計(jì)算機(jī)組成原理課后答案(高教版)5

1、2022-3-131I/O有哪些編址方式？各有何特點(diǎn)？有哪些編址方式？各有何特點(diǎn)？解：有兩種：解：有兩種： I/O與內(nèi)存統(tǒng)一編址和與內(nèi)存統(tǒng)一編址和I/O獨(dú)立編址；獨(dú)立編址；統(tǒng)一編址方式的統(tǒng)一編址方式的I/O地址采用與主存單元地址完全一樣的格式，地址采用與主存單元地址完全一樣的格式，I/O設(shè)備和主設(shè)備和主存占用同一個(gè)地址空間，存占用同一個(gè)地址空間，CPU可像訪問主存一樣訪問可像訪問主存一樣訪問I/O設(shè)備，不需要安排專設(shè)備，不需要安排專門的門的I/O指令。指令。獨(dú)立編址方式時(shí)機(jī)器為獨(dú)立編址方式時(shí)機(jī)器為I/O設(shè)備專門安排一套完全不同于主存地址格式的地址設(shè)備專門安排一套完全不同于主存地址格式的地址編碼

2、，此時(shí)編碼，此時(shí)I/O地址與主存地址是兩個(gè)獨(dú)立的空間，地址與主存地址是兩個(gè)獨(dú)立的空間，CPU需要通過專門的需要通過專門的I/O指令來訪問指令來訪問I/O地址空間。地址空間。討論：討論：I/O編址方式的意義：編址方式的意義：I/O編址方式的選擇主要影響到指令系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí)編址方式的選擇主要影響到指令系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí)I/O指令的安排，因此描述其指令的安排，因此描述其特點(diǎn)時(shí)一定要說明此種特點(diǎn)時(shí)一定要說明此種I/O編址方式對應(yīng)的編址方式對應(yīng)的I/O指令設(shè)置情況。指令設(shè)置情況。I/O與內(nèi)存統(tǒng)一編址方式將與內(nèi)存統(tǒng)一編址方式將I/O地址看成是存儲地址的一部分，占用主存空間；地址看成是存儲地址的一部分，占用主存空間；問

3、題：確切地講，問題：確切地講， I/O與內(nèi)存統(tǒng)一編址的空間為總線空間，與內(nèi)存統(tǒng)一編址的空間為總線空間，I/O所占用的是內(nèi)所占用的是內(nèi)存的擴(kuò)展空間。存的擴(kuò)展空間。I/O獨(dú)立編址方式有明顯的獨(dú)立編址方式有明顯的I/O地址標(biāo)識，而地址標(biāo)識，而I/O與內(nèi)存統(tǒng)一的編址方式?jīng)]有；與內(nèi)存統(tǒng)一的編址方式?jīng)]有；問題：無論哪種編址方式，問題：無論哪種編址方式，I/O地址都是由相應(yīng)的指令提供的，而地址本身并地址都是由相應(yīng)的指令提供的，而地址本身并沒有特殊的標(biāo)識。沒有特殊的標(biāo)識。2022-3-1322. 簡要說明簡要說明CPU與與I/O之間傳遞信息可采用哪幾種聯(lián)絡(luò)方式？它們分別用于什之間傳遞信息可采用哪幾種聯(lián)絡(luò)方式？

4、它們分別用于什么場合？么場合？答：答： CPU與與I/O之間傳遞信息常采用三種聯(lián)絡(luò)方式：直接控制（立即響應(yīng)）、之間傳遞信息常采用三種聯(lián)絡(luò)方式：直接控制（立即響應(yīng)）、 同步、異步。同步、異步。 適用場合分別為：適用場合分別為：直接控制直接控制適用于結(jié)構(gòu)極簡單、速度極慢的適用于結(jié)構(gòu)極簡單、速度極慢的I/O設(shè)備，設(shè)備，CPU直接控制外設(shè)處于直接控制外設(shè)處于某種狀態(tài)而無須聯(lián)絡(luò)信號。某種狀態(tài)而無須聯(lián)絡(luò)信號。同步方式同步方式采用統(tǒng)一的時(shí)標(biāo)進(jìn)行聯(lián)絡(luò)，適用于采用統(tǒng)一的時(shí)標(biāo)進(jìn)行聯(lián)絡(luò)，適用于CPU與與I/O速度差不大，近距離速度差不大，近距離傳送的場合。傳送的場合。異步方式異步方式采用應(yīng)答機(jī)制進(jìn)行聯(lián)絡(luò)，適用于采用

5、應(yīng)答機(jī)制進(jìn)行聯(lián)絡(luò)，適用于CPU與與I/O速度差較大、遠(yuǎn)距離傳速度差較大、遠(yuǎn)距離傳送的場合。送的場合。討論：討論：注意注意I/O交換方式、交換方式、I/O傳送分類方式與傳送分類方式與I/O聯(lián)絡(luò)方式的區(qū)別：聯(lián)絡(luò)方式的區(qū)別：串行、并行串行、并行I/O傳送方式常用于描述傳送方式常用于描述I/O傳送寬度的類型；傳送寬度的類型；I/O交換方式主要討論傳送過程的控制方法；交換方式主要討論傳送過程的控制方法；I/O聯(lián)絡(luò)方式主要解決傳送時(shí)聯(lián)絡(luò)方式主要解決傳送時(shí)CPU與與I/O之間如何取得通信聯(lián)系以建立起操作之間如何取得通信聯(lián)系以建立起操作上的同步配合關(guān)系。上的同步配合關(guān)系。同步方式適用于同步方式適用于CPU與與

6、I/O工作速度完全同步的場合。工作速度完全同步的場合。問題：問題： I/O 要達(dá)到與要達(dá)到與CPU工作速度完全同步一般是不可能的。同步方式的工作速度完全同步一般是不可能的。同步方式的實(shí)質(zhì)是實(shí)質(zhì)是“就慢不就快就慢不就快”，如采用同步方式一般，如采用同步方式一般CPU達(dá)不到滿負(fù)荷工作。達(dá)不到滿負(fù)荷工作。2022-3-1333. I/O與主機(jī)交換信息時(shí)，共有哪幾種控制方式？與主機(jī)交換信息時(shí)，共有哪幾種控制方式？簡述它們的特點(diǎn)。簡述它們的特點(diǎn)。(1) 程序查詢方式。程序查詢方式。特點(diǎn)是主機(jī)與特點(diǎn)是主機(jī)與I/O串行工作，串行工作，CPU啟動(dòng)啟動(dòng)I/O后，時(shí)刻查詢后，時(shí)刻查詢I/O是否準(zhǔn)備好，若設(shè)備準(zhǔn)備就

7、緒，是否準(zhǔn)備好，若設(shè)備準(zhǔn)備就緒，CPU便轉(zhuǎn)入處理便轉(zhuǎn)入處理I/O與主機(jī)間傳送信息的與主機(jī)間傳送信息的程序；若設(shè)備沒有準(zhǔn)備就緒，則程序；若設(shè)備沒有準(zhǔn)備就緒，則CPU反復(fù)查詢，踏步等待，直到反復(fù)查詢，踏步等待，直到I/O準(zhǔn)備準(zhǔn)備就緒為止，這種方式就緒為止，這種方式CPU效率很低。效率很低。(2) 程序中斷方式。程序中斷方式。特點(diǎn)為主機(jī)與特點(diǎn)為主機(jī)與I/O并行工作。并行工作。CPU啟動(dòng)啟動(dòng)I/O后，不必時(shí)刻查后，不必時(shí)刻查詢詢I/O是否準(zhǔn)備好，而是繼續(xù)執(zhí)行程序，當(dāng)是否準(zhǔn)備好，而是繼續(xù)執(zhí)行程序，當(dāng)I/O準(zhǔn)備就緒時(shí)，向準(zhǔn)備就緒時(shí)，向CPU發(fā)出中發(fā)出中斷信號，斷信號，CPU在適當(dāng)?shù)臅r(shí)候相應(yīng)在適當(dāng)?shù)臅r(shí)候相應(yīng)

8、I/O的中斷請求，暫?，F(xiàn)行的程序?yàn)榈闹袛嗾埱?，暫?，F(xiàn)行的程序?yàn)镮/O服服務(wù)，此方式消除了踏步現(xiàn)象，提高了務(wù)，此方式消除了踏步現(xiàn)象，提高了CPU的效率。的效率。(3) DMA方式。方式。其特點(diǎn)是主機(jī)與其特點(diǎn)是主機(jī)與I/O并行工作，主存和并行工作，主存和I/O之間有一條直接數(shù)據(jù)之間有一條直接數(shù)據(jù)通路，通路，CPU啟動(dòng)啟動(dòng)I/O后，不必查詢后，不必查詢I/O是否準(zhǔn)備好，當(dāng)是否準(zhǔn)備好，當(dāng)I/O準(zhǔn)備就緒后，發(fā)出準(zhǔn)備就緒后，發(fā)出DMA請求，此時(shí)請求，此時(shí)CPU不直接參與不直接參與I/O和主存間的信息交換，只是把外部總和主存間的信息交換，只是把外部總線的使用權(quán)暫時(shí)交付線的使用權(quán)暫時(shí)交付DMA，仍然可以完成自

9、身內(nèi)部的操作，所以不必中斷，仍然可以完成自身內(nèi)部的操作，所以不必中斷現(xiàn)行程序，只需暫停一個(gè)存取周期訪存，現(xiàn)行程序，只需暫停一個(gè)存取周期訪存，CPU效率更高。效率更高。(4) 通道方式。通道方式。通道是一個(gè)具有特殊功能的處理器，通道是一個(gè)具有特殊功能的處理器，CPU把部分權(quán)力下放給通把部分權(quán)力下放給通道，由它實(shí)現(xiàn)對外圍設(shè)備的同意管理和外圍設(shè)備與內(nèi)存之間的數(shù)據(jù)交換，道，由它實(shí)現(xiàn)對外圍設(shè)備的同意管理和外圍設(shè)備與內(nèi)存之間的數(shù)據(jù)交換，大大提高了大大提高了CPU的效率，但是它是以花費(fèi)更多的硬件為代價(jià)的。的效率，但是它是以花費(fèi)更多的硬件為代價(jià)的。(5) I/O處理機(jī)方式。處理機(jī)方式。他是通道方式的進(jìn)一步發(fā)展

10、，他是通道方式的進(jìn)一步發(fā)展，CPU將將I/O的操作以及外圍的操作以及外圍設(shè)備的管理全部給設(shè)備的管理全部給I/O處理機(jī)，其實(shí)質(zhì)是多機(jī)系統(tǒng)，因而效率有很大的提處理機(jī)，其實(shí)質(zhì)是多機(jī)系統(tǒng)，因而效率有很大的提高。高。2022-3-1344. 試比較程序查詢方式、程序中斷方式和試比較程序查詢方式、程序中斷方式和 DMA方方式對式對CPU工作效率的影響。工作效率的影響。程序查詢方式程序查詢方式要求要求CPU時(shí)刻查詢時(shí)刻查詢I/O，直到，直到I/O準(zhǔn)備好準(zhǔn)備好為止，這種方式為止，這種方式CPU工作效率很低。工作效率很低。程序中斷方式程序中斷方式比程序查詢方式提高了比程序查詢方式提高了CPU的工作效的工作效率，

11、消除了率，消除了“踏步踏步”現(xiàn)象?，F(xiàn)象。DMA方式方式中中CPU的工作效率是這三種之中最高的一的工作效率是這三種之中最高的一個(gè)。個(gè)。CPU啟動(dòng)啟動(dòng)I/O后，不必查詢后，不必查詢I/O是否準(zhǔn)備好，當(dāng)是否準(zhǔn)備好，當(dāng)I/O準(zhǔn)備就緒后，發(fā)出準(zhǔn)備就緒后，發(fā)出DMA請求，此時(shí)請求，此時(shí)CPU不直接不直接參與參與I/O和主存間的信息交換，只是把外部總線的和主存間的信息交換，只是把外部總線的使用權(quán)暫時(shí)交付使用權(quán)暫時(shí)交付DMA，仍然可以完成自身內(nèi)部的，仍然可以完成自身內(nèi)部的操作，所以不必中斷現(xiàn)行程序，只需暫停一個(gè)存操作，所以不必中斷現(xiàn)行程序，只需暫停一個(gè)存取周期訪存，取周期訪存，CPU效率更高。效率更高。202

12、2-3-1355.圖形顯示和圖像顯示有何區(qū)別？圖形顯示器圖形顯示器是用點(diǎn)、線、面組合而成的平面或立體是用點(diǎn)、線、面組合而成的平面或立體圖形。并可以做平移、比例變化、旋轉(zhuǎn)、坐標(biāo)變圖形。并可以做平移、比例變化、旋轉(zhuǎn)、坐標(biāo)變換、投影變換、透視變換、透視投影、軸側(cè)投影、換、投影變換、透視變換、透視投影、軸側(cè)投影、單點(diǎn)透視、兩點(diǎn)或三點(diǎn)透視以及隱線處理等操作。單點(diǎn)透視、兩點(diǎn)或三點(diǎn)透視以及隱線處理等操作。主要用于主要用于CAD和和CAM等。圖形顯示器所顯示的圖等。圖形顯示器所顯示的圖形是由計(jì)算機(jī)用一定的算法形成的點(diǎn)、線、面、形是由計(jì)算機(jī)用一定的算法形成的點(diǎn)、線、面、陰影等，它來自主觀世界，因此又稱主觀圖像或

13、陰影等，它來自主觀世界，因此又稱主觀圖像或叫做計(jì)算機(jī)圖像。叫做計(jì)算機(jī)圖像。圖像顯示器圖像顯示器所顯示的圖像通常來自客觀世界，故又所顯示的圖像通常來自客觀世界，故又稱客觀圖像。圖像顯示器是把由計(jì)算機(jī)處理后的稱客觀圖像。圖像顯示器是把由計(jì)算機(jī)處理后的圖像，以點(diǎn)陣列的形式顯示出來。圖像，以點(diǎn)陣列的形式顯示出來。2022-3-1366. 字符顯示器的接口電路中配有緩沖存儲器和字符顯示器的接口電路中配有緩沖存儲器和只讀存儲器，各有何作用？只讀存儲器，各有何作用？解：解：(1) 緩沖存儲器做為顯示存儲器，存放欲顯示緩沖存儲器做為顯示存儲器，存放欲顯示的字符的的字符的ASII碼，其容量與顯示屏能顯示的碼，其

14、容量與顯示屏能顯示的字符個(gè)數(shù)有關(guān)，每個(gè)字符所在存儲單元的地字符個(gè)數(shù)有關(guān)，每個(gè)字符所在存儲單元的地址與字符所在熒光屏上的位置一一對應(yīng)。址與字符所在熒光屏上的位置一一對應(yīng)。(2) 只讀存儲器做為字符發(fā)生器，將只讀存儲器做為字符發(fā)生器，將ASCII碼轉(zhuǎn)碼轉(zhuǎn)變?yōu)橐唤M光點(diǎn)矩陣信息變?yōu)橐唤M光點(diǎn)矩陣信息ROM的個(gè)數(shù)與顯示器的個(gè)數(shù)與顯示器所能顯示的字符種類有關(guān)。所能顯示的字符種類有關(guān)。2022-3-1377. 試比較針式打印機(jī)、激光打印機(jī)和噴墨打印機(jī)。針式打印機(jī)、激光打印機(jī)和噴墨打印機(jī)都配有一個(gè)字符發(fā)生器，針式打印機(jī)、激光打印機(jī)和噴墨打印機(jī)都配有一個(gè)字符發(fā)生器，它們的共同特點(diǎn)是都能將字符編碼信息變?yōu)辄c(diǎn)陣信息，

15、不同它們的共同特點(diǎn)是都能將字符編碼信息變?yōu)辄c(diǎn)陣信息，不同的是這些點(diǎn)陣信息的控制對象不同。點(diǎn)陣針式打印機(jī)的字符的是這些點(diǎn)陣信息的控制對象不同。點(diǎn)陣針式打印機(jī)的字符點(diǎn)陣用于控制打印機(jī)的驅(qū)動(dòng)電路；激光打印機(jī)的字符點(diǎn)陣脈點(diǎn)陣用于控制打印機(jī)的驅(qū)動(dòng)電路；激光打印機(jī)的字符點(diǎn)陣脈沖信號用于控制激光束；噴墨打印機(jī)的字符點(diǎn)陣信息控制墨沖信號用于控制激光束；噴墨打印機(jī)的字符點(diǎn)陣信息控制墨滴的運(yùn)動(dòng)軌跡。滴的運(yùn)動(dòng)軌跡。此外，點(diǎn)陣針式打印機(jī)是屬于擊打式打印機(jī)，可以逐字打印也此外，點(diǎn)陣針式打印機(jī)是屬于擊打式打印機(jī)，可以逐字打印也可以逐行打印，噴墨打印機(jī)只能逐字打印，激光打印機(jī)數(shù)據(jù)可以逐行打印，噴墨打印機(jī)只能逐字打印，激光打

16、印機(jī)數(shù)據(jù)頁式輸出設(shè)備，后兩種都屬于非擊打式打印機(jī)。頁式輸出設(shè)備，后兩種都屬于非擊打式打印機(jī)。不同種類的打印機(jī)其性能和價(jià)格差別很大，用戶可以根據(jù)不同不同種類的打印機(jī)其性能和價(jià)格差別很大，用戶可以根據(jù)不同的需要合理選用。要求印字質(zhì)量高的場合可以選用激光打印的需要合理選用。要求印字質(zhì)量高的場合可以選用激光打印機(jī)；要求價(jià)格便宜的或是只需要具有文字處理功能的個(gè)人用機(jī)；要求價(jià)格便宜的或是只需要具有文字處理功能的個(gè)人用計(jì)算機(jī)，可配置串行點(diǎn)陣針式打印機(jī)；要求處理的信息量很計(jì)算機(jī)，可配置串行點(diǎn)陣針式打印機(jī)；要求處理的信息量很大，速度要求快，應(yīng)該配置行式打印機(jī)或是高速激光打印機(jī)。大，速度要求快，應(yīng)該配置行式打印機(jī)

17、或是高速激光打印機(jī)。2022-3-1388. 某計(jì)算機(jī)的某計(jì)算機(jī)的I/O設(shè)備采用異步串行傳送方式傳送字符信息。設(shè)備采用異步串行傳送方式傳送字符信息。字符信息的格式為字符信息的格式為1位起始位、位起始位、7位數(shù)據(jù)位、位數(shù)據(jù)位、1位校驗(yàn)位和位校驗(yàn)位和1位停止位。若要求每秒鐘傳送位停止位。若要求每秒鐘傳送480個(gè)字符，那么該設(shè)備的數(shù)個(gè)字符，那么該設(shè)備的數(shù)據(jù)傳送速率為多少？據(jù)傳送速率為多少？解：解：48010=4800位位/秒秒=4800波特波特；波特波特是數(shù)據(jù)傳送速率波特率的單位。是數(shù)據(jù)傳送速率波特率的單位。 比特率比特率=48007 / 10=3360位位/秒秒2022-3-1399.什么是多媒體

18、技術(shù)？簡要說明研制多媒體計(jì)算機(jī)的關(guān)鍵技術(shù)。多媒體技術(shù)是指強(qiáng)調(diào)計(jì)算機(jī)與聲音、活動(dòng)圖多媒體技術(shù)是指強(qiáng)調(diào)計(jì)算機(jī)與聲音、活動(dòng)圖像和文字相結(jié)合的技術(shù)。像和文字相結(jié)合的技術(shù)。多媒體技術(shù)的關(guān)鍵技術(shù)主要有：視頻和音頻多媒體技術(shù)的關(guān)鍵技術(shù)主要有：視頻和音頻數(shù)據(jù)的壓縮和解壓縮技術(shù)、多媒體專用芯數(shù)據(jù)的壓縮和解壓縮技術(shù)、多媒體專用芯片、大容量存儲器、適用于多媒體技術(shù)的片、大容量存儲器、適用于多媒體技術(shù)的軟件。軟件。2022-3-131010. 什么是什么是I/O接口，它與端口有何區(qū)別接口，它與端口有何區(qū)別?為什么要設(shè)置為什么要設(shè)置I/O接口？接口？I/O接口如何分類？接口如何分類？解：解：I/O接口接口一般指一般指C

19、PU和和I/O設(shè)備間的連接部件；設(shè)備間的連接部件；端口端口是指是指I/O接口內(nèi)接口內(nèi)CPU能夠訪問的寄存器，端口加上相應(yīng)的控能夠訪問的寄存器，端口加上相應(yīng)的控制邏輯即構(gòu)成制邏輯即構(gòu)成I/O接口。接口。接口的接口的設(shè)置設(shè)置主要是為了解決主機(jī)和外設(shè)直接的差異問題，實(shí)現(xiàn)相主要是為了解決主機(jī)和外設(shè)直接的差異問題，實(shí)現(xiàn)相互通信。互通信。I/O接口接口分類分類方法很多，主要有：方法很多，主要有：（1）按數(shù)據(jù)傳送方式分有并行接口和串行接口兩種；）按數(shù)據(jù)傳送方式分有并行接口和串行接口兩種；（2）按數(shù)據(jù)傳送的控制方式分有程序控制接口、程序中斷接口、）按數(shù)據(jù)傳送的控制方式分有程序控制接口、程序中斷接口、DMA接口

20、三種。接口三種。2022-3-1311接口（接口（interface）和端口（）和端口（port）的區(qū)別。）的區(qū)別。接口位于接口位于CPU 和外設(shè)之間，是一個(gè)連接部件。它一邊通過地址線、數(shù)據(jù)和外設(shè)之間，是一個(gè)連接部件。它一邊通過地址線、數(shù)據(jù)線和控制線與線和控制線與CPU 連接，另一邊通過數(shù)據(jù)信息，控制信息和狀態(tài)信息與連接，另一邊通過數(shù)據(jù)信息，控制信息和狀態(tài)信息與外設(shè)連接。外設(shè)連接。數(shù)據(jù)信息、狀態(tài)信息和控制信息分別放在外設(shè)接口（數(shù)據(jù)信息、狀態(tài)信息和控制信息分別放在外設(shè)接口（interface）的不同寄）的不同寄存器中。這些寄存器被稱作端口（存器中。這些寄存器被稱作端口（port），數(shù)據(jù)口、狀態(tài)口

21、和控制口，分），數(shù)據(jù)口、狀態(tài)口和控制口，分別存放數(shù)據(jù)信息、狀態(tài)信息和控制信息。別存放數(shù)據(jù)信息、狀態(tài)信息和控制信息。CPU 可對這些端口（寄存器）可對這些端口（寄存器）進(jìn)行進(jìn)行“讀讀”或或“寫寫”操作，因此每個(gè)端口都有一個(gè)操作，因此每個(gè)端口都有一個(gè)“地址地址”對應(yīng)。對應(yīng)。CPU 對這些端口是可編程的。對這些端口是可編程的。2022-3-131211.簡述簡述 I/O接口的功能和基本組成接口的功能和基本組成 功能功能組成組成選址功能選址功能傳送命令的功能傳送命令的功能傳送數(shù)據(jù)的功能傳送數(shù)據(jù)的功能反映設(shè)備狀態(tài)的功能反映設(shè)備狀態(tài)的功能設(shè)備選擇電路設(shè)備選擇電路命令寄存器、命令譯碼器命令寄存器、命令譯碼器

22、數(shù)據(jù)緩沖寄存器數(shù)據(jù)緩沖寄存器設(shè)備狀態(tài)標(biāo)記設(shè)備狀態(tài)標(biāo)記2022-3-131312. 結(jié)合程序查詢方式的接口電路，說明其工作過程。結(jié)合程序查詢方式的接口電路，說明其工作過程。 解：解：程序查詢接口工作過程程序查詢接口工作過程如下（以輸入為例）：如下（以輸入為例）： 1）CPU發(fā)發(fā)I/O地址地址地址總線地址總線接口接口設(shè)備選擇器設(shè)備選擇器譯碼譯碼選中，發(fā)選中，發(fā)SEL信號信號開命令接收門；開命令接收門； 2）CPU發(fā)發(fā)啟動(dòng)啟動(dòng)命令命令 D置置0，B置置1 接口向設(shè)備接口向設(shè)備發(fā)啟動(dòng)命令發(fā)啟動(dòng)命令設(shè)備開始工作；設(shè)備開始工作； 3）CPU等待等待，輸入設(shè)備讀出數(shù)據(jù)，輸入設(shè)備讀出數(shù)據(jù) DBR； 4）外設(shè)工

23、作）外設(shè)工作完成完成，完成信號，完成信號接口接口 B置置0，D置置1； 5）準(zhǔn)備）準(zhǔn)備就緒就緒信號信號控制總線控制總線 CPU； 6）輸入輸入：CPU通過通過輸入指令輸入指令（IN）將）將DBR中的數(shù)中的數(shù)據(jù)取走；據(jù)取走；2022-3-1314 若為若為輸出輸出，除數(shù)據(jù)傳送方向相反以外，其他操，除數(shù)據(jù)傳送方向相反以外，其他操作與輸入類似。工作過程如下：作與輸入類似。工作過程如下： 1）CPU發(fā)發(fā)I/O地址地址地址總線地址總線接口接口設(shè)備選設(shè)備選擇器譯碼擇器譯碼選中，發(fā)選中，發(fā)SEL信號信號開命令接收門；開命令接收門； 2）輸出輸出： CPU通過通過輸出指令輸出指令（OUT）將數(shù)據(jù)）將數(shù)據(jù)放入接

24、口放入接口DBR中；中； 3）CPU發(fā)發(fā)啟動(dòng)啟動(dòng)命令命令 D置置0，B置置1 接口向設(shè)接口向設(shè)備發(fā)啟動(dòng)命令備發(fā)啟動(dòng)命令設(shè)備開始工作；設(shè)備開始工作； 4）CPU等待等待，輸出設(shè)備將數(shù)據(jù)，輸出設(shè)備將數(shù)據(jù)從從 DBR取走；取走； 5）外設(shè)工作）外設(shè)工作完成完成，完成信號，完成信號接口接口 B置置0，D置置1； 6）準(zhǔn)備）準(zhǔn)備就緒就緒信號信號控制總線控制總線 CPU，CPU可可通過指令通過指令再次再次向接口向接口DBR輸出數(shù)據(jù)，進(jìn)行第二次傳輸出數(shù)據(jù)，進(jìn)行第二次傳送。送。2022-3-131513. 說明中斷向量地址和入口地址的區(qū)別和聯(lián)系。說明中斷向量地址和入口地址的區(qū)別和聯(lián)系。解：解：區(qū)別區(qū)別：向量地

25、址是硬件電路（向量編碼器）產(chǎn)生的中斷源的向量地址是硬件電路（向量編碼器）產(chǎn)生的中斷源的內(nèi)存地址編號，中斷入口地址是中斷服務(wù)程序首址。內(nèi)存地址編號，中斷入口地址是中斷服務(wù)程序首址。聯(lián)系聯(lián)系：中斷向量地址可理解為中斷服務(wù)程序入口地址指示器中斷向量地址可理解為中斷服務(wù)程序入口地址指示器（入口地址的地址），通過它訪存可獲得中斷服務(wù)程（入口地址的地址），通過它訪存可獲得中斷服務(wù)程序入口地址。序入口地址。 2022-3-131614. 在什么條件下，在什么條件下，I/O設(shè)備可以向設(shè)備可以向CPU提出中斷請求？提出中斷請求？解：條件是：解：條件是：I/O接口中的設(shè)備工作完成狀態(tài)為接口中的設(shè)備工作完成狀態(tài)為1

26、（D=1），），中斷屏蔽碼為中斷屏蔽碼為0 （MASK=0），且），且CPU查詢中斷時(shí)，中斷查詢中斷時(shí)，中斷請求觸發(fā)器狀態(tài)為請求觸發(fā)器狀態(tài)為1（INTR=1）。）。15. 什么是中斷允許觸發(fā)器？它有何作用？什么是中斷允許觸發(fā)器？它有何作用？解：中斷允許觸發(fā)器是解：中斷允許觸發(fā)器是CPU中斷系統(tǒng)中的一個(gè)部件，他起中斷系統(tǒng)中的一個(gè)部件，他起著開關(guān)中斷的作用（即中斷總開關(guān)，則中斷屏蔽觸發(fā)器可著開關(guān)中斷的作用（即中斷總開關(guān)，則中斷屏蔽觸發(fā)器可視為中斷的分開關(guān)）。視為中斷的分開關(guān)）。16. 在什么條件和什么時(shí)間，在什么條件和什么時(shí)間，CPU可以響應(yīng)可以響應(yīng)I/O的中斷請求？的中斷請求？解：解：CPU響應(yīng)

27、響應(yīng)I/O中斷請求的條件和時(shí)間是：當(dāng)中斷允許狀中斷請求的條件和時(shí)間是：當(dāng)中斷允許狀態(tài)為態(tài)為1（EINT=1），且至少有一個(gè)中斷請求被查到，則在），且至少有一個(gè)中斷請求被查到，則在一條指令執(zhí)行完時(shí)，響應(yīng)中斷。一條指令執(zhí)行完時(shí)，響應(yīng)中斷。 2022-3-131717. 某系統(tǒng)對輸入數(shù)據(jù)進(jìn)行取樣處理，每抽取一個(gè)輸入數(shù)據(jù)，某系統(tǒng)對輸入數(shù)據(jù)進(jìn)行取樣處理，每抽取一個(gè)輸入數(shù)據(jù)，CPU就要中斷處理一次，將取樣的數(shù)據(jù)存至存儲器的緩沖區(qū)就要中斷處理一次，將取樣的數(shù)據(jù)存至存儲器的緩沖區(qū)中，該中斷處理需中，該中斷處理需P秒。此外，緩沖區(qū)內(nèi)每存儲秒。此外，緩沖區(qū)內(nèi)每存儲N個(gè)數(shù)據(jù)，主個(gè)數(shù)據(jù)，主程序就要將其取出進(jìn)行處理，這

28、個(gè)處理需程序就要將其取出進(jìn)行處理，這個(gè)處理需Q秒。試問該系統(tǒng)可秒。試問該系統(tǒng)可以跟蹤到每秒多少次中斷請求？以跟蹤到每秒多少次中斷請求？解：解： N個(gè)數(shù)據(jù)所需的處理時(shí)間個(gè)數(shù)據(jù)所需的處理時(shí)間=PN+Q秒秒平均每個(gè)數(shù)據(jù)所需處理時(shí)間平均每個(gè)數(shù)據(jù)所需處理時(shí)間=（PN+Q）/N秒；秒；求倒數(shù)得：求倒數(shù)得：該系統(tǒng)跟蹤到的每秒中斷請求數(shù)該系統(tǒng)跟蹤到的每秒中斷請求數(shù)=N/（PN+Q）次。）次。2022-3-131819. 在程序中斷方式中，磁盤申請中斷的優(yōu)先在程序中斷方式中，磁盤申請中斷的優(yōu)先權(quán)高于打印機(jī)。當(dāng)打印機(jī)正在進(jìn)行打印時(shí)，權(quán)高于打印機(jī)。當(dāng)打印機(jī)正在進(jìn)行打印時(shí)，磁盤申請中斷請求。試問是否要將打印機(jī)輸磁盤申

29、請中斷請求。試問是否要將打印機(jī)輸出停下來，等磁盤操作結(jié)束后，打印機(jī)輸出出停下來，等磁盤操作結(jié)束后，打印機(jī)輸出才能繼續(xù)進(jìn)行？為什么？才能繼續(xù)進(jìn)行？為什么？解：由于磁盤中斷的優(yōu)先權(quán)高于打印機(jī)，因此解：由于磁盤中斷的優(yōu)先權(quán)高于打印機(jī)，因此應(yīng)將打印機(jī)輸出停下來，等磁盤操作結(jié)束后，應(yīng)將打印機(jī)輸出停下來，等磁盤操作結(jié)束后，打印機(jī)輸出才能繼續(xù)進(jìn)行。因?yàn)榇蛴C(jī)的速打印機(jī)輸出才能繼續(xù)進(jìn)行。因?yàn)榇蛴C(jī)的速度比磁盤輸入輸出的速度慢，并且暫停打印度比磁盤輸入輸出的速度慢，并且暫停打印不會造成數(shù)據(jù)丟失。不會造成數(shù)據(jù)丟失。2022-3-131920. 單重中斷和多重中斷的服務(wù)程序流程單重中斷和多重中斷的服務(wù)程序流程中斷否

30、？中斷否？保護(hù)現(xiàn)場保護(hù)現(xiàn)場設(shè)備服務(wù)設(shè)備服務(wù)恢復(fù)現(xiàn)場恢復(fù)現(xiàn)場 開中斷開中斷中斷返回中斷返回取指令取指令執(zhí)行指令執(zhí)行指令中斷服務(wù)程序中斷服務(wù)程序 中斷響應(yīng)中斷響應(yīng) 程序斷點(diǎn)進(jìn)棧程序斷點(diǎn)進(jìn)棧 關(guān)中斷關(guān)中斷 向量地址向量地址 PC中斷周期中斷周期是是中斷返回中斷返回保護(hù)現(xiàn)場保護(hù)現(xiàn)場設(shè)備服務(wù)設(shè)備服務(wù)恢復(fù)現(xiàn)場恢復(fù)現(xiàn)場開中斷開中斷開中斷開中斷開中斷開中斷中斷隱指令中斷隱指令中斷隱指令中斷隱指令否否取指令取指令執(zhí)行指令執(zhí)行指令中斷否？中斷否？否否 中斷響應(yīng)中斷響應(yīng) 程序斷點(diǎn)進(jìn)棧程序斷點(diǎn)進(jìn)棧 關(guān)中斷關(guān)中斷向量地址向量地址 PC中斷周期中斷周期是是中斷服務(wù)程序中斷服務(wù)程序單重單重 多重多重 2022-3-1320

31、21.中斷向量通過什么總線送至什么地方？為中斷向量通過什么總線送至什么地方？為什么？什么？答：因?yàn)橹袛嘞蛄考礊橹袛喾?wù)子程序的入口答：因?yàn)橹袛嘞蛄考礊橹袛喾?wù)子程序的入口地址，程序要利用中斷向量轉(zhuǎn)到中斷服務(wù)子地址，程序要利用中斷向量轉(zhuǎn)到中斷服務(wù)子程序去執(zhí)行，所以要通過數(shù)據(jù)總線送至程序程序去執(zhí)行，所以要通過數(shù)據(jù)總線送至程序計(jì)數(shù)器計(jì)數(shù)器PC。2022-3-132122. 程序查詢程序查詢方式和方式和程序中斷程序中斷方式都是通過方式都是通過“程程序序”傳送數(shù)據(jù)，兩者的傳送數(shù)據(jù)，兩者的區(qū)別區(qū)別是什么？是什么？ 答：程序查詢方式通過答：程序查詢方式通過“程序程序”傳送數(shù)據(jù)傳送數(shù)據(jù)時(shí)，程序?qū)r(shí)，程序?qū)/

32、O的控制包括了的控制包括了I/O準(zhǔn)備準(zhǔn)備和和I/O傳送傳送兩兩段時(shí)間。由于段時(shí)間。由于I/O的工作速度比的工作速度比CPU低得多，因低得多，因此程序中要反復(fù)詢問此程序中要反復(fù)詢問I/O的狀態(tài)，造成的狀態(tài)，造成“踏步等踏步等待待”，嚴(yán)重浪費(fèi)嚴(yán)重浪費(fèi)了了CPU的工作時(shí)間。的工作時(shí)間。 而程序中斷方式雖然也是通過而程序中斷方式雖然也是通過“程序程序”傳傳送數(shù)據(jù)，但程序僅對送數(shù)據(jù)，但程序僅對I/O傳送階段傳送階段進(jìn)行控制，進(jìn)行控制，I/O準(zhǔn)備階段不需要準(zhǔn)備階段不需要CPU查詢。故查詢。故CPU此時(shí)照樣可此時(shí)照樣可以運(yùn)行現(xiàn)行程序，與以運(yùn)行現(xiàn)行程序，與I/O并行工作并行工作，大大提高了，大大提高了CPU的

33、工作效率。的工作效率。2022-3-132223. 說明調(diào)用中斷服務(wù)程序和調(diào)用子程序的區(qū)別。說明調(diào)用中斷服務(wù)程序和調(diào)用子程序的區(qū)別。解：解：（1）中斷服務(wù)程序與中斷時(shí)）中斷服務(wù)程序與中斷時(shí)CPU 正在運(yùn)行的程序是相互獨(dú)立的，它們之間沒正在運(yùn)行的程序是相互獨(dú)立的，它們之間沒有確定的關(guān)系。子程序調(diào)用時(shí)轉(zhuǎn)入的子程序與有確定的關(guān)系。子程序調(diào)用時(shí)轉(zhuǎn)入的子程序與CPU 正在執(zhí)行的程序段是同正在執(zhí)行的程序段是同一程序的兩部分。一程序的兩部分。（2）除了軟中斷，通常中斷產(chǎn)生都是隨機(jī)的，而子程序調(diào)用是由）除了軟中斷，通常中斷產(chǎn)生都是隨機(jī)的，而子程序調(diào)用是由CALL 指令指令（子程序調(diào)用指令）引起的。（子程序調(diào)用

34、指令）引起的。（3）中斷服務(wù)程序的入口地址可以通過硬件向量法產(chǎn)生向量地址，再由向量）中斷服務(wù)程序的入口地址可以通過硬件向量法產(chǎn)生向量地址，再由向量地址找到入口地址。子程序調(diào)用的子程序入口地址是由地址找到入口地址。子程序調(diào)用的子程序入口地址是由CALL 指令中的地址指令中的地址碼給出的。碼給出的。（4）調(diào)用中斷服務(wù)程序和子程序都需保護(hù)程序斷點(diǎn)，前者由中斷隱指令完成，）調(diào)用中斷服務(wù)程序和子程序都需保護(hù)程序斷點(diǎn)，前者由中斷隱指令完成，后者由后者由CALL 指令本身完成。指令本身完成。（5）處理中斷服務(wù)程序時(shí)，對多個(gè)同時(shí)發(fā)生的中斷需進(jìn)行裁決，而調(diào)用子程）處理中斷服務(wù)程序時(shí)，對多個(gè)同時(shí)發(fā)生的中斷需進(jìn)行裁

35、決，而調(diào)用子程序時(shí)一般沒有這種操作。序時(shí)一般沒有這種操作。（6）在中斷服務(wù)程序和所調(diào)用的子程序中都有保護(hù)寄存器內(nèi)容的操作。）在中斷服務(wù)程序和所調(diào)用的子程序中都有保護(hù)寄存器內(nèi)容的操作。2022-3-132324.答：答：設(shè)備查詢優(yōu)先級固定，設(shè)備查詢優(yōu)先級固定，某些優(yōu)先級較低的設(shè)某些優(yōu)先級較低的設(shè)備可能被餓死。備可能被餓死。設(shè)置循環(huán)優(yōu)先級可以使設(shè)置循環(huán)優(yōu)先級可以使得設(shè)備公平獲得數(shù)據(jù)得設(shè)備公平獲得數(shù)據(jù)傳送。傳送。檢查狀態(tài)標(biāo)記檢查狀態(tài)標(biāo)記1 設(shè)備設(shè)備1 準(zhǔn)備就緒？準(zhǔn)備就緒？檢查狀態(tài)標(biāo)記檢查狀態(tài)標(biāo)記N 設(shè)備設(shè)備N準(zhǔn)備就緒？準(zhǔn)備就緒？處理設(shè)備處理設(shè)備1是是否否否否處理設(shè)備處理設(shè)備N是是2022-3-132

36、425. 根據(jù)以下要求設(shè)計(jì)一個(gè)產(chǎn)生根據(jù)以下要求設(shè)計(jì)一個(gè)產(chǎn)生3個(gè)設(shè)備向量地個(gè)設(shè)備向量地址址的電路。的電路。 （1）3個(gè)設(shè)備的優(yōu)先級按個(gè)設(shè)備的優(yōu)先級按ABC降序排列降序排列。 （2）A、B、C的向量地址分別為的向量地址分別為110 100、010 100、000 110。 （3）排隊(duì)器采用鏈?zhǔn)脚抨?duì)電路。）排隊(duì)器采用鏈?zhǔn)脚抨?duì)電路。 （4）當(dāng)）當(dāng)CPU發(fā)來中斷響應(yīng)信號發(fā)來中斷響應(yīng)信號INTA時(shí)，可將時(shí)，可將向量地址向量地址取至取至CPU。 解：此題與教材例解：此題與教材例5.2類似，可類似，可參考設(shè)計(jì)參考設(shè)計(jì)。該設(shè)備向量地址的電路如下：該設(shè)備向量地址的電路如下：2022-3-1325來自高一級來自高一

37、級的排隊(duì)器的排隊(duì)器至低一級至低一級的排隊(duì)器的排隊(duì)器設(shè)設(shè)備備編編碼碼器器數(shù)數(shù)據(jù)據(jù)總總線線1101000101000001102022-3-132626. 什么是多重中斷？實(shí)現(xiàn)多重中斷的必要條件是什么是多重中斷？實(shí)現(xiàn)多重中斷的必要條件是什么？什么？解：多重中斷是指：當(dāng)解：多重中斷是指：當(dāng)CPU執(zhí)行某個(gè)中斷服務(wù)程序執(zhí)行某個(gè)中斷服務(wù)程序的過程中，發(fā)生了更高級、更緊迫的事件，的過程中，發(fā)生了更高級、更緊迫的事件，CPU暫停現(xiàn)行中斷服務(wù)程序的執(zhí)行，轉(zhuǎn)去處理該事件暫?，F(xiàn)行中斷服務(wù)程序的執(zhí)行，轉(zhuǎn)去處理該事件的中斷，處理完返回現(xiàn)行中斷服務(wù)程序繼續(xù)執(zhí)行的中斷，處理完返回現(xiàn)行中斷服務(wù)程序繼續(xù)執(zhí)行的過程。的過程。實(shí)現(xiàn)

38、多重中斷的必要條件是：在現(xiàn)行中斷服務(wù)期實(shí)現(xiàn)多重中斷的必要條件是：在現(xiàn)行中斷服務(wù)期間，中斷允許觸發(fā)器為間，中斷允許觸發(fā)器為1，即開中斷。，即開中斷。2022-3-132727.DMA方式有何特點(diǎn)？什么樣的I/O設(shè)備與主機(jī)交換信息時(shí)采用DMA方式，舉例說明。答：答：DMA方式即直接存儲器訪問方式，也就是在方式即直接存儲器訪問方式，也就是在外設(shè)和主存之間直接通過總線傳送信息，外設(shè)和主存之間直接通過總線傳送信息，而不需經(jīng)過而不需經(jīng)過CPU，提高了傳送效率也減少，提高了傳送效率也減少了了CPU的負(fù)擔(dān)。的負(fù)擔(dān)。一般都是高速外設(shè)和內(nèi)存的信息傳送采用一般都是高速外設(shè)和內(nèi)存的信息傳送采用DMA方式。比如硬盤。方

39、式。比如硬盤。2022-3-132828. CPU對對DMA請求和中斷請求的響應(yīng)時(shí)間請求和中斷請求的響應(yīng)時(shí)間是否一樣？為什么？是否一樣？為什么？解：解：CPU對對DMA請求和中斷請求的響應(yīng)時(shí)間請求和中斷請求的響應(yīng)時(shí)間不一樣，因?yàn)閮煞N方式的交換速度相差很不一樣，因?yàn)閮煞N方式的交換速度相差很大，因此大，因此CPU必須以更短的時(shí)間間隔查詢必須以更短的時(shí)間間隔查詢并響應(yīng)并響應(yīng)DMA請求（一個(gè)存取周期末）。對請求（一個(gè)存取周期末）。對中斷的查詢安排在一條指令周期末。中斷的查詢安排在一條指令周期末。2022-3-132930. DMA的工作方式中，的工作方式中，CPU暫停方式和周期挪用方式的數(shù)據(jù)傳送流程有

40、何暫停方式和周期挪用方式的數(shù)據(jù)傳送流程有何不同？畫圖說明。不同？畫圖說明。解：主要區(qū)別在于傳送階段，現(xiàn)行程序是否完全停止訪存。解：主要區(qū)別在于傳送階段，現(xiàn)行程序是否完全停止訪存。2022-3-13302022-3-133131. 假設(shè)某設(shè)備向假設(shè)某設(shè)備向CPU傳送信息的最高頻率是傳送信息的最高頻率是40000次次/秒，而相應(yīng)的中斷處理程序其執(zhí)行時(shí)間為秒，而相應(yīng)的中斷處理程序其執(zhí)行時(shí)間為40us，試，試問該外設(shè)是否可用程序中斷方式與主機(jī)交換信息，為問該外設(shè)是否可用程序中斷方式與主機(jī)交換信息，為什么？什么？解：該設(shè)備向解：該設(shè)備向CPU傳送信息的時(shí)間間隔傳送信息的時(shí)間間隔=1/40000s=0.02510-3s=25us 40us則：該外設(shè)不能用程序中斷方式與主機(jī)交換信息，因?yàn)閯t：該外設(shè)不能用程序中斷方式與主機(jī)交換信息，因?yàn)槠渲袛嗵幚沓绦虻膱?zhí)行速度比該外設(shè)的交換速度慢。其中斷處理程序的執(zhí)行速度比該外設(shè)的交換速度慢。2022-3-1332