Λύσεις — Μάθημα 3.8 · Τεχνικές μεταφοράς δεδομένων (Έλεγχος Γνώσεων, σελ. 128)
Απαντήσεις στις ερωτήσεις του βιβλίου για polling, διακοπές και DMA.
Τεχνική polling
Ερώτηση: Τι ονομάζουμε τεχνική polling;
Απάντηση:
- Την τεχνική όπου ο επεξεργαστής ελέγχει ανά τακτά χρονικά διαστήματα, μία-μία, τις μονάδες εισόδου, για να δει αν κάποια έχει νέο δεδομένο (ελέγχοντας ένα σήμα κάθε μονάδας).
Σύνοψη: (ενδεικτική) Τακτική σάρωση: ο επεξεργαστής ελέγχει περιοδικά κάθε μονάδα αν έχει νέο δεδομένο.
Κριτήρια αξιολόγησης:
- Κριτήριο: περιοδικός έλεγχος μία-μία των μονάδων.
Πλεον./μειον. polling
Ερώτηση: Ποια τα πλεονεκτήματα και μειονεκτήματα της τεχνικής polling;
Απάντηση:
- + Πλεονεκτήματα: απλή σχεδίαση υλικού & εύκολο πρόγραμμα.
- − Μειονεκτήματα: η εξυπηρέτηση γίνεται από πρόγραμμα (νέα συσκευή → αλλαγή προγράμματος)· χάνεται χρόνος ελέγχοντας συσκευές χωρίς δεδομένο· δουλεύει καλά μόνο για αργές συσκευές.
Σύνοψη: (ενδεικτική) + απλότητα υλικού/προγράμματος· − χάσιμο χρόνου σε άσκοπους ελέγχους, εξάρτηση από πρόγραμμα, μόνο για αργές συσκευές.
Κριτήρια αξιολόγησης:
- Κριτήριο: ≥1 πλεονέκτημα & ≥2 μειονεκτήματα.
Διακοπές ΚΑΙ γρήγορες συσκευές
Ερώτηση: Για ποιες συσκευές είναι κατάλληλη η τεχνική των διακοπών και γιατί;
Απάντηση:
- Για γρήγορες συσκευές.
- Γιατί ο επεξεργαστής ελέγχει το σήμα διακοπής σε κάθε εντολή (πολύ υψηλός ρυθμός) και από το υλικό → η συσκευή εξυπηρετείται σχεδόν αμέσως, χωρίς αναμονή και χωρίς σπατάλη υπολογιστικής ισχύος.
Σύνοψη: (ενδεικτική) Για γρήγορες συσκευές, γιατί ο έλεγχος γίνεται σε κάθε εντολή (από το υλικό) → άμεση εξυπηρέτηση.
Κριτήρια αξιολόγησης:
- Κριτήριο: γρήγορες συσκευές + αιτιολόγηση (έλεγχος ανά εντολή/υλικό).
Μεταφορά χωρίς επεξεργαστή
Ερώτηση: Μπορούν να μεταφερθούν δεδομένα στον διάδρομο χωρίς την παρέμβαση του επεξεργαστή; Αν ναι, πώς;
Απάντηση:
- Ναι, με την τεχνική DMA (Direct Memory Access).
- Ένας ελεγκτής DMA παίρνει τον έλεγχο του διαδρόμου και μεταφέρει τα δεδομένα (μνήμη↔περιφερειακά) χωρίς τη μεσολάβηση της ΚΜΕ, αφού πρώτα ο επεξεργαστής του δώσει τις πληροφορίες (διεύθυνση, πλήθος, μονάδα, κατεύθυνση).
Σύνοψη: (ενδεικτική) Ναι, με DMA: ελεγκτής DMA αναλαμβάνει τον διάδρομο και μεταφέρει τα δεδομένα χωρίς την ΚΜΕ.
Κριτήρια αξιολόγησης:
- Κριτήριο: αναφορά DMA & ελεγκτή DMA.
Είδη λειτουργίας DMA
Ερώτηση: Ποια είδη λειτουργίας DMA γνωρίζετε;
Απάντηση:
- Μεταφορά Ριπής (Burst Mode): ο ελεγκτής DMA παίρνει όλο τον έλεγχο του διαδρόμου μέχρι το τέλος → ταχύτερη μεταφορά (για γρήγορες μονάδες).
- Κλέψιμο Κύκλου (Cycle Stealing): ο DMA μεταφέρει μόνο όταν ο επεξεργαστής δεν χρησιμοποιεί τον διάδρομο → ταυτόχρονη λειτουργία επεξεργαστή & DMA (για αργές μονάδες).
Σύνοψη: (ενδεικτική) Μεταφορά Ριπής (Burst) και Κλέψιμο Κύκλου (Cycle Stealing).
Κριτήρια αξιολόγησης:
- Κριτήριο: οι δύο τρόποι με τη διαφορά τους (πλήρης vs μερικός έλεγχος διαδρόμου).