計(jì)算機(jī)組成原理 第八章 復(fù)習(xí)

1、第八章復(fù)習(xí)重要知識點(diǎn)：程序查詢方式；程序中斷方式；DMA方式；通道方式。課后習(xí)題：如果認(rèn)為CPU等待設(shè)備的狀態(tài)信號是處于非工作狀態(tài)(即踏步等待)，那么在下面幾種主 機(jī)與設(shè)備之間的數(shù)據(jù)傳送中：()主機(jī)與設(shè)備是串行工作的；()主機(jī)與設(shè)備是并行工作的;()主程序與設(shè)備是并行運(yùn)行的。程序查詢方式B.程序中斷方式C. DMA方式解：A C B 中斷向量地址是。A子程序入口地址B.中斷服務(wù)程序入口地址C.中斷服務(wù)程序入口地址指示器C.例行程序入口地址解：C利用微型機(jī)制作了對輸入數(shù)據(jù)進(jìn)行采樣處理的系統(tǒng)。在該系統(tǒng)中，每抽取一個(gè)輸入數(shù)據(jù)就要中斷CPU 一次，中斷處理程序接受采樣的數(shù)據(jù)，將其放到主存的緩沖區(qū)內(nèi)。該

2、中斷處理需時(shí)x 秒，另一方面緩沖區(qū)內(nèi)每存儲(chǔ)n個(gè)數(shù)據(jù)，主程序就將其取出進(jìn)行處理，這種處理需時(shí)y秒。因 此該系統(tǒng)可以跟蹤到每秒 次的中斷請求。N/(nXx+y) B. N/(x+y)Xn C. Min(1/x, n/y)解：A采用DMA方式傳送數(shù)據(jù)時(shí)，每傳送一個(gè)數(shù)據(jù)就要占用一個(gè)的時(shí)間。指令周期B.機(jī)器周期C.存儲(chǔ)周期D.總線周期解：C 通道的功能是：(1) ，(2) 。按通道的工作方式分，通道有 通道、通道和 通道三種類型。解：(1)執(zhí)行通道指令，組織外圍設(shè)備和內(nèi)存進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸；執(zhí)行CPU的I/O指令，以及向CPU報(bào)告中斷。選擇通道、字節(jié)多路通道、數(shù)組多路通道在教科書圖8.7中，當(dāng)CPU對設(shè)備B的

3、中斷請求進(jìn)行服務(wù)時(shí)，如設(shè)備A提出請求，CPU能夠 響應(yīng)中斷嗎？為什么？如果設(shè)備B 一提出請求總能立即得到服務(wù)，問怎樣調(diào)整才能滿足此要求？ 解：(1) CPU不能響應(yīng)中斷因?yàn)橥壷袛嗖荒芮短?，而A、B設(shè)備屬于同級中斷（3）如果想要設(shè)備B 一提出請求即能得到服務(wù)，則應(yīng)該使設(shè)備B為最高優(yōu)先級，這里可將 設(shè)備B單獨(dú)接至3級IR，處于最高優(yōu)先級。設(shè)某機(jī)有5級中斷：L0, L1, L2, L3, L4,其中斷響應(yīng)優(yōu)先次序?yàn)椋篖0最高，L1次之，L4最低?，F(xiàn)在要求將中斷處理次序改為L1-L3fL0fL4fL2，試問：（1）下表中各級中斷處理程序的各中斷級屏蔽值如何設(shè)置（每級對應(yīng)一位，該位為0 表示允許中斷，

4、該位為1表示中斷屏蔽）？（2）若這5級中斷同時(shí)都發(fā)出中斷請求，按更改后的次序畫出進(jìn)入各級中斷處理程 序的過程示意圖。解：（1）中斷處理程序中斷螭aw蔽位.頊11l4L0中斷處理程序10!01Li中斷處理程序1.1.1.1. 啟中斷處理程序0 ，1 Q0L3中斷處理程序10!11l4中斷處理程序0.0-1. (2)LoLiL2l3UCPU某機(jī)器CPU中有16個(gè)通用寄存器，運(yùn)行某中斷處理程序時(shí)僅用到其中2個(gè)寄存器，請問響 應(yīng)中斷而進(jìn)入該中斷處理程序時(shí)，是否要將通用寄存器內(nèi)容保存到主存中去？需保存幾個(gè)寄存 器？解：響應(yīng)中斷而進(jìn)入該中斷處理程序時(shí)，需將通用寄存器內(nèi)容保存到主存中去，但為減少中斷處 理時(shí)

5、間，不必保存所有通用寄存器內(nèi)容，這里只需將2個(gè)中斷處理程序中用到的寄存器內(nèi)容 保存起來。12.下列陳述中正確的是。在DMA周期內(nèi)，CPU不能執(zhí)行程序中斷發(fā)生時(shí)，CPU首先執(zhí)行入棧指令將程序計(jì)數(shù)器內(nèi)容保護(hù)起來DMA傳送方式中，DMA控制器每傳送一個(gè)數(shù)據(jù)就竊取一個(gè)指令周期輸入輸出操作的最終目的是要實(shí)現(xiàn)CPU與外設(shè)之間的數(shù)據(jù)傳輸解：D15. SCSI是系統(tǒng)級，是處于主適配器和智能設(shè)備控制器之間的 I/O接口。SCSI-3標(biāo)準(zhǔn)允許SCSI總線上連接的設(shè)備由 個(gè)提高到 個(gè)，可支持位數(shù)據(jù)傳輸。A.并行 B,接口 C. 16 D. 8 E. 32解：B A D C D自測題:一、選擇題：某中斷系統(tǒng)中，每抽取

6、一個(gè)輸入數(shù)據(jù)就要中斷CPU 一次，中斷處理程序接收取樣的數(shù)據(jù)，并將其保存到主存緩沖區(qū)內(nèi)。該中斷處理需要X秒。另一方面， 緩沖區(qū)內(nèi)每存儲(chǔ)N個(gè)數(shù)據(jù)，主程序就將其取出進(jìn)行處理，這種處理需要Y秒， 因此該系統(tǒng)可以跟蹤到每秒 次中斷請求。A. N / （NX + Y）B. N / （X + Y） NC.min1 / X ,1 / Y D. max1 / X ,1 / Y中斷向量地址是： 。A子程序入口地址B中斷服務(wù)例行程序入口地址C中斷服務(wù)例行程序入口地址的指示器D中斷返回地址 在中斷響應(yīng)過程中，操作可以通過執(zhí)行程序?qū)崿F(xiàn)。A關(guān)中斷B保護(hù)斷點(diǎn)C保護(hù)現(xiàn)場D讀取中斷向量在DMA操作中，DMA控制器和提出DMA

7、請求的外設(shè)之間有一對聯(lián)絡(luò)信 號線DREQ （DMA請求）和DACK （DMA響應(yīng)），DMA控制器和CPU之間 也有一對聯(lián)絡(luò)信號線HOLD （總線請求）和HLDA （總線響應(yīng)），這四條聯(lián)絡(luò)信 號線出現(xiàn)有效電平的次序應(yīng)為。DREQ一DACK一HOLD一HLDADREQ一HOLD一HLDA一DACKHOLD一HLDA一DREQ一DACKHOLD一DREQ一DACK一HLDA二、填空題： DMA技術(shù)的出現(xiàn)使得.可通過.直接訪問 。DMA控制器按其 結(jié)構(gòu)，分為型和型兩種。參考答案一、1. A 2. C 3. C 4. B二、1 .外圍設(shè)備DMA控制器內(nèi)存組成結(jié)構(gòu)選擇多路第七章復(fù)習(xí)課后習(xí)題：計(jì)算機(jī)的外圍設(shè)

8、備是指（）A.輸入/輸出設(shè)備B.外存儲(chǔ)器C.輸入/輸出設(shè)備及外存儲(chǔ)器D.除了 CPU和內(nèi)存以外的其他設(shè)備解：D打印機(jī)根據(jù)印字方式可以分為（）和（）兩大類，在（）類打印機(jī)中，只有（）型打印 機(jī)能打印漢字，請從下面答案中選擇填空。A.針型打印機(jī)B.活字型打印機(jī)C.擊打式 D,非擊打式解：C D C A5 .試推導(dǎo)磁盤存貯器讀寫一塊信息所需總時(shí)間的公式。解：設(shè)讀寫一塊信息所需總時(shí)間為Tb,平均找道時(shí)間為Ts，平均等待時(shí)間為Tl,讀寫一塊信息 的傳輸時(shí)間為Tm,則：Tb=Ts+TL+Tm。假設(shè)磁盤以每秒r轉(zhuǎn)速率旋轉(zhuǎn)，每條磁道容量為N個(gè) 字，則數(shù)據(jù)傳輸率=rN個(gè)字/秒。又假設(shè)每塊的字?jǐn)?shù)為n,因而一旦讀寫

9、頭定位在該塊始端，就能 在TmQ（n / rN）秒的時(shí)間中傳輸完畢。Tl是磁盤旋轉(zhuǎn)半周的時(shí)間，Tl= （1/2r）秒， 由此可得：Tb=Ts + 1/2r + n/rN 秒某磁盤存貯器轉(zhuǎn)速為3000轉(zhuǎn)/分，共有4個(gè)記錄面，每毫米5道，每道記錄信息為12288 字節(jié)，最小磁道直徑為230mm，共有275道。問：（1）磁盤存貯器的容量是多少？（2）最高位密度與最低位密度是多少？（3）磁盤數(shù)據(jù)傳輸率是多少？（4）平均等待時(shí)間是多少？（5）給出一個(gè)磁盤地址格式方案。解：（1）每道記錄信息容量=12288字節(jié)每個(gè)記錄面信息容量=275X 12288字節(jié)共有4個(gè)記錄面，所以磁盤存儲(chǔ)器總?cè)萘繛椋? X275

10、X12288 字節(jié)=13516800 字節(jié)（2） 最高位密度D1按最小磁道半徑R1計(jì)算（R1 = 115mm）：D1 = 12288 字節(jié) / 2nR1 = 17 字節(jié) / mm最低位密度D2按最大磁道半徑R2計(jì)算：R2 = R1 + (275 : 5) = 115 + 55 = 170mmD2 = 12288 字節(jié) / 2nR2 = 11.5 字節(jié) / mm磁盤傳輸率C = r , Nr = 3000 / 60 = 50 周 / 秒N = 12288字節(jié)(信道信息容量)C = r N = 50 X 12288 = 614400 字節(jié) / 秒平均等待時(shí)間=1/2r = 1 / (2X50) =

11、 10毫秒磁盤存貯器假定只有一臺(tái)，所以可不考慮臺(tái)號地址。有4個(gè)記錄面，每個(gè)記錄面有275個(gè) 磁道。假定每個(gè)扇區(qū)記錄1024個(gè)字節(jié)，則需要12288 1024字節(jié)=12個(gè)扇區(qū)。由此可得 如下地址格式：1465430柱面磁道)號盤面(磁頭)號扇區(qū)號有一臺(tái)磁盤機(jī)，其平均尋道時(shí)間為了 30ms，平均旋轉(zhuǎn)等待時(shí)間為120ms,數(shù)據(jù)傳輸速率為 500B/ms,磁盤機(jī)上存放著1000件每件3000B的數(shù)據(jù)?，F(xiàn)欲把一件數(shù)據(jù)取走，更新后在放回原 地，假設(shè)一次取出或?qū)懭胨钑r(shí)間為：平均尋道時(shí)間+平均等待時(shí)間+數(shù)據(jù)傳送時(shí)間另外，使用CPU更新信息所需時(shí)間為4ms,并且更新時(shí)間同輸入輸出操作不相重疊。試問：盤上全部數(shù)

12、據(jù)需要多少時(shí)間？若磁盤及旋轉(zhuǎn)速度和數(shù)據(jù)傳輸率都提高一倍，更新全部數(shù)據(jù)需要多少間？解：(1)磁盤上總數(shù)據(jù)量=1000X3000B = 3000000B讀出全部數(shù)據(jù)所需時(shí)間為3000000B : 500B / ms = 6000ms重新寫入全部數(shù)據(jù)所需時(shí)間=6000ms所以，更新磁盤上全部數(shù)據(jù)所需的時(shí)間為：2X(平均找道時(shí)間+平均等待時(shí)間+數(shù)據(jù)傳送時(shí)間)+ CPU更新時(shí)間=2 (30 + 120 + 6000) ms + 4ms = 12304ms(2)磁盤機(jī)旋轉(zhuǎn)速度提高一倍后，平均等待時(shí)間為60ms；數(shù)據(jù)傳輸率提高一倍后，數(shù)據(jù)傳送時(shí)間變?yōu)椋?000000B : 1000B / ms = 3000

13、ms 更新全部數(shù)據(jù)所需時(shí)間為：2 X(30 + 60 + 3000) ms + 4ms = 6184ms刷新存儲(chǔ)器的重要性能指標(biāo)是它的帶寬。若顯示工作方式采用分辨率為1024X768,顏色深 度為24位，幀頻(刷新速率)為72HZ，求：刷新存儲(chǔ)器的存儲(chǔ)容量是多少？刷新存儲(chǔ)器的貸款是多少？解：(1)因?yàn)樗⑿麓鎯?chǔ)器所需存儲(chǔ)容量=分辨率X每個(gè)像素點(diǎn)顏色深度1024 X 768 X 3B Q 4MB(2)因?yàn)樗⑿滤鑾?分辨率X每個(gè)像素點(diǎn)顏色深度X刷新速度 1024 X 768 X 3B X 72 / S = 165888KB / S Q 162MB / S自測題：一、選擇題： 帶有處理器的設(shè)備一般

14、稱為 設(shè)備。A智能化B交互式C遠(yuǎn)程通信D過程控制計(jì)算機(jī)的外圍設(shè)備是指。A輸入/輸出設(shè)備 B外存儲(chǔ)器C遠(yuǎn)程通信設(shè)備D除了 CPU和內(nèi)存以外的其它設(shè)備二、填空題： 顯示適配器作為CRT和CPU的接口，由 存儲(chǔ)器，控制器，三部 分組成。 磁表面存儲(chǔ)器主要技術(shù)指標(biāo)有, , ，數(shù)據(jù)傳輸率。顯示設(shè)備工作時(shí)，為了不斷提供刷新圖像的信號，必須把一幀圖像信息存儲(chǔ) 存 儲(chǔ)器中。CPU對外設(shè)的控制命令、外設(shè)提供CPU查詢的狀態(tài)信息，以及CPU與外設(shè)的數(shù)據(jù)傳送均是通過CPU與接口間的 總線傳送的。計(jì)算機(jī)通常采用兩種I/O設(shè)備的編址方式，即 和 編址方式。后者通常不需設(shè)置指令。參考答案一、1. A 2. D二、1 .刷

15、新 顯示ROM BIOS存儲(chǔ)密度存儲(chǔ)容量平均存取時(shí)間刷新數(shù)據(jù)獨(dú)立統(tǒng)一I/O第六章復(fù)習(xí)重要知識點(diǎn)：總線仲裁課后習(xí)題： 同步通信之所以比異步通信具有較高的傳輸頻率，是因?yàn)橥酵ㄐ拧２恍枰獞?yīng)答信號；總線長度較短；用一個(gè)公共時(shí)鐘信號進(jìn)行同步；各部件存取時(shí)間比較接近。解：C在集中式總線仲裁中，方式響應(yīng)時(shí)間最快，方式對最敏感。A.菊花鏈方式B.獨(dú)立請求方式C.電路故障D.計(jì)數(shù)器定時(shí)查詢方式解：B A C 系統(tǒng)總線中地址線的功能是。選擇主存單元地址選擇進(jìn)行信息傳輸?shù)脑O(shè)備選擇外存地址指定主存和I/O設(shè)備接口電路的地址解：D 系統(tǒng)總線中控制器的功能是。提供主存、I/O接口設(shè)備的控制信號和響應(yīng)信號提供數(shù)據(jù)信息提供

16、時(shí)序信號提供主存、I/O接口設(shè)備的響應(yīng)信號解：DPCI是一個(gè)與處理器無關(guān)的，它采用時(shí)序協(xié)議和式仲裁策略，并具有能 力。A.集中B.自動(dòng)配置C.同步D.高速外圍總線解：D C A BPCI總線的基本傳輸機(jī)制是傳送。利用 可以實(shí)現(xiàn)總線間的 傳送，使所有的存取都按CPU的需要出現(xiàn)在總線上。PCI允許總線 工作。A.橋B.猝發(fā)式C.并行D.多條E.猝發(fā)式解：B A C D E1&分布式仲裁不需要中央仲裁器，符個(gè)潛在的主方功能模塊都有臼己的仲裁號和仲裁器。它們仃總線請求時(shí),把它們唯-的仲裁號發(fā)送到共瀏勺仲裁總線匚何個(gè)仲栽器將仲 .裁總線上得到的號與自己的號進(jìn)行比較，如果仲裁總線上的號大，則它的總線請求不

17、予 響應(yīng)，并撤消它的仲裁號，最后，獲勝者的仲裁號保留在仲裁總線上，分布式仲裁是以先級仲裁策略為基礎(chǔ)19.總線的一次信息傳送過程大致分哪幾個(gè)階段？若采用同步定時(shí)協(xié)議，請畫出 讀數(shù)據(jù)的同步時(shí)序圖。解：分五個(gè)階段：請求總線、總線仲裁、尋址（目的地址）、信息傳送、狀 態(tài)返回（錯(cuò)誤報(bào)告）。讀數(shù)據(jù)的同步時(shí)序圖為：總統(tǒng)時(shí)鐘啟前信號一jI讀命今一I 姬址鋰一址剿認(rèn)可1自測題：一、選擇題：1 .計(jì)算機(jī)使用總線結(jié)構(gòu)的主要優(yōu)點(diǎn)是便于實(shí)現(xiàn)積木化，同時(shí)A減少了信息傳輸量B提高了信息傳輸?shù)乃俣菴減少了信息傳輸線的條數(shù)D加重了 CPU的工作量描述PCI總線中基本概念不正確的句子是。A HOST總線不僅連接主存，還可以連接多個(gè)CPUB PCI總線體系中有三種橋，它們都是PCI設(shè)備C以橋連接實(shí)現(xiàn)的PCI總線結(jié)構(gòu)不允許許多條總線并行工作D橋的作用可使所有的存取都按CPU的需要出現(xiàn)在總線上 三種集中式總線控制中，方式對電路故