微机原理
DMA控制器的基本组成包括哪些部件？各自作用如何？
题目
DMA控制器的基本组成包括哪些部件？各自作用如何？
参考答案和解析
正确答案:DMA控制器在硬件结构上具有以下基本的部件：地址寄存器：其作用是接收CPU预置的存储器起始地址以及在传送过程中自动修改地址，以指出下一个要访问的存储单元。
字节计数器：其作用是接收CPU预置的数据传送的总字节数以及在传送过程中控制传送过程何时结束，为此，该字节计数器应具有自动减1功能。控制寄存器：其作用是接收CPU的命令，以决定DMA传送方向，传送方式，如是输出（从内存到外设备）还是输入（从外设到内存）；传送一个数据还是一批数据等。状态寄存器：用来反映DMA控制器及外设备的当前工作状态等。内部定时与控制逻辑。
字节计数器：其作用是接收CPU预置的数据传送的总字节数以及在传送过程中控制传送过程何时结束，为此，该字节计数器应具有自动减1功能。控制寄存器：其作用是接收CPU的命令，以决定DMA传送方向，传送方式，如是输出（从内存到外设备）还是输入（从外设到内存）；传送一个数据还是一批数据等。状态寄存器：用来反映DMA控制器及外设备的当前工作状态等。内部定时与控制逻辑。
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相似问题和答案
第1题：
一只蓄电池由哪些主要零部件组成？各自起什么作用？
正确答案: 蓄电池由正负极板、硫酸（H2SO4）、隔板（有袋式、胶式、PVC式、木式等）及外壳（橡胶和塑料）等主要零部件组成。
正负极板是蓄电池的心脏，它直接影响蓄电池的容量、寿命及启动性能。
硫酸（电解液）密度的高低，对蓄电池的电压、容量有直接关系，对寿命的影响亦很大。对隔板也有一定影响。
隔板，主要是使正负极板不连接，确保蓄电池的各项电性能得以充分发挥。
外壳，蓄电池外壳是为了其美观、固定蓄电池各零部件、防止各有害物质渗入蓄电池内，确保蓄电池内电解液的纯度。
第2题：
自动变速器电子控制系统的基本组成部件有哪些？各部件起什么作用？
正确答案:主要由信号输入装置、自动变速器电子控制单元ECU和执行器等组成。
信号输入装置由各类传感器和开关信号等组成。作用是信号反馈到ECU，在ECU进行计算然后输出控制信号，通过换档电磁阀、离合器电磁阀等控制换档和锁止动作。
执行机构由各类电磁阀组成，作用是根据ECU的命令接通或切断液压回路。
ECU接到传感器反馈信号后，根据汽车车速、发动机转速及工作温度、节气门位置、歧管真空度、选档位置等输入信号参数选择换档。ECU根据即时变速杆的位置，对照参数计算选择最佳的档位位置，发出控制信号驱动换档电磁阀，令变速器换档。
第3题：
输入输出系统主要是研究如何解决主存进度和外部设备的速度不匹配问题。DMA是其中的一种方式。请回答下面的问题：
(1) DMA方式的基本概念．DMA方式的优缺点。
(2) DMA能完成哪些基本操作?
(3) DMA控制器由哪些基本逻辑部件组成?各部件功能是什么?
正确答案：(1)DMA方式的基本概念：直接访问内存DMA方式是一种完全由硬件执行I/O交换的工作方式。在这种方式中DMA控制器从CPU中完全接管对总线的控制数据交换不经过CPU而直接在内存储器和I/O设备之间进行。DMA方式一般用于高速地传送成组的数据。DMA控制器将向内存发出地址和控制信号、修改地址、对传送的字的个数计数并且以中断方式向CPU报告传送操作的结束。
DMA方式的主要优点是速度快。由于CPU根本不参加传送操作因此就省去了CPU取指令、取数、送数等操作。在数据传送过程中也不像中断方式那样要进行保存现场、恢复现场之类的工作。内存地址修改、传送字个数的计数等也不是由软件实现而是用硬件线路直接实现的。所以 DMA方式能满足高速I/O设备的要求也有利于CPU效率的发挥。正因为如此DMA方式在包括微型机在内的计算机中被广泛采用。DMA方式的缺点是硬件线路比较复杂。
(2)DMA的种类很多但各种DMA至少能执行以下一些基本操作：
①从外部设备发出DMA请求。
②CPU响应请求把CPU工作改成DMA操作方式DMA控制器从CPU接管总线的控制。
③由DMA控制器对内存寻址即决定数据传送的内存单元地址及数据传送个数的计数并执行数据传送的操作。
④向CPU报告DMA操作的结束。
(3)DMA控制器的基本组成及各部件功能c
①内存地址计数器
用于存放内存中要交换的数据地址。在DMA传送前需通过程序将数据在内存中的起始位置 (首地址)送到内存地址计数器。而当DMA传送时每交换一次数据将地址计数器加“1”从而以增量方式给出内存中要交换的一批数据的地址。
②字计数器
用于记录传送数据块的长度(多少字数)。其内容也是在数据传送之前由程序预置交换的字数通常以补码形式表示。在DMA传送时每传送一个字字计数器就加“1”当计数器溢出即最高位产生进位时表示这批数据传送完毕于是引起DMA控制器向CPU发出中断信号。
③数据缓冲寄存器
用于暂存每次传送的数据(一个字)．当输入时由设备(如磁盘)送往数据缓冲寄存器再由缓冲寄存器通过数据总线送到内存。反之输出时由内存通过数据总线送到数据缓冲寄存器然后再送到设备
④“DMA请求”标志
每当设备准备好一个数据字后给出一个控制信号使“DMA请求”标志置“1”。该标志置位后向“控制/状态”逻辑发出DMA请求后者又向CPU发出总线使用权的请求(HOLD)CPU响应此请求后发回响应信号HLDA“控制/状态”逻辑接收此信号后发出DMA响应信号使“DMA请求”标志复位为交换下一个字做好准备。
⑤“控制/状态”逻辑
由控制和时序电路以及状态标志等组成用于修改内存地址计数器和字计数器指定传送类型 (输入输出)并对“DMA请求”信号和CPU响应信号进行协调和同步。
⑥中断机
当字计数器溢出时(全0)意味着一组数据交换完毕由溢出信号触发中断机构向CPU提出中断报告。这里的中断与前面介绍的I/O中断所采用的技术相同但中断的目的不同前面是为了数据的输入或输出而这里是为了报告一组数据传送结束。因此它们是I/O系统中不同的中断事件。
(1)DMA方式的基本概念：直接访问内存DMA方式，是一种完全由硬件执行I/O交换的工作方式。在这种方式中，DMA控制器从CPU中完全接管对总线的控制，数据交换不经过CPU，而直接在内存储器和I/O设备之间进行。DMA方式一般用于高速地传送成组的数据。DMA控制器将向内存发出地址和控制信号、修改地址、对传送的字的个数计数，并且以中断方式向CPU报告传送操作的结束。 DMA方式的主要优点是速度快。由于CPU根本不参加传送操作，因此就省去了CPU取指令、取数、送数等操作。在数据传送过程中，也不像中断方式那样，要进行保存现场、恢复现场之类的工作。内存地址修改、传送字个数的计数等，也不是由软件实现，而是用硬件线路直接实现的。所以 DMA方式能满足高速I/O设备的要求，也有利于CPU效率的发挥。正因为如此，DMA方式在包括微型机在内的计算机中被广泛采用。DMA方式的缺点是硬件线路比较复杂。 (2)DMA的种类很多，但各种DMA至少能执行以下一些基本操作： ①从外部设备发出DMA请求。 ②CPU响应请求，把CPU工作改成DMA操作方式，DMA控制器从CPU接管总线的控制。 ③由DMA控制器对内存寻址，即决定数据传送的内存单元地址及数据传送个数的计数，并执行数据传送的操作。 ④向CPU报告DMA操作的结束。 (3)DMA控制器的基本组成及各部件功能c ①内存地址计数器 用于存放内存中要交换的数据地址。在DMA传送前，需通过程序将数据在内存中的起始位置 (首地址)送到内存地址计数器。而当DMA传送时，每交换一次数据，将地址计数器加“1”，从而以增量方式给出内存中要交换的一批数据的地址。 ②字计数器 用于记录传送数据块的长度(多少字数)。其内容也是在数据传送之前由程序预置，交换的字数通常以补码形式表示。在DMA传送时，每传送一个字，字计数器就加“1”，当计数器溢出，即最高位，产生进位时，表示这批数据传送完毕，于是引起DMA控制器向CPU发出中断信号。 ③数据缓冲寄存器 用于暂存每次传送的数据(一个字)．当输入时，由设备(如磁盘)送往数据缓冲寄存器，再由缓冲寄存器通过数据总线送到内存。反之，输出时，由内存通过数据总线送到数据缓冲寄存器，然后再送到设备， ④“DMA请求”标志 每当设备准备好一个数据字后给出一个控制信号，使“DMA请求”标志置“1”。该标志置位后向“控制/状态”逻辑发出DMA请求，后者又向CPU发出总线使用权的请求(HOLD)，CPU响应此请求后发回响应信号HLDA，“控制/状态”逻辑接收此信号后发出DMA响应信号，使“DMA请求”标志复位，为交换下一个字做好准备。 ⑤“控制/状态”逻辑 由控制和时序电路以及状态标志等组成，用于修改内存地址计数器和字计数器，指定传送类型 (输入输出)，并对“DMA请求”信号和CPU响应信号进行协调和同步。 ⑥中断机 当字计数器溢出时(全0)，意味着一组数据交换完毕，由溢出信号触发中断机构，向CPU提出中断报告。这里的中断与前面介绍的I/O中断所采用的技术相同，但中断的目的不同，前面是为了数据的输入或输出，而这里是为了报告一组数据传送结束。因此它们是I/O系统中不同的中断事件。
(1)DMA方式的基本概念：直接访问内存DMA方式，是一种完全由硬件执行I/O交换的工作方式。在这种方式中，DMA控制器从CPU中完全接管对总线的控制，数据交换不经过CPU，而直接在内存储器和I/O设备之间进行。DMA方式一般用于高速地传送成组的数据。DMA控制器将向内存发出地址和控制信号、修改地址、对传送的字的个数计数，并且以中断方式向CPU报告传送操作的结束。 DMA方式的主要优点是速度快。由于CPU根本不参加传送操作，因此就省去了CPU取指令、取数、送数等操作。在数据传送过程中，也不像中断方式那样，要进行保存现场、恢复现场之类的工作。内存地址修改、传送字个数的计数等，也不是由软件实现，而是用硬件线路直接实现的。所以 DMA方式能满足高速I/O设备的要求，也有利于CPU效率的发挥。正因为如此，DMA方式在包括微型机在内的计算机中被广泛采用。DMA方式的缺点是硬件线路比较复杂。 (2)DMA的种类很多，但各种DMA至少能执行以下一些基本操作： ①从外部设备发出DMA请求。 ②CPU响应请求，把CPU工作改成DMA操作方式，DMA控制器从CPU接管总线的控制。 ③由DMA控制器对内存寻址，即决定数据传送的内存单元地址及数据传送个数的计数，并执行数据传送的操作。 ④向CPU报告DMA操作的结束。 (3)DMA控制器的基本组成及各部件功能c ①内存地址计数器 用于存放内存中要交换的数据地址。在DMA传送前，需通过程序将数据在内存中的起始位置 (首地址)送到内存地址计数器。而当DMA传送时，每交换一次数据，将地址计数器加“1”，从而以增量方式给出内存中要交换的一批数据的地址。 ②字计数器 用于记录传送数据块的长度(多少字数)。其内容也是在数据传送之前由程序预置，交换的字数通常以补码形式表示。在DMA传送时，每传送一个字，字计数器就加“1”，当计数器溢出，即最高位，产生进位时，表示这批数据传送完毕，于是引起DMA控制器向CPU发出中断信号。 ③数据缓冲寄存器 用于暂存每次传送的数据(一个字)．当输入时，由设备(如磁盘)送往数据缓冲寄存器，再由缓冲寄存器通过数据总线送到内存。反之，输出时，由内存通过数据总线送到数据缓冲寄存器，然后再送到设备， ④“DMA请求”标志 每当设备准备好一个数据字后给出一个控制信号，使“DMA请求”标志置“1”。该标志置位后向“控制/状态”逻辑发出DMA请求，后者又向CPU发出总线使用权的请求(HOLD)，CPU响应此请求后发回响应信号HLDA，“控制/状态”逻辑接收此信号后发出DMA响应信号，使“DMA请求”标志复位，为交换下一个字做好准备。 ⑤“控制/状态”逻辑 由控制和时序电路以及状态标志等组成，用于修改内存地址计数器和字计数器，指定传送类型 (输入输出)，并对“DMA请求”信号和CPU响应信号进行协调和同步。 ⑥中断机 当字计数器溢出时(全0)，意味着一组数据交换完毕，由溢出信号触发中断机构，向CPU提出中断报告。这里的中断与前面介绍的I/O中断所采用的技术相同，但中断的目的不同，前面是为了数据的输入或输出，而这里是为了报告一组数据传送结束。因此它们是I/O系统中不同的中断事件。
第4题：
一般DMA 控制器应具有哪些基本功能？
正确答案:（1）能向CPU提出DMA请求，请求信号加到CPU的HOLD引脚上。
（2）CPU响应DMA请求后，DM控制器从CPU那儿获得对总线的控制权。在整个DMA操作期间，由DMA控制器管理系统总线，控制数据传送，CPU暂停工作。
（3）能提供读/写存储器或I/O设备的各种控制命令。
（4）确定数据传输的起始地址和数据的长度，每传送一个数据，能自动修改地址，使地址增1或减1，数据长度减1.
（5）数据传送完毕，能发出结束DMA传送的信号。
第5题：
控制器的基本功能是什么？它由哪些基本*部件组成？各部件作用是什么？
正确答案: 控制器的主要任务是：根据不同的指令、不同的状态条件，在不同的时间，产生不同的控制信号，控制计算机的各部件自动、协调地进行工作。
其基本功能包括：
1.控制指令的正确执行。
2.控制程序和教据的输入及结果的输出。
3.异常情况和特殊请求的处理。
控制器的基本*部件包括：
1.指令部件：用于完成取指令和分析指令。
2.时序控制部件：用于产生一系列时序信号，为各个微操作定时，以保证各个微操作的执行顺序。
3.微操作控制信号形成部件：根据指令部件提供的操作控制电位、时序部件所提供的各种时序信号，以及有关的状态条件，产生机器所需要的各种微操作控制信号。
4.中断控制逻辑：用于实现对异常情况和特殊请求的处理。
5.程序状态寄存器PSR：用于存放程序的工作状态（如管态、目态等）和指令执行的结果特征（如ALU运算的结果为零、结果为负、结果溢出等），表明系统的基本工作状态。
6.控制台：用于实现人与机器之间的通信联系，如启动或停止机器的运行、监视程序运行过程、对程序进行必要的修改或干预等。
第6题：
一个基本的DMA控制器应包括哪些逻辑构件？
正确答案: 应当包括：内存地址计数器；字计数器；数据缓冲寄存器；“DMA请求”标志；“控制/状态”逻辑；中断机构等逻辑构件
第7题：
DMA控制器的逻辑功能有哪些？
正确答案: 有以下功能：
（1）地址寄存器（16位），此寄存器用来存放所存取的存储字的地址。在操作开始时，它应存放所要存取的存储字的首地址。在每个DMA传送周期内，每传送一个字，其内容加（或减1）从而指定了下一次要传送的字的地址。
（2）字计数寄存器（16位），用来对要传送的存储字数目计数。在操作开始时，它的最初值应填入所要传送的存储字的总数，亦即数据缓冲器的长度。它应有减1功能，每传送一个字，其内容减1，当它等于零时，可作为传送结束的标志。
（3）状态寄存器或控制寄存器，可指定一寄存器或若干位，用以识别数据流方向（即指定“读”或“写”存储器操作），指示是否有DMA请求，DMA逻辑是否有效，DMA传送方式的选择，以及DMA结束标志。
第8题：
简述DMA控制器的组成。
正确答案:内存地址计数器、字计数器、数据缓冲寄存器、DMA请求标志、控制/状态逻辑、中断机构。
第9题：
PC/XT机有哪些输入输出方式？各自的特点如何？DMA控制器应具备哪些功能？
正确答案: 无条件方式：需要外设处于就绪状态，硬件简单；
查询方式：CPU需要不断地查询外设是否就绪，浪费CPU时间，硬件较简单；
中断方式：外设准备好后，向CPU发中断请求，请求CPU完成数据传输，外设与CPU并行；硬件又比前两者复杂。
DMA方式：CPU对DMAC初始化后，由DMAC控制总线完成数据传送；CPU与I/O并行。速度快，用于大量数据传输。DMAC占用总线时，CPU不能用。硬件更复杂。
第10题：
DMA控制器应具备哪些基本功能？
正确答案: D.MA控制器应具备应具有以下功能：
①接收外设的DMA请求（DREQ），向CPU发总线请求（HOLD）；
②当CPU发出总线响应信号（HLDA）时，接管对总线的控制，进入DMA方式；
③能发出地址信息，能对存储器寻址，能修改地址指针；
④能发出读/写等控制信号；
⑤能统计传送的字节数，能判断DMA传送是否结束；
⑥能发出DMA结束信号。