第五章計(jì)算機(jī)組成原理輸入輸出剖析

1．某計(jì)算機(jī)字長(zhǎng)是16位，它的存儲(chǔ)容量是1MB，按字編址，它的尋址范圍是______。A．512K；B．1M；C．512KB；D．1MB。2．一個(gè)16K×32位的RAM存儲(chǔ)器，其地址線和數(shù)據(jù)線的總和是______。A．48；B．46；C．36；D．32．考研題：假設(shè)某計(jì)算機(jī)按字編址，Cache有4個(gè)行，Cache和主存之間交換的塊為2個(gè)字。若Cache的內(nèi)容初始為空，采用2路組相聯(lián)映射方式和LRU替換策略，訪問的主存地址依次為0,4,8,2,0,6,8,6,4,8時(shí)，命中Cache的次數(shù)是：A.1B.2C.3D.4第５章輸入輸出系統(tǒng)5.6DMA方式5.5程序中斷方式5.4程序查詢方式5.3I/O接口5.1概述

一、輸入輸出系統(tǒng)的發(fā)展

1)以CPU為中心的階段2)接口模塊和DMA階段3)具有通道結(jié)構(gòu)的階段4)具有I/O處理機(jī)的階段5.1概述二、I/O系統(tǒng)組成I/O系統(tǒng)由軟件和硬件組成軟件：不同的I/O系統(tǒng)的軟件技術(shù)差異很大。軟件的主要任務(wù)：將數(shù)據(jù)輸入至主機(jī)將運(yùn)算結(jié)果輸出給用戶實(shí)現(xiàn)I/O系統(tǒng)和主機(jī)協(xié)同工作I/O指令：機(jī)器指令中的一類，IN、OUT等

操作碼作為I/O指令與其他指令的區(qū)別。

命令碼說明I/O的具體操作。

設(shè)備碼用于從多臺(tái)外設(shè)中選擇設(shè)備。操作碼命令碼設(shè)備碼硬件：種類多樣化。I/O設(shè)備I/O接口1、I/O編址方式（獨(dú)立編址）I/O端口和存儲(chǔ)器分開編址:

指令系統(tǒng)中分別設(shè)立面向存儲(chǔ)器的指令和面向I/O操作的指令（IN指令和OUT指令）。優(yōu)點(diǎn)：不占用主存空間缺點(diǎn)：需專門的I/O指令，其尋址方式較簡(jiǎn)單,編程靈活性稍差。存儲(chǔ)器I/OYYYYH00XXXXH80x86采用I/O端口獨(dú)立編址三、I/O設(shè)備與主機(jī)的聯(lián)系方式2.I/O編址方式（統(tǒng)一編址）存儲(chǔ)器映射方式實(shí)質(zhì)：I/O看成存儲(chǔ)器的一部分，與存儲(chǔ)器傳送一樣處理。優(yōu)點(diǎn)：操作方式靈活,使用通用的MOV或訪存指令也可以訪問I/O接口。缺點(diǎn)：需占用小部分存儲(chǔ)空間。IntelMCS-51等單片機(jī)采用統(tǒng)一編址方式。I/O存儲(chǔ)器0XXXXHXXXXH整個(gè)地址空間3.聯(lián)絡(luò)方式主機(jī)較外設(shè)速度快，必須同步

（1）立即響應(yīng)方式：外設(shè)出于等待狀態(tài)，CPU的I/O指令一到，立即響應(yīng)如指示燈的亮與滅。（2）異步方式：應(yīng)答式（acknowledge）Ready：就緒Strobe：選通串行，速度慢（3）同步方式：主機(jī)與外設(shè)采用同步時(shí)標(biāo)并行，速度快I/O接口I/O設(shè)備ReadyStrobeCPU5.3I/O接口一、概述為什么要設(shè)置接口？1.實(shí)現(xiàn)設(shè)備的選擇2.實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)緩沖達(dá)到速度匹配4.實(shí)現(xiàn)電平轉(zhuǎn)換5.傳送控制命令3.實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)串并格式轉(zhuǎn)換端口？接口？6.保存設(shè)備狀態(tài)供CPU查詢二、接口的功能和組成(1)設(shè)備選擇線(2)數(shù)據(jù)線(3)命令線(4)狀態(tài)線I/O接口設(shè)備I/O接口設(shè)備數(shù)據(jù)線命令線狀態(tài)線I/O總線設(shè)備選擇線總線連接方式的I/O接口電路

命令寄存器和命令譯碼器

設(shè)備選擇電路

設(shè)備狀態(tài)標(biāo)記

數(shù)據(jù)緩沖寄存器DBR

控制邏輯電路I/O接口外部設(shè)備數(shù)據(jù)線命令狀態(tài)數(shù)據(jù)線命令線狀態(tài)線CPU地址線2.接口的功能和組成功能組成

1）選址功能2）傳送命令的功能3）傳送數(shù)據(jù)的功能4）反映設(shè)備狀態(tài)的功能設(shè)備選擇電路命令寄存器、命令譯碼器數(shù)據(jù)緩沖寄存器設(shè)備狀態(tài)標(biāo)記5.4程序查詢方式一、程序查詢流程檢查狀態(tài)標(biāo)記1

設(shè)備1

準(zhǔn)備就緒？檢查狀態(tài)標(biāo)記N

設(shè)備N準(zhǔn)備就緒？…處理設(shè)備1是否否處理設(shè)備N是1.查詢流程檢查狀態(tài)標(biāo)記交換數(shù)據(jù)準(zhǔn)備就緒?是否單個(gè)設(shè)備多個(gè)設(shè)備測(cè)試指令轉(zhuǎn)移指令傳送指令2000:IN81；判鍵盤上是否按了一個(gè)鍵2001：SHRR0；即串行口是否有了輸入的字符2002：SHRR02003：JRNC2000；未輸入完則循環(huán)測(cè)試2004：IN80；接收該字符2005:OUT80↙；在屏幕上輸出顯示字符‘6’2006:RET↙；每個(gè)用戶程序必須用RET指令結(jié)束2007：↙；（按回車鍵即結(jié)束輸入過程）②設(shè)備選擇電路DBRQQ&數(shù)據(jù)線準(zhǔn)備就緒啟動(dòng)命令地址線SEL輸入數(shù)據(jù)啟動(dòng)設(shè)備設(shè)備工作結(jié)束①③④⑤⑥D(zhuǎn)B二、程序查詢方式的接口電路①②③⑤1010④以輸入為例⑥例5.1在程序查詢方式的輸入輸出系統(tǒng)中，假設(shè)不考慮處理時(shí)間，每一次查詢操作需要100個(gè)時(shí)鐘周期，CPU的時(shí)鐘頻率為50MHz?，F(xiàn)有鼠標(biāo)和硬盤兩個(gè)設(shè)備，而且CPU必須每秒對(duì)鼠標(biāo)進(jìn)行30次查詢，硬盤以32位字長(zhǎng)為單位傳輸數(shù)據(jù)，每32位查詢一次，傳輸率為2MBps。求CPU對(duì)這兩個(gè)設(shè)備查詢所花費(fèi)的時(shí)間比率，由此可得出什么結(jié)論？1.程序查詢方式檢查狀態(tài)標(biāo)記交換數(shù)據(jù)準(zhǔn)備就緒?是否測(cè)試指令轉(zhuǎn)移指令傳送指令5.5程序中斷方式一、中斷的概念

中斷（Interrupt）當(dāng)出現(xiàn)異常情況或特殊請(qǐng)求時(shí)，是指CPU暫時(shí)中止現(xiàn)行程序，轉(zhuǎn)去處理異常情況或特殊請(qǐng)求，處理完后自動(dòng)返回原程序的功能和技術(shù)。

…KK+1QQ+1……中斷服務(wù)程序1中斷服務(wù)程序2入口1入口2中斷系統(tǒng)是計(jì)算機(jī)實(shí)現(xiàn)中斷功能的軟硬件總稱。（1)CPU中設(shè)置中斷機(jī)構(gòu)（2)外設(shè)接口中設(shè)置中斷控制器（3)軟件上設(shè)置相應(yīng)的中斷服務(wù)程序。二、中斷的產(chǎn)生

（1)適應(yīng)I/O設(shè)備速度低。（2）異常事件的處理，例如掉電啟動(dòng)備用電源

（3）實(shí)時(shí)控制領(lǐng)域，及時(shí)響應(yīng)外來信號(hào)請(qǐng)求。三、程序中斷方式的接口電路1.中斷請(qǐng)求觸發(fā)器和中斷屏蔽觸發(fā)器2.排隊(duì)器3.中斷向量地址形成部件4.程序中斷方式接口電路1.中斷請(qǐng)求觸發(fā)器和中斷屏蔽觸發(fā)器DQ&1INTR中斷請(qǐng)求觸發(fā)器INTR=1有請(qǐng)求MASK中斷屏蔽觸發(fā)器MASK=1被屏蔽來自CPU的中斷查詢信號(hào)受設(shè)備本身控制INTRDMASKQD完成觸發(fā)器中斷請(qǐng)求2.排隊(duì)器排隊(duì)在CPU內(nèi)或在接口電路中（鏈?zhǔn)脚抨?duì)器）硬件軟件通過軟件查詢順序來實(shí)現(xiàn)1INTP11INTP21INTP31INTP4&&&&INTR1INTR2INTR3INTR4INTR1INTR2INTR3INTR41&1&1&1&INTP1′INTP2′INTP3′INTP4′INTR2INTR1INTR1INTR21&INTP21000110000111000設(shè)備1#、2#、3#、4#

優(yōu)先級(jí)按降序排列INTRi

=1有請(qǐng)求即INTRi=03.中斷向量地址形成部件CPU一旦響應(yīng)了I/O中斷，就暫?，F(xiàn)行程序，轉(zhuǎn)去執(zhí)行該設(shè)備的中斷服務(wù)程序，不同設(shè)備有不同的中斷服務(wù)程序，每個(gè)服務(wù)程序有一個(gè)入口地址，CPU必須找到入口地址。入口地址…向量地址…排隊(duì)器輸出由軟件產(chǎn)生硬件向量法

顯示器服務(wù)程序

打印機(jī)服務(wù)程序JMP400

JMP300JMP200…………主存12H13H14H200300向量地址入口地址入口地址中斷向量地址形成部件

設(shè)備編碼器1000…000100100100…00010011由硬件

產(chǎn)生向量地址再由向量地址

找到入口地址INTP1…INTPn設(shè)備選擇電路DBR

DQ&數(shù)據(jù)線啟動(dòng)命令地址線SEL輸入數(shù)據(jù)啟動(dòng)設(shè)備設(shè)備工作結(jié)束&1QQDINTR

BQQMASK

設(shè)備編碼器排隊(duì)器中斷查詢來自高一級(jí)的排隊(duì)器至低一級(jí)的排隊(duì)器向量地址中斷響應(yīng)

INTA中斷請(qǐng)求命令譯碼4.程序中斷方式接口電路的基本組成四、I/O中斷處理過程1.CPU響應(yīng)中斷的條件和時(shí)間(1)條件(2)時(shí)間CPU允許中斷觸發(fā)器EINT=1用開中斷

指令將EINT置“1”用關(guān)中斷

指令將EINT置“0”

或硬件自動(dòng)復(fù)位當(dāng)D=1（隨機(jī)）且MASK=0

時(shí)在每條指令執(zhí)行階段的結(jié)束前CPU發(fā)中斷查詢信號(hào)（將INTR置“1”）設(shè)備選擇電路DBRDQ&數(shù)據(jù)線啟動(dòng)命令地址線SEL輸入數(shù)據(jù)啟動(dòng)設(shè)備設(shè)備工作結(jié)束&1QQDINTRBQQMASK設(shè)備編碼器排隊(duì)器中斷查詢來自高一級(jí)的排隊(duì)器至低一級(jí)的排隊(duì)器向量地址中斷響應(yīng)

INTA中斷請(qǐng)求命令譯碼①②③④⑤⑥⑦⑧2.I/O中斷處理過程①10&DBR④⑤⑦⑧300設(shè)備選擇電路01以輸入為例②③⑥…KK+1…入口地址300中斷處理過程：中斷請(qǐng)求、中斷判優(yōu)、中斷響應(yīng)、中斷返回、中斷返回PUSHPUSH…..POPPOPIRET五、中斷服務(wù)程序流程1.中斷服務(wù)程序的流程(1)保護(hù)現(xiàn)場(chǎng)(2)中斷服務(wù)(3)恢復(fù)現(xiàn)場(chǎng)(4)中斷返回對(duì)不同的I/O設(shè)備具有不同內(nèi)容的設(shè)備服務(wù)中斷返回指令2.單重中斷和多重中斷不允許中斷

現(xiàn)行的中斷服務(wù)程序單重

中斷多重

中斷允許級(jí)別更高

的中斷源中斷

現(xiàn)行的中斷服務(wù)程序中斷隱指令進(jìn)棧指令出棧指令程序斷點(diǎn)的保護(hù)寄存器內(nèi)容的保護(hù)3.單重中斷和多重中斷的服務(wù)程序流程中斷否？保護(hù)現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備服務(wù)恢復(fù)現(xiàn)場(chǎng)

開中斷中斷返回取指令執(zhí)行指令中斷服務(wù)程序

中斷響應(yīng)程序斷點(diǎn)進(jìn)棧關(guān)中斷向量地址PC中斷周期是中斷返回保護(hù)現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備服務(wù)恢復(fù)現(xiàn)場(chǎng)開中斷開中斷開中斷中斷隱指令中斷隱指令否取指令執(zhí)行指令中斷否？否

中斷響應(yīng)程序斷點(diǎn)進(jìn)棧

關(guān)中斷向量地址PC中斷周期是中斷服務(wù)程序單重多重以打印機(jī)為例發(fā)中斷請(qǐng)求

空閑接收數(shù)據(jù)接收數(shù)據(jù)準(zhǔn)備發(fā)中斷請(qǐng)求打印打印打印機(jī)執(zhí)行主程序繼續(xù)執(zhí)行主程序繼續(xù)執(zhí)行主程序響應(yīng)中斷中斷返回響應(yīng)中斷中斷返回

啟動(dòng)打印機(jī)傳送數(shù)據(jù)傳送數(shù)據(jù)CPUCPU與打印機(jī)并行工作4.主程序和服務(wù)程序搶占CPU示意圖準(zhǔn)備工作準(zhǔn)備工作準(zhǔn)備工作傳送數(shù)據(jù)傳送數(shù)據(jù)發(fā)中斷請(qǐng)求發(fā)中斷請(qǐng)求I/O宏觀上CPU和I/O并行

工作微觀

上CPU中斷現(xiàn)行程序

為I/O服務(wù)主程序繼續(xù)執(zhí)行主程序啟動(dòng)外設(shè)

服務(wù)程序（傳送數(shù)據(jù)）

服務(wù)程序（傳送數(shù)據(jù)）繼續(xù)執(zhí)行主程序CPU5.6DMA方式一、DMA方式定義和特點(diǎn)二、DMA接口的功能三、DMA的工作過程四、DMA接口的類型一、DMA方式的特點(diǎn)1）存儲(chǔ)器和外設(shè)之間建立起直接的數(shù)據(jù)傳送通路，即不經(jīng)由CPU，而由專門的DMA控制器實(shí)現(xiàn)存儲(chǔ)器和外設(shè)之間的操作。

2）傳送不進(jìn)行保護(hù)現(xiàn)場(chǎng)等操作，減輕了CPU的負(fù)擔(dān)，適合于高速度大批量數(shù)據(jù)傳送的場(chǎng)合。

3）增設(shè)DMA控制器，硬件電路比前兩種方式更為復(fù)雜。2.DMA與主存交換數(shù)據(jù)的三種方式(1)停止CPU訪問主存主存工作時(shí)間CPU不執(zhí)行程序DMA不工作DMA不工作DMA工作CPU控制并使用主存DMA控制并使用主存t外設(shè)要求傳送一批數(shù)據(jù)時(shí)，由DMA接口向CPU發(fā)一個(gè)停止信號(hào)，要求CPU放棄總線使用權(quán)，DMA接口獲得總線控制權(quán)后，開始數(shù)據(jù)傳輸。數(shù)據(jù)傳送結(jié)束，將總線控制權(quán)交回給CPU.控制簡(jiǎn)單，適用于數(shù)據(jù)傳輸率很高的I/O設(shè)備實(shí)現(xiàn)成組數(shù)據(jù)傳送。CPU處于不工作狀態(tài)或保持狀態(tài)。未充分發(fā)揮CPU的利用率。優(yōu)點(diǎn)：缺點(diǎn)：(2)周期挪用（或周期竊?。┲鞔婀ぷ鲿r(shí)間CPU控制并使用主存DMA控制并使用主存t

外設(shè)有DMA請(qǐng)求，CPU讓出一個(gè)周期或幾個(gè)主存周期，由DMA控制器控制系統(tǒng)總線，進(jìn)行一次數(shù)據(jù)傳送，傳送一個(gè)字節(jié)或一個(gè)字；然后，DMA控制器將總線控制權(quán)交回CPU，等待下一個(gè)DMA請(qǐng)求的到來。優(yōu)點(diǎn)：實(shí)現(xiàn)了I/O傳送，發(fā)揮了主存與CPU的效率。缺點(diǎn)：I/O設(shè)備每挪用一個(gè)主存周期都要申請(qǐng)總線控制權(quán)、建立總線控制權(quán)和歸還總線控制權(quán)，比較適合I/O設(shè)備存儲(chǔ)周期大于主存周期的情況。(3)DMA與CPU交替訪問主存工作時(shí)間DMA控制并使用主存CPU控制并使用主存tCPU工作周期C1專供DMA訪存C2專供CPU

訪存所有指令執(zhí)行過程中的一個(gè)基準(zhǔn)時(shí)間不需要申請(qǐng)建立和歸還

總線的使用權(quán)優(yōu)點(diǎn)：適合于CPU的工作周期比主存存取周期長(zhǎng)的情況，不需要總線使用權(quán)的申請(qǐng)、建立和歸還過程。缺點(diǎn)：CPU與DMA接口各自有獨(dú)立的訪存地址寄存器、數(shù)據(jù)寄存器和讀寫控制信號(hào)，硬件邏輯更為復(fù)雜。二、DMA接口的功能1.DMA接口功能(1)向CPU申請(qǐng)

DMA傳送(2)處理總線控制權(quán)的轉(zhuǎn)交(3)管理

系統(tǒng)總線、控制

數(shù)據(jù)傳送(4)確定

數(shù)據(jù)傳送的首地址和長(zhǎng)度(5)DMA傳送結(jié)束，給出操作完成信號(hào)修正

傳送過程中的數(shù)據(jù)地址和長(zhǎng)度DMA接口主存CPU2.DMA接口組成DMA

控制邏輯

中斷機(jī)構(gòu)設(shè)備HLDAARWCDARHRQ中斷請(qǐng)求數(shù)據(jù)線地址線+1+1溢出信號(hào)DREQDACKBR三、DMA的工作過程1.DMA傳送過程預(yù)處理、數(shù)據(jù)傳送、后處理(1)預(yù)處理通過幾條輸入輸出指令預(yù)置如下信息

通知DMA控制邏輯——傳送方向（入/出）

設(shè)備地址寄存器——設(shè)備號(hào)

主存地址寄存器——交互數(shù)據(jù)的起始地址

字寄存器——交互數(shù)據(jù)的個(gè)數(shù)預(yù)處理：主存起始地址設(shè)備地址傳送數(shù)據(jù)個(gè)數(shù)啟動(dòng)設(shè)備DMADMADMA數(shù)據(jù)傳送：繼續(xù)執(zhí)行主程序同時(shí)完成一批數(shù)據(jù)傳送后處理：中斷服務(wù)程序做DMA結(jié)束處理繼續(xù)執(zhí)行主程序CPU(2) 數(shù)據(jù)傳送允許傳送？主存地址送總線數(shù)據(jù)送I/O設(shè)備（或主存）修改主存地址修改字計(jì)數(shù)器

數(shù)據(jù)塊傳送結(jié)束？向CPU申請(qǐng)程序中斷DMA請(qǐng)求否否是是BR設(shè)備DMA

控制邏輯

中斷機(jī)構(gòu)ARWCDARDMA接口主存CPU+1+1

數(shù)據(jù)傳送過程（輸入）DREQ②HRQ③HLDA④地址線⑤DACK⑥①數(shù)據(jù)線⑦溢出信號(hào)中斷請(qǐng)求ARWC+1+1BRBRBRBRBRBR設(shè)備DMA

控制邏輯

中斷機(jī)構(gòu)ARWCDARDMA接口主存CPU+1+1BRDREQ②HRQ③HLDA④地址線⑤DACK⑥①數(shù)據(jù)線⑦溢出信號(hào)中斷請(qǐng)求ARWC+1+1數(shù)據(jù)傳送過程（輸出）BRBRBRBR(3)后處理校驗(yàn)送入主存的數(shù)是否正確是否繼續(xù)用DMA測(cè)試傳送過程是否正確，錯(cuò)則轉(zhuǎn)診斷程序由中斷服務(wù)程序完成例5.3一個(gè)DMA接口采用周期竊取方式把字符傳送到存儲(chǔ)器，它支持的最大批量為400個(gè)字節(jié)。若存取周期為100ns，每處理一次中斷需5us，現(xiàn)有的字符設(shè)備的傳輸率為9600bps。假設(shè)字符之間的傳輸是無間隙的，若忽略預(yù)處理所需的時(shí)間，試問采用DMA方式每秒因數(shù)據(jù)傳輸所占用處理器多少時(shí)間？如果采用中斷方式，又占用處理器多少時(shí)間?例5.4假設(shè)磁盤采用DMA方式與主機(jī)交換信息，其傳輸速率為2MBps，而且DMA的預(yù)處理需1000個(gè)時(shí)鐘周期，DMA完成傳送后處理中斷需500個(gè)時(shí)鐘周期。如果平均傳輸?shù)臄?shù)據(jù)長(zhǎng)度為4kB，試問在硬盤工作時(shí)，50Mhz的處理器需要花多少時(shí)間比率進(jìn)行DMA輔助操作。43.某計(jì)算機(jī)的CPU主頻為500MHz,CPI為5(即執(zhí)行每條指令平均需5個(gè)時(shí)鐘周期)。假定某外設(shè)的數(shù)據(jù)傳輸率為0.5MB/s,采用中斷方式與主機(jī)進(jìn)行數(shù)據(jù)傳送,以32位為傳輸單位,對(duì)應(yīng)的中斷服務(wù)程序包含18條指令,中斷服務(wù)的其他開銷相當(dāng)于2條指令的執(zhí)行時(shí)間。請(qǐng)回答下列問題,要求給出計(jì)算過程。(1)在中斷方式下,CPU用于該外設(shè)I/O的時(shí)間占整個(gè)CPU時(shí)間的百分比是多少?(2)當(dāng)該外設(shè)的數(shù)據(jù)傳輸率達(dá)到5MB/s時(shí),改用DMA方式傳送數(shù)據(jù).假設(shè)每次DMA傳送大小為5000B,且DMA預(yù)處理和后處理的總開銷為500個(gè)時(shí)鐘周期,則CPU用于該外設(shè)I/O的時(shí)間占整個(gè)CPU時(shí)間的百分比是多少?(假設(shè)DMA與CPU之間沒有訪存沖突)2.DMA接口與系統(tǒng)的連接方式DMA接口1DMA接口2DMA接口nCPU…主存DMA響應(yīng)I/O總線數(shù)據(jù)線地址線DMA請(qǐng)求(1)具有公共請(qǐng)求線的DMA請(qǐng)求(2)獨(dú)立的DMA請(qǐng)求DMA接口1DMA接口2DMA接口3CPU主存DMA響應(yīng)1DMA請(qǐng)求1DMA響應(yīng)2DMA請(qǐng)求2DMA響應(yīng)3DMA請(qǐng)求3I/O總線數(shù)據(jù)線地址線3.DMA方式與程序中斷方式的比較(1)數(shù)據(jù)傳送(2)響應(yīng)時(shí)間(3)處理異常情況(4)切換方式(5)優(yōu)先級(jí)中斷方式DMA方式程序硬件指令執(zhí)行結(jié)束存取周期結(jié)束能不能低高保護(hù)現(xiàn)場(chǎng)不保護(hù)現(xiàn)場(chǎng)四、DMA接口的類型1.選擇型在物理上

連接多個(gè)

設(shè)備在邏輯上

只允許連接一個(gè)

設(shè)備設(shè)備地址寄存器控制狀態(tài)寄存器數(shù)據(jù)緩沖寄存器主存地址寄存器時(shí)序電路字計(jì)數(shù)器DMA接口CPU主存設(shè)備1設(shè)備2設(shè)備n選擇線...系統(tǒng)總線2.多路型在物理上連接多個(gè)

設(shè)備在邏輯上允許連接多個(gè)

設(shè)備同時(shí)工作各個(gè)設(shè)備采用字節(jié)交叉方式通過DMA接口進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸。多路型DMA接口中，為每個(gè)與它連接的設(shè)備設(shè)置一套寄存器，保存各自的傳輸參數(shù)。三種方式的CPU工作效率比較存取周期結(jié)束CPU執(zhí)行現(xiàn)行程序CPU執(zhí)行現(xiàn)行程序DMA請(qǐng)求啟動(dòng)I/OI/O準(zhǔn)備I/O準(zhǔn)備一個(gè)存取周期實(shí)現(xiàn)I/O與主存之間的傳送CPU

執(zhí)行現(xiàn)行程序CPU查詢等待并傳輸I/O數(shù)據(jù)CPU

執(zhí)行現(xiàn)行程序啟動(dòng)I/OI/O準(zhǔn)備及傳送指令執(zhí)行周期結(jié)束CPU執(zhí)行現(xiàn)行程序CPU執(zhí)行現(xiàn)行程序啟動(dòng)I/O中斷請(qǐng)求I/O準(zhǔn)備I/O準(zhǔn)備CPU處理中斷服務(wù)程序?qū)崿F(xiàn)I/O與主機(jī)之間的傳送間斷啟動(dòng)I/O啟動(dòng)I/OI/O準(zhǔn)備中斷請(qǐng)求啟動(dòng)I/OI/O準(zhǔn)備一個(gè)存取周期DMA請(qǐng)求程序查詢方式程序中斷方式DMA方式I/O準(zhǔn)備及傳送4.通道在大中型計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中，采用通道的方式進(jìn)行數(shù)據(jù)進(jìn)行交換。（1）通道用來管理I/O設(shè)備及實(shí)現(xiàn)主存與I/O設(shè)備之間交換信息的部件，可以看成一種特殊功能的處理器。

（2）通道有自己的專用指令，能獨(dú)立執(zhí)行通道程序。

（3）通道必須通過CPU的I/O啟停命令進(jìn)行啟動(dòng),從屬于CPU的專用處理器。1.中斷允許觸發(fā)器是用來______。

A.表示外設(shè)是否提出了中斷請(qǐng)求

B.CPU是否響應(yīng)了中斷請(qǐng)求

C.CPU是否正在進(jìn)行中斷處理

D.開放或關(guān)閉可屏蔽硬中斷2.中斷向量地址是______。

A.子程序入口地址B.中斷服務(wù)子程序入口地址

C.中斷服務(wù)子程序入口地址的地址

3.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______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)存取周期D.一個(gè)總線周期4.在統(tǒng)一編址方式下，下列哪種說法是正確的______。A.一個(gè)具體地址只能對(duì)應(yīng)輸入/輸出設(shè)備B.一個(gè)具體地址只能對(duì)應(yīng)內(nèi)存單元C.一個(gè)具體地址可對(duì)應(yīng)輸入/輸出設(shè)備也可對(duì)應(yīng)內(nèi)存單元D.一個(gè)具體地址只對(duì)應(yīng)輸入/輸出設(shè)備或只對(duì)應(yīng)內(nèi)存單元

5.下面論述正確的是______。A.具有專門輸入/輸出指令的計(jì)算機(jī)的外設(shè)，可以單獨(dú)編址。B.統(tǒng)一編址方式下，不可以訪問外設(shè)。C.訪問存儲(chǔ)器的指令,只能訪問存儲(chǔ)器,一定不能訪問外設(shè)。D.只有輸入/輸出指令才可以訪問外設(shè)。6.主機(jī)外設(shè)不能并行工作的是______。

A.程序查詢方式B.中斷方式

C.DMA方式D.通道方式7.下列敘述正確的是______。A.CPU響應(yīng)中斷期間仍執(zhí)行原程序B.在中斷過程中，一旦有中斷源提出中斷，CPU立即響應(yīng)C.在中斷響應(yīng)中，保護(hù)斷點(diǎn)、保護(hù)現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)由用戶編程實(shí)現(xiàn)D.在中斷響應(yīng)中，保護(hù)斷點(diǎn)是中斷響應(yīng)自動(dòng)完成的8.中斷系統(tǒng)可______實(shí)現(xiàn)。

A.僅用硬件B.僅用軟件

C.通過軟、硬結(jié)合D.以上都不對(duì)9.在單級(jí)中斷中，CPU一旦響應(yīng)中斷，就立即關(guān)閉______標(biāo)志，以防本次中斷結(jié)束前同級(jí)的其它中斷源產(chǎn)生另一次中斷進(jìn)行干擾。

A.中斷優(yōu)先B.中斷允許C.中斷請(qǐng)求D.以上都不對(duì)

10.為了便于實(shí)現(xiàn)多級(jí)中斷，保存現(xiàn)場(chǎng)信息最有效的方法是___。

A.通用寄存器B.堆棧

C.存儲(chǔ)器D.外存

11.硬中斷服務(wù)結(jié)束返回?cái)帱c(diǎn)時(shí)，程序末尾要安排一條指IRET，它的作用是______。

A.構(gòu)成中斷結(jié)束命令。

B.恢復(fù)斷點(diǎn)信息并返回。

C.轉(zhuǎn)移到IRET的下一條指令。

D.返回到斷點(diǎn)處。12.在采用DMA方式高速傳送數(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(hào)控制下完成的B.在DMA控制器本身發(fā)出的控制信號(hào)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3.多路型DMA接口的工作原理T4T6T7T2為磁盤服務(wù)T5T8T3為磁帶服務(wù)為打印機(jī)服務(wù)T15s

DMA請(qǐng)求打印機(jī)tDMA請(qǐng)求DMA請(qǐng)求DMA請(qǐng)求45s

磁帶tDMA請(qǐng)求DMA請(qǐng)求DMA請(qǐng)求DMA請(qǐng)求30s

磁盤t13.假定某外設(shè)向CPU傳送信息最高頻率為40K次/s，而相應(yīng)中斷程序的執(zhí)行時(shí)間為40μs，問該外設(shè)是否可采用中斷方式工作？為什么？14.磁盤