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地特四等 106年 [資訊處理] 計算機概要

第 22 題

當 CPU 與 I/O 模組在進行資料傳遞時,使用下列那種 I/O 技術,資料能直接由主記憶體傳送到 I/O 模組或由 I/O 模組送到主記憶體而不需要透過 CPU 來處理?
  • A 程序化 I/O(Programmed I/O)
  • B 中斷趨動的 I/O(Interrupt-Driven I/O)
  • C I/O 處理器(I/O Processor)
  • D 直接記憶體存取(Direct Memory Access, (DMA))

思路引導 VIP

想像 CPU 是一間公司的總經理,如果每次進出貨(資料傳輸)都要總經理親自搬運,會非常沒有效率。為了讓總經理專心做決策,你會建議聘請什麼樣的「專責主管」來直接處理倉庫(主記憶體)和外部廠商(I/O 設備)之間的貨物進出呢?這種放權的機制,在計算機中通常稱為什麼技術?

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太棒了,你選擇了 (C),這確實是正確答案!這道題目考查的是計算機組織中非常核心的 I/O 控制技術。當系統需要頻繁傳遞大量資料時,如果每一筆資料都讓 CPU 親自介入搬移,會嚴重拖垮系統效能,因此我們需要讓特定硬體來代勞。 I/O 控制技術的演進與爭議 值得注意的是,這是一道爭議題,考選部最終公告 (C) 與 (D) 皆為正確答案。我們最常聽到讓 I/O 模組直接與主記憶體溝通的技術是 (D) 直接記憶體存取 (DMA),它能接管匯流排,在不經過 CPU 的情況下完成資料傳輸。然而,(C) I/O 處理器 (IOP),又稱為 I/O 通道,其實是 DMA 的進階擴充版。IOP 擁有自己的指令集,不僅具備 DMA 的直接存取能力,還能獨立執行更複雜的 I/O 程式。因此,這兩項技術都能達成「直接由主記憶體傳送」的條件。

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