
【计】 polling operation
poll
【计】 poll; polling; roll poling
handle; manipulate; operate
【计】 FUNC; O; OP
【化】 manipulation
【医】 procedure; technic; technique
【经】 operation
轮询操作(Polling)是计算机与电子工程领域的核心概念,指处理器主动、周期性地查询外部设备状态以确定其是否准备好进行数据交换的操作机制。以下是基于专业术语的汉英对照解析:
英文对应:Polling
定义:CPU通过循环检测(cyclic checking)I/O设备的寄存器状态位(status bit),判断设备是否就绪(ready)或需要服务(service request)。
技术本质:一种同步通信机制(synchronous communication),由控制器主导数据交换时机,与中断驱动(interrupt-driven)模式形成对比。
CPU向设备发送控制命令(control command),启动操作(如读取传感器数据)。
CPU反复读取设备状态寄存器(status register),检测"忙闲标志位"(busy/idle flag),直至设备返回就绪信号。
就绪后执行数据读写(data read/write),完成后重置状态标志。
典型代码逻辑示例:
while (device_status == BUSY) { // 轮询等待
// 空循环或延时
}
transfer_data; // 执行数据交换
实现简单,无需中断处理程序(ISR)的上下文切换开销。
CPU资源浪费:空闲等待消耗计算周期,降低系统效率,公式表示为:
$$ text{CPU利用率损失} = frac{T{text{poll}}}{T{text{total}}} times 100% $$
其中 ( T{text{poll}} ) 为轮询耗时,( T{text{total}} ) 为任务总周期。
Abraham Silberschatz 定义轮询为:"CPU重复检查设备状态寄存器直至操作完成的I/O控制方案"(第9版,ISBN 978-1118063330)。
将Polling归类为"访问协议"(access protocol),用于仲裁共享介质访问权(IEEE Std 610.10-1994)。
中文 | 英文 | 释义 |
---|---|---|
中断 | Interrupt | 设备主动通知CPU的异步机制 |
就绪状态 | Ready State | 设备可立即响应操作的状态 |
忙等待 | Busy Waiting | CPU在轮询期间的空转行为 |
状态寄存器 | Status Register | 存储设备当前状态的硬件寄存器 |
注:在嵌入式系统设计中,轮询常与中断机制结合使用,通过混合策略(hybrid approach)平衡实时性与资源开销。
轮询操作(Polling)是一种计算机系统中用于主动检测设备或资源状态的同步机制。其核心原理是通过程序循环、定期地查询目标对象的状态变化,而非等待异步事件触发响应。以下是详细解释:
优点 | 缺点 |
---|---|
实现简单,无需复杂事件驱动框架 | 资源消耗高(CPU持续占用) |
适用于低频率状态变化场景 | 延迟不可控(依赖轮询间隔) |
避免中断冲突,适合资源受限环境 | 低效(多数查询可能无实际变化) |
若轮询间隔为 $T$,设备状态变化的平均间隔为 $t$,则轮询的平均响应延迟为: $$ text{延迟} = frac{T}{2} quad (text{当 } t ll T text{ 时}) $$
轮询操作适用于简单、低负载或资源受限的场景,但在高实时性要求或频繁状态变化的系统中需谨慎使用,优先考虑中断或事件驱动方案。
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