прерываний инициализируют блочный обмен или выполняют одиночную операцию пересылки. Время реакци зависит от множества факторов, включая режим работы процессора. В защищенном режиме прерывание приводит к автоматическому сохранению контекста задачи в стеке и переключению задач. Эти действия связаны с интенсивным обменом с памятью, так что отклик может достигать десятков микросекунд или гораздо больше, если задействована виртуальная память. В реальном режиме процессора ответ на прерывание приходит за единицы микросекунд.