計(jì)算機(jī)組成原理習(xí)題 第七章

1、第七章一填空題1 CPU響應(yīng)中斷時(shí)需要保存當(dāng)前現(xiàn)場，這里現(xiàn)場指的是 和 的內(nèi)容，它們被保存到 中。2在中斷服務(wù)程序中，保護(hù)和恢復(fù)現(xiàn)場之前需要 中斷。3 DMA只負(fù)責(zé) 總線上進(jìn)行數(shù)據(jù)傳送，在DMA寫操作中，數(shù)據(jù)從 傳送到 。4總線的 裁決方式速度最高。5某機(jī)有四個(gè)中斷源，優(yōu)先順序按1234降序排列，若想將中斷處理次序改為3142，則1、2、3、4中斷源對應(yīng)地屏蔽字分別是 、 、 和 。6 I/O接口電源通常具有 、 、 和 功能。7 I/O的編址方式可分為 和 兩大類，前者需有獨(dú)立的I/O指令，后者可通過 指令和設(shè)備交換信息。8主機(jī)與設(shè)備交換信息的控制方式中， 方式主機(jī)與設(shè)備是串行工作的， 方式

2、和 方式主機(jī)與設(shè)備是并行工作的，且 方式主程序與信息傳送是并行進(jìn)行的。9 I/O與主機(jī)交換信息的方式中， 和 都需通過程序?qū)崿F(xiàn)數(shù)據(jù)傳送，其中 體現(xiàn)CPU與設(shè)備是串行工作的。10 CPU響應(yīng)中斷時(shí)要保護(hù)現(xiàn)場，包括對 和 的保護(hù)，前者通過 實(shí)現(xiàn)，后者可通過 實(shí)現(xiàn)。11一次中斷處理過程大致可分為 、 、 、 和 等五個(gè)階段。12 在DMA方式中，CPU和DMA控制器通常采用三種方法來分時(shí)使用主存，它們是 、 、和 。13 中斷接口電路通過 總線將向量地址送至CPU.14 I/O與主機(jī)交換信息共有 、 、 、 和 五種控制方式。15 單重中斷的中斷服務(wù)程序的執(zhí)行順序?yàn)?、 、 、 和中斷返回。16 多

3、重中斷的終端服務(wù)程序的執(zhí)行順序?yàn)?、 、 、 和中斷返回。二選擇題1.將外圍設(shè)備與主存統(tǒng)一編址，一般是指 。A. 每臺設(shè)備占一個(gè)地址碼 B每個(gè)外圍接口占一個(gè)地址碼C接口中的有關(guān)寄存器各占一個(gè)地址碼 D每臺外設(shè)由一個(gè)主存單元管理2.主機(jī)與設(shè)備傳送數(shù)據(jù)時(shí)，采用 ，主機(jī)與設(shè)備是串行工作的。A. 程序查詢方式 B中斷方式CDMA方式 D通道方式3.當(dāng)有中斷源發(fā)出請求時(shí)，CPU可執(zhí)行相應(yīng)的中斷服務(wù)程序。提出中斷請求的可以是 。A. 通用寄存器 B專用寄存器C外部事件 Dcache4.在中斷周期，CPU主要完成以下工作： 。A. 關(guān)中斷，保護(hù)斷點(diǎn)，發(fā)中斷響應(yīng)信號并形成中斷服務(wù)程序入口地址B. 開中斷，保護(hù)

4、斷點(diǎn)，發(fā)中斷響應(yīng)信號并形成中斷服務(wù)程序入口地址C關(guān)中斷，執(zhí)行中斷服務(wù)程序 D開中斷，執(zhí)行中斷服務(wù)程序5.CPU響應(yīng)在中斷的時(shí)間是 。A. 一條指令結(jié)束 B外設(shè)提出中斷C取指周期結(jié)束 D任一機(jī)器周期結(jié)束6.向量中斷是 。A. 外設(shè)提出中斷 B由硬件形成中斷服務(wù)程序入口地址C由硬件形成向量地址，再由向量地址找到中斷服務(wù)程序入口地址 D以上都不對7.中斷允許觸發(fā)器用于 。A. 向CPU發(fā)中斷請求 B指示正有中斷在進(jìn)行C開放或關(guān)閉中斷系統(tǒng) D指示中斷處理結(jié)束8.以下論述正確的是 。A. CPU響應(yīng)中斷期間仍執(zhí)行原程序 B在中斷過程中，若又有中斷源提出中斷請求，CPU立即響應(yīng)C在中斷響應(yīng)中，保護(hù)斷點(diǎn)、保

5、護(hù)現(xiàn)場應(yīng)由用戶編程完成 D在中斷響應(yīng)中，保護(hù)斷點(diǎn)是由中斷隱指令自動(dòng)完成的9.DMA方式是在 之間建立一條直接數(shù)據(jù)通路。A. I/O設(shè)備和主存 B兩個(gè)I/O設(shè)備CI/O設(shè)備和CPU DCPU和主存10.在DMA傳送方式中，由 發(fā)出DMA請求。A. 外部設(shè)備 BDMA控制器CCPU D主存11.DMA方式中，周期“竊取”是竊取一個(gè) 。A. 存取周期 B指令周期CCPU周期 D時(shí)鐘周期12.在采用DMA方式高速傳輸數(shù)據(jù)時(shí)，數(shù)據(jù)傳送是 。A. 在總線控制器發(fā)出的控制信號控制下完成的 B在DMA控制器本身發(fā)出的控制信號控制下完成的C由CPU執(zhí)行的程序完成的 D由CPU響應(yīng)硬中斷處理完成的13.DMA方式

6、的接口電路中有程序中斷部件，其作用是 。A. 實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)傳送 B向CPU提出總線使用權(quán)C向CPU提出傳輸結(jié)束 D發(fā)中斷請求14.DMA方式 。A. 既然能用于高速外圍設(shè)備的信息傳送，也就能代替中斷方式 B不能取代中斷方式C也能向CPU請求中斷處理數(shù)據(jù)傳送 D內(nèi)無中斷機(jī)制15.通道程序是由 組成。A. I/O指令 B通道控制字（或稱為通道指令）C通道狀態(tài)字 D通道地址字16某機(jī)有四級中斷，優(yōu)先級從高到低為1234。若將優(yōu)先級順序修改，改后1級中斷的屏蔽字為1011,2級中斷的屏蔽字為1111,3級終端的屏蔽字為0011,4級中斷的屏蔽字為0001，則修改后的優(yōu)先順序從高到低位 。A3214 B13

7、42C2134 17中斷系統(tǒng)是由 實(shí)現(xiàn)的。A硬件 B固件 C軟硬件結(jié)合 18 微型機(jī)系統(tǒng)中，主機(jī)和高速硬盤進(jìn)行數(shù)據(jù)交換一般采用 方式。A程序查詢 B程序中斷 CDMA 19 在數(shù)據(jù)傳送過程中，數(shù)據(jù)由串行變并行或由并行變串行，這種轉(zhuǎn)換是通過接口電路中的 實(shí)現(xiàn)的。A數(shù)據(jù)寄存器 B移位寄存器 C鎖存器 20主機(jī)和設(shè)備傳送數(shù)據(jù)時(shí)，采用 ，主機(jī)與設(shè)備是串行工作的。A程序查詢方式 B中斷方式 CDMA方式 21主機(jī)和I/O設(shè)備傳送數(shù)據(jù)時(shí)，采用 ，CPU的效率最高。A程序查詢方式 B中斷方式 CDMA方式22中斷發(fā)生時(shí)，程序計(jì)數(shù)器內(nèi)容的保護(hù)和更新，是由 完成的。A硬件自動(dòng) B進(jìn)棧指令和轉(zhuǎn)移指令 C訪存指令2

8、3采用DMA方式傳送數(shù)據(jù)時(shí)，每傳送一個(gè)數(shù)據(jù)要占用 的時(shí)間。A一個(gè)指令周期 B一個(gè)機(jī)器周期 C一個(gè)存儲周期24周期挪用（竊取）方式常用于 中。A直接存儲器存取方式的輸入輸出 B直接程序傳送方式的輸入輸出 C程序中斷方式的輸入輸出25 I/O編址方式通?？煞纸y(tǒng)一編址和不統(tǒng)一編址， 。A統(tǒng)一編址就是將I/O地址看作是存儲器地址的一部分，可用專門的I/O指令對設(shè)備進(jìn)行訪問 B不統(tǒng)一編址是指I/O地址和存儲器地址是分開的，所以對I/O訪問必須有專門的I/O指令C統(tǒng)一編址是指I/O地址和存儲器地址是分開的，所以可用訪存指令實(shí)現(xiàn)CPU對設(shè)備的訪問26 通道程序是由 組成。AI/O指令 B通道控制字（或稱通道

9、指令） C通道狀態(tài)字27 I/O與主機(jī)交換信息的方式中，中斷方式的特點(diǎn)是 。ACPU與設(shè)備串行工作，傳送與主程序串行工作 BCPU與設(shè)備并行工作，傳送與主程序串行工作 CCPU與設(shè)備并行工作，傳送與主程序并行工作28 I/O與主機(jī)交換信息的方式中，DMA方式的特點(diǎn)是 。ACPU與設(shè)備串行工作，傳送與主程序串行工作 BCPU與設(shè)備并行工作，傳送與主程序串行工作 CCPU與設(shè)備并行工作，傳送與主程序并行工作29下列敘述中正確的是 。A程序中斷方式和DMA方式中實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)傳送都需中斷請求 B程序中斷方式中有中斷請求，DMA方式中沒有中斷請求 C程序中斷方式和DMA方式中都有中斷請求，但目的不同30 I

10、/O的編址方式采用統(tǒng)一編址時(shí)，存儲單元和I/O設(shè)備是靠 來區(qū)分的。A不同的地址線 B不同的地址碼 C不同的控制線31 I/O采用統(tǒng)一編碼時(shí)，進(jìn)行輸入輸出操作的指令是 。A控制指令 B訪存指令 C輸入輸出指令32 I/O采用不統(tǒng)一編碼時(shí)，進(jìn)行輸入輸出操作的指令是 。A控制指令 B訪存指令 C輸入輸出指令33 中斷服務(wù)程序的最后一條指令是 。A轉(zhuǎn)移指令 B出棧指令 C中斷返回指令34 DMA訪問主存時(shí)，向CPU發(fā)出請求，獲得總線使用權(quán)時(shí)再進(jìn)行訪存，這種情況稱為 。A停止CPU訪問主存 B周期挪用 CDMA與COU交替訪問35 DMA訪問主存時(shí)，向COU發(fā)出請求，獲得總線使用權(quán)時(shí)再進(jìn)行訪存，這種情況

11、稱為 。A停止CPU訪問主存 B周期挪用 CDMA與COU交替訪問36 CPU通過 啟動(dòng)通道。A執(zhí)行通道命令 B執(zhí)行I/O指令 C發(fā)出中斷請求37 以下敘述 是錯(cuò)誤的。A一個(gè)更高級的中斷請求一定可以中斷另一個(gè)中斷處理程序的執(zhí)行 BDMA和CPU必須分時(shí)使用總線 CDMA的數(shù)據(jù)傳送不需CPU控制三 問答題1 在輸入輸出系統(tǒng)中，DMA方式是否可以替代中斷方式？2試比較I/O通道控制方式和程序中斷方式的特點(diǎn)。3 試從下面7個(gè)方面比較程序查詢、程序中斷和DMA3種方式的綜合性能。（1）傳送數(shù)據(jù)依賴軟件還是硬件；（2）傳送數(shù)據(jù)的基本單位；（3）并行性；（4）主動(dòng)性；（5）傳輸速度；（6）經(jīng)濟(jì)性；（7）應(yīng)

12、用對象。4 試說明計(jì)數(shù)器定時(shí)查詢方式的優(yōu)缺點(diǎn)。5 某機(jī)中斷分為8級（07），0級最高，7級最低，順序排列。當(dāng)某一用戶程序運(yùn)行時(shí)，依次發(fā)生了3級、2級和1級中斷請求，程序運(yùn)行的軌跡如圖7-1所示。如果用戶程序在此3個(gè)中斷請求發(fā)生前，用改變屏蔽字的方式將優(yōu)先級改為0、5、3、4、1、2、6、7（從高到低），從上述中斷請求情況下（中斷請求產(chǎn)生時(shí)間嚴(yán)格按照上述順序改變）。請畫出程序運(yùn)行軌跡。圖7-1 程序運(yùn)行的軌跡6 某計(jì)算機(jī)的外部設(shè)備具有3級中斷功能，中斷響應(yīng)次序基本上由硬件排隊(duì)電路決定，但可利用各個(gè)外部設(shè)備控制器的中斷屏蔽控制位來封鎖本設(shè)備的中斷請求信號。設(shè)所有中斷服務(wù)程序的執(zhí)行時(shí)間相同，均為T，

13、在5T時(shí)間內(nèi)共發(fā)生5次中斷請求信號，如圖7-2所示。其中，的級別最高，次之，最低。（1）請圖示各個(gè)中斷服務(wù)程序占用的時(shí)間段及中斷程序完成的次序。（2）軟件進(jìn)行干預(yù)，當(dāng)執(zhí)行中斷服務(wù)程序時(shí)，屏蔽級中斷。請圖示各個(gè)中斷服務(wù)程序占用的時(shí)間段及中斷服務(wù)程序完成的次序。圖7-2 中斷出現(xiàn)順序7 設(shè)某機(jī)有4個(gè)中斷源A、B、C、D，其硬件排隊(duì)優(yōu)先次序?yàn)锳BCD，現(xiàn)要求將中斷處理次序改為DACB。（1）寫出每個(gè)中斷源對應(yīng)的屏蔽字。（2）按圖7-3時(shí)間軸給出的4個(gè)中斷源的請求時(shí)刻，畫出CPU執(zhí)行程序的軌跡。設(shè)每個(gè)中斷源的中斷服務(wù)程序時(shí)間均為20s。圖7-3 中斷請求時(shí)刻8 假設(shè)某外設(shè)向CPU傳送信息的最高速率為4

14、0K次/s，而相應(yīng)中斷服務(wù)程序的執(zhí)行時(shí)間為40s，問該外設(shè)是否可采用程序中斷方式？為什么？9 某中斷系統(tǒng)響應(yīng)中斷需要50ns，總線中斷服務(wù)程序至少需要150ns，其中60ns用于軟件的額外開銷。那么，該系統(tǒng)的中斷頻率最大是多少？中斷額外開銷時(shí)間占中斷時(shí)間的比例是多少？有一個(gè)字節(jié)設(shè)備，數(shù)據(jù)傳輸率為10MB/s，如果以中斷方式且每次中斷傳送一個(gè)數(shù)據(jù)，那么該系統(tǒng)能實(shí)現(xiàn)這個(gè)傳輸要求嗎？10 一個(gè)DMA接口可采用周期竊取方式把字符傳送到存儲器，它支持的最大批量為400字節(jié)。若存取周期為100ns，每處理一次中斷需5s，現(xiàn)有的字符設(shè)備的傳輸率為9600b/s。假設(shè)字符之間的傳輸是無間隙的，若忽略預(yù)處理所需

15、的時(shí)間，試問采用DMA方式每秒因數(shù)據(jù)傳輸需占用處理器多少時(shí)間？如果完全采用中斷方式，又需占用處理器多少時(shí)間？11 A、B、C、D四個(gè)中斷源，其優(yōu)先級由高向低按A、B、C，D順序排列。若中斷服務(wù)程序的執(zhí)行時(shí)間為20s，請根據(jù)圖 7-4時(shí)間軸給出的中斷源請求中斷的時(shí)刻，畫出CPU執(zhí)行程序的軌跡。圖7-4 A、B、C、D四個(gè)中斷源的中斷請求12設(shè)某機(jī)配有A、B、C三臺設(shè)備，其優(yōu)先順序是ABC，為改變中斷處理次序，將它們的屏蔽字分別設(shè)置為如表7.1所示：表7.1 例8.9各中斷源對應(yīng)的屏蔽字請按圖7-5中的時(shí)間軸給出的設(shè)備請求中斷的時(shí)刻，畫出CPU執(zhí)行程序的軌跡。設(shè)A、B、C中斷服務(wù)程序的執(zhí)行時(shí)間均為

16、20s。圖7-5 A、B、C三個(gè)中斷源的中斷請求13某機(jī)有五個(gè)中斷源L0，L1，I2，L3，L4，按中斷響應(yīng)的優(yōu)先次序由高向低排序?yàn)長0 L1 I2 L3 L4，現(xiàn)要求中斷處理次序改為L1L3 I4 L0 L2寫出各中斷源的屏蔽字。14某機(jī)有三個(gè)中斷源，其優(yōu)先級按1 2 3降序排列。假設(shè)中斷處理時(shí)間均為r，在圖7-6所示的時(shí)間內(nèi)共發(fā)生五次中斷請求，圖中表示1級中斷源發(fā)出中斷請求信號，其余類推，畫出CPU執(zhí)行程序的軌跡。圖7-6 第14題5次中斷請求15 為什幺外圍殳備要通過接口與CPU相連？接口有哪些功能？16 I/O的編址方式有幾種？各有何特點(diǎn)？17 I/O與主機(jī)交換信息有哪幾種控制方式？各

17、有何特點(diǎn)？18 一般小型或微型機(jī)中，I/O與主機(jī)交換信息有幾種方式？各有何特點(diǎn)？哪種方式CPU效率最高？19 程序查詢方式和程序中斷方式都要有程序?qū)崿F(xiàn)外圍設(shè)備的輸入輸出，它們有何不同？20 采用程序中斷方式實(shí)現(xiàn)主機(jī)與I/O交換信息的接口電路中一般有哪些硬件？各有何作用？21 以I/O設(shè)備的中斷處理過程為例，說明一次程序中斷的全過程。22 DMA方式的主要特點(diǎn)是什么？DMA接口電路中應(yīng)設(shè)置哪些硬件？23 DMA方式中的中斷請求和程序中斷方式中的中斷請求有何區(qū)別?24 在DMA方式中CPU和DMA接口分時(shí)使用主存有幾種方法?筒要說明之。25 DMA接口主要由哪些部件組成?在數(shù)據(jù)交換過程中它應(yīng)完成哪些功能?畫出DMA工作過程的流程圖(不包括預(yù)處理和后處理)。26 畫出單重中斷和多重中斷的處理流程，說明它們的不同之處。27什幺是向量地址?何時(shí)形成向量地址？指出向量地址形成部件由什么電路組成？它的輸人來自何處？又輸出至何處？28采用DMA方式實(shí)現(xiàn)主機(jī)與I/O交換信息的接口電路有哪些硬件？各有何作用？29試述DMA方式的特點(diǎn)，并與其他四種主機(jī)與I/O交換信息的控制方式進(jìn)行比較。30 圖7-7是以程序查詢方式實(shí)現(xiàn)多臺設(shè)備查詢子程序流程圖，試分析這種處理方式存在的問題及改進(jìn)措施。圖7-7 第30題多個(gè)設(shè)備的查詢子程序流程31 試從下面七個(gè)方面比較程序查詢、程序中斷和DMA三中方式的