软考高级架构师：数据传输控制方式：程序控制方式、程序中断方式、DMA方式、通道方式、IO处理机

作者：明明如月学长， CSDN 博客专家，大厂高级 Java 工程师，《性能优化方法论》作者、《解锁大厂思维：剖析《阿里巴巴Java开发手册》》、《再学经典：《Effective Java》独家解析》专栏作者。

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一、AI 讲解

数据传输控制方式是计算机系统中，用于管理和控制数据在系统组件之间传输的方法。不同的数据传输控制方式影响着计算机系统的性能和效率。

下面是主要的数据传输控制方式及其特点：

控制方式	特点
程序控制方式	CPU直接控制数据传输，每次传输都需要CPU介入，适用于少量数据传输。效率较低，因为它占用了CPU大量时间。
程序中断方式	在程序控制方式的基础上增加了中断机制，当IO设备准备好后通过中断信号通知CPU，减少了CPU的等待时间。
DMA方式	直接内存访问(DMA)方式允许外围设备直接和内存交换数据，无需CPU介入，适用于大量数据传输，可以显著提高传输效率。
通道方式	使用一种或多种专用的处理器来控制数据传输，可以并行处理多个IO操作，适合大型系统中高速的数据传输需求。
IO处理机方式	专门的处理器来处理所有的IO操作，与通道方式相似，但更加强调处理器的独立性和专门性，用于复杂或高性能的IO处理需求。

二、AI 出题

（1）题目

1. 程序控制方式的主要缺点是什么？
   A. 数据传输速度快
   B. 占用CPU大量时间
   C. 支持大量数据传输
   D. 适用于高性能计算

2. 程序终中断方式相比程序控制方式的主要改进是什么？
   A. 减少CPU等待时间
   B. 增加数据传输速度
   C. 减少内存占用
   D. 增加了数据传输的复杂度

3. DMA方式允许哪些组件直接交换数据？
   A. CPU和IO设备
   B. IO设备和内存
   C. CPU和内存
   D. IO设备和外部存储器

4. 在通道方式中，数据传输是由什么控制的？
   A. CPU
   B. 专用处理器
   C. 内存
   D. 外部存储器

5. IO处理机方式的特点是什么？
   A. 减少CPU的负担
   B. 提高数据传输的复杂度
   C. 降低数据传输效率
   D. 增加内存的使用

6. 对于需要大量数据传输的应用，哪种数据传输控制方式最为适合？
   A. 程序控制方式
   B. 程序终端方式
   C. DMA方式
   D. 通道方式

7. 程序中断方式的数据传输中断机制的主要作用是什么？
   A. 提高数据传输速度
   B. 减少数据丢失
   C. 减少CPU等待时间
   D. 增加数据安全性

8. DMA方式的数据传输不需要哪个组件的直接干预？
   A. CPU
   B. 内存
   C. IO设备
   D. 专用处理器

9. 通道方式适用于哪种场景？
   A. 小型系统中的简单数据传输
   B. 大型系统中的高速数据传输
   C. 大量数据存储
   D. 低速网络传输

10. IO处理机方式与通道方式相比，更强调的是什么？
    A. 数据传输速度
    B. 处理器的独立性和专门性
    C. 数据的安全性
    D. 减少内存使用

（2）答案和解析

1. 答案：B。程序控制方式的主要缺点是占用CPU大量时间，因为每次数据传输都需要CPU直接介入。

2. 答案：A。程序中断方式通过增加中断机制，当IO设备准备好后通过中断信号通知CPU，从而减少CPU的等待时间。

3. 答案：B。DMA方式允许IO设备和内存之间直接交换数据，无需CPU介入。

4. 答案：B。在通道方式中，数据传输是由一种或多种专用的处理器来控制的。

5. 答案：A。IO处理机方式的特点是有专门的处理器来处理所有的IO操作，从而减少CPU的负担。

6. 答案：C。对于需要大量数据传输的应用，DMA方式最为适合，因为它允许外围设备直接和内存交换数据，提高了传输效率。

7. 答案：C。程序中断方式的数据传输中断机制的主要作用是减少CPU等待时间。

8. 答案：A。DMA方式的数据传输不需要CPU的直接干预。

9. 答案：B。通道方式适用于大型系统中的高速数据传输，因为它使用专用处理器来控制数据传输。

10. 答案：B。IO处理机方式与通道方式相比，更强调处理器的独立性和专门性，以适应复杂或高性能的IO处理需求。

三、真题