判断题：CPU与接口交换数据的方式中，查询方式花费CPU的时间最多

Answer 1

方法1： 她先给孩子甲一块糖，盯着甲吃完，然后再给第二块，等吃完第二块又给第 三 块，吃完第三块又给第四块。接着给孩子乙，其过程与孩子甲完全一样。依次类推 ，直至到 第10个孩子发完四块糖。看来这种方法效率太低，重要之点还在于孩子们吃 糖时她一直在守 候，什么事也不能干。
方法2： 每人发一块糖各自去吃，并约定谁吃完后就 向她举手报告，再发第二块。看 来这种新方法提高了工作效率，而且在未接到孩子们吃完糖 的 报告以前，她还可以 腾出时间给孩子们改作业。但是这种方法还可以改进。
方法3： 进行批处理：每人拿4块糖各自去吃，吃完4块糖后再向她报告。显然这种方 法工作 效率大大提高，她可以腾出更多的时间改作业。
方法4： 权力下放，把发糖的事交给另一个人分管，只是必要时她才过问一下。

在计算机系统中，CPU管理外围设备也有几种类似的方式：
1 程序查询方式 　　程序查询方式是早期计算机中使用的一种方式。数据在CPU和外围设备之间的传送 完全靠计算机程序控制，查询方式的优点是CPU的操作和外围设备的操作能够同步，而 且硬件结构比较简单。但问题是，外围设备动作很慢，程序进入查询循环时将白白浪 费掉CPU很多时间。这种情况同上述例子中第一种方法相仿，CPU此时只能等待，不能 处理其他业务。即使CPU采用定期地由主程序转向查询设备状态的子程序进行扫描轮询 的办法，CPU宝贵资源的浪费也是可观的。因此当前除单片机外，很少使用程序查询方 式。
2 程序中断方式 　　中断是外围设备用来“主动”通知CPU，准备送出输入数据或接收输出数据的一种 方法。通常，当一个中断发生时，CPU暂停它的现行程序，而转向中断处理程序，从而 可以输入或输出一个数据。当中断处理完毕后，CPU又返回到它原来的任务，并从它停 止的地方开始执行程序。这种方式和我们前述例子的第二种方法相类似。可以看出， 它节省了CPU宝贵的时间，是管理I/O操作的一个比较有效的方法。中断方式一般适用 于随机出现的服务，并且一旦提出要求，应立即进行。同程序查询方式相比，硬件结 构相对复杂一些，服务开销时间较大。
3 直接内存访问(DMA)方式 　　用中断方式交换数据时，每处理一次I/O交换，约需几十微秒到几百微秒。对于一 些高速的外围设备，以及成组交换数据的情况，仍然显得速度太慢。直接内存访问 (DMA)方式是一种完全由硬件执行I/O交换的工作方式。这种方式既考虑到中断响应， 同时又要节约中断开销。此时，DMA控制器从CPU完全接管对总线的控制，数据交换不 经过CPU，而直接在内存和外围设备之间进行，以高速传送数据。这种方式和前述例子 的第三种方法相仿，主要优点是数据传送速度很高，传送速率仅受到内存访问时间的 限制。与中断方式相比，需要更多的硬件。DMA方式适用于内存和高速外围设备之间大 批数据交换的场合。
4 通道方式 　　DMA方式的出现已经减轻了CPU对I/O操作的控制，使得CPU的效率有显著的提高， 而通道的出现则进一步提高了CPU的效率。这是因为，CPU将部分权力下放给通道。通 道是一个具有特殊功能的处理器，某些应用中称为输入输出处理器(IOP)，它可以实现 对外围设备的统一管理和外围设备与内存之间的数据传送。这种方式与前述例子的第 四种方法相仿，大大提高了CPU的工作效率。然而这种提高CPU效率的办法是以花费更 多硬件为代价的。
5 外围处理机(PPU)方式 　　外围处理机(PPU)方式是通道方式的进一步发展。由于PPU基本上独立于主机工作 ，它的结构更接近一般处理机，甚至就是微小型计算机。在一些系统中，设置了多台 PPU，分别承担I/O控制、通信、维护诊断等任务。从某种意义上说，这种系统已变成 分布式的多机系统。 　　

综上所述，程序查询方式和程序中断方式适用于数据传输率比较低的外围设备，而DMA方式、 通道方式 和PPU方式适用于数据传输率比较高的设备。目前，单片机和微型机中多采 用程序查询方式、程序中断方式和DMA方式。通道方式和PPU方式大都用在中、大型计 算机中。 总结：单片机多数用程序查询方式；微机则用中断和DMA方式；大中型计算机采用通道 方式和PPU方式。