微机原理与接口技术：DMA周期窃取方式解析

"周期窃取的DMA方式-微机原理与接口技术" 在微机原理与接口技术中，周期窃取的DMA（直接存储器访问）方式是一种高效的数据传输机制，它允许外部设备如磁盘控制器直接与内存交换数据，而无需CPU的介入。这种技术在处理大量数据时尤其有效，因为它减少了CPU的等待时间，提高了系统的整体性能。 周期窃取的DMA过程可以分为以下几个步骤： 1. 当需要进行DMA传输时，DMA控制器（DMAC）向总线控制器发送总线请求信号（通常称为DREQ）。 2. CPU在完成当前操作后响应这个请求，同意将总线控制权交给DMAC。这通常发生在CPU的一个空闲周期，即“周期窃取”。 3. 一旦DMAC获得了总线控制权，它会立即开始传输数据，从I/O设备读取或写入内存。在这个阶段，CPU无法访问总线，因此被“窃取”了一个或多个总线周期。 4. 数据以块的形式传输，每次DMA控制器完成一个数据字节的传输，地址计数器就会增加，计数器减量以指向下一个要传输的数据位置。 5. 当数据块传输完毕，DMAC会释放总线控制权，至少让CPU使用一个总线周期，以便进行其他操作。 6. 在释放总线之后，DMAC会检查I/O设备是否还有更多的数据需要传输（通过DREQ信号）。如果存在，DMAC会重复上述过程；否则，DMA传输结束，系统恢复到正常操作。 在冯·诺依曼计算机体系结构中，理解DMA的重要性是至关重要的，因为传统的CPU执行模式下，数据传输需要CPU参与，这会占用大量的CPU资源。周期窃取的DMA方式通过让I/O设备直接与内存交互，降低了CPU的负担，使得CPU可以专注于执行更复杂的计算任务。 此外，学习微机原理与接口技术还包括掌握微型计算机的基本工作原理、汇编语言程序设计、接口技术，以及了解微机系统的整体概念。通过阅读指定的教材，如《微机原理与接口技术》（冯博琴，吴宁主编）以及相关的实验指导书，学生能够深化对这些主题的理解，提高微机系统软硬件开发的能力。课程内容涵盖了微机系统的组成、数制转换、逻辑运算、机器数的表示以及各种微处理器的工作原理等，这些都是构建和理解微机系统的基础。