計算機原理答案

1、叮叮小文庫第1 章 計算機系統(tǒng)概論1. 什么是計算機系統(tǒng)、計算機硬件和計算機軟件？硬件和軟件哪個更重要？解：P3計算機系統(tǒng)一一計算機硬件、軟件和數(shù)據(jù)通信設(shè)備的物理或邏輯的綜合體。 計算機硬件計算機的物理實體。計算機軟件計算機運行所需的程序及相關(guān)資料。 硬件和軟件在計算機系統(tǒng)中相互依存，缺一不可，因此同樣重要。5. 馮諾依曼計算機的特點是什么？解：馮氏計算機的特點是： P9 由運算器、控制器、存儲器、輸入設(shè)備、輸出設(shè)備五大部件組成； 指令和數(shù)據(jù)以同一形式（二進制形式）存于存儲器中； 指令由操作碼、地址碼兩大部分組成； 指令在存儲器中順序存放，通常自動順序取出執(zhí)行； 以運算器為中心（原始馮氏機）。

2、7. 解釋下列概念：主機、CPU主存、存儲單元、存儲元件、存儲基元、存儲元、存儲字、存儲字長、存儲容量、機器字長、指令字長。 解： P10主機一一是計算機硬件的主體部分，由CPU+M M主存或內(nèi)存）組成；CPU中央處理器（機），是計算機硬件的核心部件，由運算器+控制器組成；（早期的運、控不在同一芯片上）主存一一計算機中存放正在運行的程序和數(shù)據(jù)的存儲器，為計算機的主要工作存儲器，可隨機存??；由存儲體、各種邏輯 部件及控制電路組成。存儲單元可存放一個機器字并具有特定存儲地址的存儲單位；存儲元件一一存儲一位二進制信息的物理元件，是存儲器中最小的存儲單位，又叫存儲基元或存儲元，不能單獨存?。?存儲字一

3、個存儲單元所存二進制代碼的邏輯單位；存儲字長一個存儲單元所存二進制代碼的位數(shù)；存儲容量 存儲器中可存二進制代碼的總量；（通常主、輔存容量分開描述）機器字長CPU能同時處理的數(shù)據(jù)位數(shù)； 指令字長一條指令的二進制代碼位數(shù)；8. 解釋下列英文縮寫的中文含義：CPU、 PC、 IR、 CU、 ALU、 ACC、 MQ、 X、 MAR、 MDR、 I/O 、 MIPS、 CPI、 FLOPS解：全面的回答應(yīng)分英文全稱、中文名、中文解釋三部分。CPUCentral Processing Unit ，中央處理機（器），見 7 題；PCProgram Counter，程序計數(shù)器，存放當前欲執(zhí)行指令的地址，并可

4、自動計數(shù)形成下一條指令地址的計數(shù)器；IRInstruction Register，指令寄存器，存放當前正在執(zhí)行的指令的寄存器；CUContUnit，控制單元（部件），控制器中產(chǎn)生微操作命令序列的部件，為控制器的核心部件；ALArithmetic Logic Unit，算術(shù)邏輯運算單元，運算器中完成算術(shù)邏輯運算的邏輯部件；ACAccumulator，累加器，運算器中運算前存放操作數(shù)、運算后存放運算結(jié)果的寄存器；MQ Multiplier-Quotient RegisterX此字母沒有專指的縮寫含義，操作數(shù)；MARMemory Address Register，乘商寄存器，乘法運算時存放乘數(shù)、除法

5、時存放商的寄存器?？梢杂米魅我徊考?，在此表示操作數(shù)寄存器， 即運算器中工作寄存器之一，用來存放MDMemoryData Register ,存儲器數(shù)據(jù)緩沖寄存器,，存儲器地址寄存器，內(nèi)存中用來存放欲訪問存儲單元地址的寄存器； 主存中用來存放從某單元讀出、 或?qū)懭肽炒鎯卧獢?shù)據(jù)的寄存器； I/O Input/Output equipment ，輸入 /輸出設(shè)備，為輸入設(shè)備和輸出設(shè)備的總稱，用于計算機內(nèi)部和外界信息的轉(zhuǎn)換與 傳送；MIPSMillion Instruction Per Second，每秒執(zhí)行百萬條指令數(shù)，為計算機運算速度指標的一種計量單位;11. 指令和數(shù)據(jù)都存于存儲器中，計算機

6、如何區(qū)分它們？ 解：計算機區(qū)分指令和數(shù)據(jù)有以下 2 種方法：通過不同的時間段來區(qū)分指令和數(shù)據(jù)，即在取指令階段（或取指微程序）取出的為指令，在執(zhí)行指令階段（或相 應(yīng)微程序）取岀的即為數(shù)據(jù)。通過地址來源區(qū)分，由 PC提供存儲單元地址的取岀的是指令，由指令地址碼部分提供存儲單元地址的取岀的是 操作數(shù)。第2章計算機的發(fā)展及應(yīng)用1. 通常計算機的更新?lián)Q代以什么為依據(jù)？答：P22主要以組成計算機基本電路的元器件為依據(jù)，如電子管、晶體管、集成電路等。2. 舉例說明專用計算機和通用計算機的區(qū)別。答：按照計算機的效率、速度、價格和運行的經(jīng)濟性和實用性可以將計算機劃分為通用計算機和專用計算機。通用計算機 適應(yīng)性強

7、，但犧牲了效率、速度和經(jīng)濟性；而專用計算機是最有效、最經(jīng)濟和最快的計算機，但適應(yīng)性很差。例如個人電 腦和計算器。3. 什么是摩爾定律？該定律是否永遠生效？為什么？答：P23，否，P36第3章系統(tǒng)總線1.什么是總線？總線傳輸有何特點？為了減輕總線負載，總線上的部件應(yīng)具備什么特點？ 解：總線是多個部件共享的傳輸部件?？偩€傳輸?shù)奶攸c是：某一時刻只能有一路信息在總線上傳輸，即分時使用。 為了減輕總線負載，總線上的部件應(yīng)通過三態(tài)驅(qū)動緩沖電路與總線連通。4. 為什么要設(shè)置總線判優(yōu)控制？常見的集中式總線控制有幾種？各有何特點？哪種方式響應(yīng)時間最快？哪種方式對電路 故障最敏感？解：（1）總線判優(yōu)控制解決多個部

8、件同時申請總線時的使用權(quán)分配問題；（2）常見的集中式總線控制有三種：鏈式查詢、計數(shù)器查詢、獨立請求；（3）特點：鏈式查詢方式連線簡單，易于擴充，對電路故障最敏感；計數(shù)器查詢方式優(yōu)先級設(shè)置較靈活，對故障不敏 感，連線及控制過程較復(fù)雜；獨立請求方式判優(yōu)速度最快，但硬件器件用量大，連線多，成本較高。5. 解釋下列概念：總線寬度.總線帶寬、總線復(fù)用?？偩€的主設(shè)備（或主模塊）、總線的從設(shè)備（或從模塊）、總線的傳 輸周期和總線的通信控制。解：總線寬度：總線寬度可以理解為總線的數(shù)據(jù)總線的根數(shù)，用bit （位）表示?？偩€帶寬：總線帶寬可以理解為總線的數(shù)據(jù)傳輸速率，即單位時間內(nèi)總線上傳輸數(shù)據(jù)的位數(shù)?？偩€復(fù)用：將

9、地址總線和數(shù)據(jù)總線公用一組物理線路，在這組物理線路上分時傳輸?shù)刂沸盘柡蛿?shù)據(jù)信號?？偩€的主設(shè)備（主模塊）一一指一次總線傳輸期間，擁有總線控制權(quán)的設(shè)備（模塊）；總線的從設(shè)備（從模塊）一一指一次總線傳輸期間，配合主設(shè)備完成傳輸?shù)脑O(shè)備（模塊），它只能被動接受主設(shè)備發(fā)來的 命令；總線的傳輸周期一一總線完成一次完整而可靠的傳輸所需時間；總線的通信控制一一指總線傳送過程中雙方的時間配合方式。6. 試比較同步通信和異步通信。解：同步通信一一由統(tǒng)一時鐘控制的通信，控制方式簡單，靈活性差，當系統(tǒng)中各部件工作速度差異較大時，總線工作效率明 顯下降。適合于速度差別不大的場合；異步通信一一不由統(tǒng)一時鐘控制的通信，部件間

10、采用應(yīng)答方式進行聯(lián)系，控制方式較同步復(fù)雜，靈活性高，當系統(tǒng)中各部 件工作速度差異較大時，有利于提高總線工作效率。7. 畫圖說明異步通信中請求與回答有哪幾種互鎖關(guān)系？不互鎖半互鎖全互鎖單機多機網(wǎng)絡(luò)通信8. 為什么說半同步通信同時保留了同步通信和異步通信的特點？解：半同步通信既能像同步通信那樣由統(tǒng)一時鐘控制，又能像異步通信那樣允許傳輸時間不一致，因此工作效率介于兩者之間9. 分離式通信有何特點，主要用于什么系統(tǒng)？（1）各模塊欲占用總線使用權(quán)都必須提岀申請。（2）在得到總線使用權(quán)后，主模塊在限定的時間內(nèi)向?qū)Ψ絺魉托畔?，采用同步方式傳送，不再等待對方的回答信號。?）各模塊在準備數(shù)據(jù)的過程中都不占用總

11、線，使總線可接受其他模塊的請求。（4）總線被占用時都在做有效工作，或者通過它發(fā)送命令，或者通過它傳送數(shù)據(jù)，不存在內(nèi)存等待時間，充分的利用了總 線的有效占用，從而實現(xiàn)了總線在多個主、從模塊間進行信息交叉重疊并行使傳送，這對大型計算機系統(tǒng)是極為重要的。10. 什么是總線標準？什么是即插即用，哪些總線有這一特點？為什么要設(shè)置總線標準？你知道目前流行的總線標準有哪 解：所謂總線標準，可視為系統(tǒng)與各模塊，模塊與模塊之間的一個互聯(lián)的標準界面 總線標準的設(shè)置主要解決不同廠家各類模塊化產(chǎn)品的兼容問題；目前流行的總線標準有：ISA、EISA、PCI等；plug and play 即插即用，EISA、PCI等具有

12、此功能。第4章存儲器3. 存儲器的層次結(jié)構(gòu)主要體現(xiàn)在什么地方？為什么要分這些層次？計算機如何管理這些層次？答：存儲器的層次結(jié)構(gòu)主要體現(xiàn)在Cache主存和主存一輔存這兩個存儲層次上。Cache 主存層次在存儲系統(tǒng)中主要對 CPI訪存起加速作用，即從整體運行的效果分析，CPU訪存速度加快，接近于Cache 的速度，而尋址空間和位價卻接近于主存。主存一輔存層次在存儲系統(tǒng)中主要起擴容作用，即從程序員的角度看，他所使用的存儲器其容量和位價接近于輔存， 而速度接近于主存。綜合上述兩個存儲層次的作用，從整個存儲系統(tǒng)來看，就達到了速度快、容量大、位價低的優(yōu)化效果。主存與Cache之間的信息調(diào)度功能全部由硬件自

13、動完成。而主存一輔存層次的調(diào)度目前廣泛采用虛擬存儲技術(shù)實現(xiàn)， 即將主存與輔存的一部份通過軟硬結(jié)合的技術(shù)組成虛擬存儲器，程序員可使用這個比主存實際空間（物理地址空間）大得 多的虛擬地址空間（邏輯地址空間）編程，當程序運行時，再由軟、硬件自動配合完成虛擬地址空間與主存實際物理空間 的轉(zhuǎn)換。因此，這兩個層次上的調(diào)度或轉(zhuǎn)換操作對于程序員來說都是透明的。4. 說明存取周期和存取時間的區(qū)別。使能解：存取周期和存取時間的主要區(qū)別是空制存取時間僅為完成一次操作的時間，而存取周期不僅包含操作時間，還包含操作 后線路的恢復(fù)時間。即：存取周期=存取時間+恢復(fù)時間5. 什么是存儲器的帶寬？若存儲器的數(shù)據(jù)總線寬度為32

14、位，存取周期為200ns，則存儲器的帶寬是多少？解：存儲器的帶寬指單位時間內(nèi)從存儲器進岀信息的最大數(shù)量。存儲器帶寬 =1/200ns X 32位=160M位/秒=20MB/S = 5M 字/秒9. 什么叫刷新？為什么要刷新？說明刷新有幾種方法。解：刷新一一對DRAM定期進行的全部重寫過程;刷新原因一一因電容泄漏而引起的DRAM所存信息的單元電壓信號衰減而引起的信息丟失，需要及時補充。因此安排了定期刷新操作；常用的刷新方法有三種一一集中式、分散式、異步式。集中式：在最大刷新間隔時間內(nèi)，集中安排一段時間進行刷新；有CPU訪存死時間；分散式：在每個讀/寫周期之后插入一個刷新周期，無CPU訪存死時間；

15、異步式：是集中式和分散式的折衷。討論：1）刷新與再生的比較：共同點：動作機制一樣。都是利用 DRAM存儲元破壞性讀操作時的重寫過程實現(xiàn)；操作性質(zhì)一樣。都是屬于重寫操作。區(qū)別：解決的問題不一樣。再生主要解決DRAM存儲元破壞性讀岀時的信息重寫問題；刷新主要解決長時間不訪存時的信息衰減問題。操作的時間不一樣。再生緊跟在讀操作之后，時間上是隨機進行的；刷新以最大間隔時間為周期定時重復(fù)進行。動作單位不一樣。再生以存儲單元為單位，每次僅重寫剛被讀岀的一個字的所有位；刷新以行為單位，每次重寫整個存儲器所有芯片內(nèi)部存儲矩陣的同一行。芯片內(nèi)部I/O操作不一樣。讀岀再生時芯片數(shù)據(jù)引腳上有讀岀數(shù)據(jù)輸岀；刷新時由于

16、CAS信號無效，芯片數(shù)據(jù)引腳上無讀出數(shù)據(jù)輸出（唯RAS有效刷新，內(nèi)部讀）。鑒于上述區(qū)別，為避免兩種操作混淆，分別叫做再生和刷新。2）CPU訪存周期與存取周期的區(qū)別：CPU訪存周期是從CPU邊看到的存儲器工作周期，他不一定是真正的存儲器工作周期；存取周期是存儲器速度指標之一，它反映了存儲器真正的工作周期時間。3） 分散刷新是在讀寫周期之后插入一個刷新周期，而不是在讀寫周期內(nèi)插入一個刷新周期，但此時讀寫周期和刷新周期合起來構(gòu)成CPU訪存周期。4） 刷新定時方式有3種而不是2種，一定不要忘了最重要、性能最好的異步刷新方式。10. 半導(dǎo)體存儲器芯片的譯碼驅(qū)動方式有幾種？解：半導(dǎo)體存儲器芯片的譯碼驅(qū)動方

17、式有兩種：線選法（單譯碼法）和重合法（雙譯碼法）。線選法：地址譯碼信號只選中同一個字的所有位，結(jié)構(gòu)簡單，費器材；重合法：地址分行、列兩部分譯碼，行、列譯碼線的交叉點即為所選單元。這種方法通過行、列譯碼信號的重合來選址，也稱矩陣譯碼?？纱蟠蠊?jié)省器材用量，是最常用的譯碼驅(qū)動方式。25. 什么是“程序訪問的局部性”？存儲系統(tǒng)中哪一級采用了程序訪問的局部性原理？解：程序運行的局部性原理指：在一小段時間內(nèi)，最近被訪問過的程序和數(shù)據(jù)很可能再次被訪問；在空間上，這些被訪問的程序和數(shù)據(jù)往往集中在一小片存儲區(qū)；在訪問順序上，指令順序執(zhí)行比轉(zhuǎn)移執(zhí)行的可能性大（大約5:1 ）。存儲系統(tǒng)中Cache主存層次采用了程序

18、訪問的局部性原理。27. Cache做在CPU芯片內(nèi)有什么好處？將指令 Cache和數(shù)據(jù)Cache分開又有什么好處？答：Cache做在CPU芯片內(nèi)主要有下面幾個好處：1） 可提高外部總線的利用率。因為Cache在CPU芯片內(nèi)，CPU訪問Cache時不必占用外部總線；2） Cache不占用外部總線就意味著外部總線可更多地支持I/O設(shè)備與主存的信息傳輸，增強了系統(tǒng)的整體效率；3）可提高存取速度。因為 Cache與CPU之間的數(shù)據(jù)通路大大縮短，故存取速度得以提高；將指令Cache和數(shù)據(jù)Cache分開有如下好處：1 ）可支持超前控制和流水線控制，有利于這類控制方式下指令預(yù)取操作的完成；2）指令Cach

19、e可用ROM實現(xiàn)，以提高指令存取的可靠性；3）數(shù)據(jù)Cache對不同數(shù)據(jù)類型的支持更為靈活，既可支持整數(shù)（例 32位），也可支持浮點數(shù)據(jù)（如 64位）。Cache結(jié)構(gòu)改進的第三個措施是分級實現(xiàn)，如二級緩存結(jié)構(gòu)，即在片內(nèi) Cache（ L1）和主存之間再設(shè)一個片外 Cache （ L2），片外緩存既可以彌補片內(nèi)緩存容量不夠大的缺點，又可在主存與片內(nèi)緩存間起到平滑速度差的作用，加速片內(nèi)緩存的調(diào)入調(diào)出速度（主存一L2L1 ）。第5章輸入輸岀系統(tǒng)1. I/O 有哪些編址方式？各有何特點？解：常用的I/O編址方式有兩種：I/O與內(nèi)存統(tǒng)一編址和I/O獨立編址；特點：I/O與內(nèi)存統(tǒng)一編址方式的I/O地址采用與

20、主存單元地址完全一樣的格式，I/O設(shè)備和主存占用同一個地址空間，CPU可像訪問主存一樣訪問I/O設(shè)備，不需要安排專門的I/O指令。I/O獨立編址方式時機器為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編碼，此時I/O地址與主存地址是兩個獨立的空間，CPU需要通過專門的I/O指令來訪問I/O地址空間。討論：I/O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)計時I/O指令的安排，因此描述其特點時一定要說明此種I/O編址方式對應(yīng)的I/O指令設(shè)置情況。I/O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；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，I/O

21、所占用的是內(nèi)存的擴展空間。I/O獨立編址方式有明顯的I/O地址標識，而I/O與內(nèi)存統(tǒng)一的編址方式?jīng)]有；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，而地址本身并沒有特殊的標識。2. 簡要說明CPU與 I/O之間傳遞信息可采用哪幾種聯(lián)絡(luò)方式？它們分別用于什么場合？答：CPU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)）、同步、異步。 適用場合分別為：直接控制適用于結(jié)構(gòu)極簡單、速度極慢的I/O設(shè)備，CPU直接控制外設(shè)處于某種狀態(tài)而無須聯(lián)絡(luò)信號。同步方式采用統(tǒng)一的時標進行聯(lián)絡(luò)，適用于CPU與 I/O速度差不大，近距離傳送的場合。異步方式采用應(yīng)答機制進行聯(lián)絡(luò)，適用于CPU與

22、I/O速度差較大、遠距離傳送的場合。討論：注意I/O交換方式、I/O傳送分類方式與I/O聯(lián)絡(luò)方式的區(qū)別：串行、并行I/O傳送方式常用于描述I/O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；I/O聯(lián)絡(luò)方式主要解決傳送時 CPU與 I/O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。同步方式適用于CPU與 I/O工作速度完全同步的場合。問題：I/O 要達到與CPU工作速度完全同步一般是不可能的。同步方式的實質(zhì)是“就慢不就快，如采用同步方式一般CPU達不到滿負荷工作。6. 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？解：顯示緩沖存儲器的作用是支持屏幕掃描時的反復(fù)刷

23、新；只讀存儲器作為字符發(fā)生器使用，他起著將字符的ASCII碼轉(zhuǎn)換為字形點陣信息的作用。8.某計算機的I/O設(shè)備采用異步串行傳送方式傳送字符信息。字符信息的格式為一位起始位、七位數(shù)據(jù)位、一位校驗位和一位停止位。若要求每秒鐘傳送480個字符，那么該設(shè)備的數(shù)據(jù)傳送速率為多少？解：480 X 10=4800 位/ 秒=4800 波特；波特一一是數(shù)據(jù)傳送速率波特率的單位。10.什么是I/O接口 ？為什么要設(shè)置I/O接口？ I/O接口如何分類？解：I/O接口一般指CPU和I/O設(shè)備間的連接部件；I/O接口分類方法很多，主要有: 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)傳送的控制方式分有程序控制接口

24、、程序中斷接口、DMA接 口三種。12. 結(jié)合程序查詢方式的接口電路，說明其工作過程。解：程序查詢接口工作過程如下（以輸入為例）：1）CPU發(fā)I/O地址地址總線接口設(shè)備選擇器譯碼選中，發(fā)SEL信號 開命令接收門；2）CPU發(fā)啟動命令D置0,B置1接口向設(shè)備發(fā)啟動命令設(shè)備開始工作；3）CPU等待，輸入設(shè)備讀岀數(shù)據(jù)DBR;4）外設(shè)工作完成，完成信號接口B置0，D置1；5）準備就緒信號控制總線CPU;6）輸入：CPU通過輸入指令（IN ）將DBR中的數(shù)據(jù)取走；若為輸出,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：1）CPU發(fā)I/O地址地址總線接口設(shè)備選擇器譯碼 選中，發(fā)SEL信號開命令

25、接收門；2）輸岀：CPU通過輸岀指令（OUT將數(shù)據(jù)放入接口 DBR中；3）CPU發(fā)啟動命令D置0,B置1接口向設(shè)備發(fā)啟動命令設(shè)備開始工作；4）CPU等待，輸岀設(shè)備將數(shù)據(jù)從DBR取走；5）外設(shè)工作完成，完成信號接口B置0，D置1；6）準備就緒信號控制總線CPU,CPU可通過指令再次向接口DBF輸岀數(shù)據(jù)，進行第二次傳送。13. 說明中斷向量地址和入口地址的區(qū)別和聯(lián)系。解：中斷向量地址和入口地址的區(qū)別：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。中斷向量地址和入口地址的聯(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（入口地址的地址），通過它訪存可

26、獲得中斷服務(wù)程序入口地址。（兩種方法：在向量地址所指單元內(nèi)放一條JUM指令；主存中設(shè)向量地址表。參考8.4.3）討論：硬件向量法的實質(zhì)：當響應(yīng)中斷時，為了更快、更可靠的進入對應(yīng)的中斷服務(wù)程序執(zhí)行，希望由硬件直接提供中斷服務(wù)程序入口地址。但在內(nèi) 存地址字較長時這是不可能的。因此由硬件先提供中斷源編號、再由編號間接地獲得中斷服務(wù)程序入口地址。這種中斷源 的編號即向量地址。由于一臺計算機系統(tǒng)可帶的中斷源數(shù)量很有限，因此向量地址比內(nèi)存地址短得多，用編碼器類邏輯部件實現(xiàn)很方便。14. 在什么條件下，I/O設(shè)備可以向CPU提出中斷請求？解：I/O設(shè)備向CPU提出中斷請求的條件是：I/O接口中的設(shè)備工作完成

27、狀態(tài)為 1（ D=1），中斷屏蔽碼為 0 （MASK=0， 且CPU查詢中斷時，中斷請求觸發(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？解：中斷允許觸發(fā)器是 CPU中斷系統(tǒng)中的一個部件，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)器可視為中 斷的分開關(guān)）。16. 在什么條件和什么時間，CPU可以響應(yīng)I/O的中斷請求？解：CPU響應(yīng)I/O中斷請求的條件和時間是：當中斷允許狀態(tài)為1 （EINT=1），且至少有一個中斷請求被查到，則在一條指令執(zhí)行完時，響應(yīng)中斷。17. 某系統(tǒng)對輸入數(shù)據(jù)進行取樣處理，每抽取一個輸入數(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

28、緩沖區(qū)中，該中斷處理需 P秒。此外，緩沖區(qū)內(nèi)每存儲 N個數(shù)據(jù)，主程序就要將其取岀進行處理，這個處理需Q秒。試問該系統(tǒng)可以跟蹤到每秒多少次中斷請求？解：這是一道求中斷飽和度的題，要注意主程序?qū)?shù)據(jù)的處理不是中斷處理，因此Q秒不能算在中斷次數(shù)內(nèi)。N個數(shù)據(jù)所需的處理時間=PX N+Q秒平均每個數(shù)據(jù)所需處理時間 =（PX N+Q /N秒；求倒數(shù)得：該系統(tǒng)跟蹤到的每秒中斷請求數(shù) =N/ （PX N+Q次。19.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。當打印機正在進行打印時，磁盤申請中斷請求。試問是否要 將打印機輸岀停下來，等磁盤操作結(jié)束后，打印機輸岀才能繼續(xù)進行？為什么？解：由于磁盤中斷的優(yōu)先

29、權(quán)高于打印機，因此應(yīng)將打印機輸岀停下來，等磁盤操作結(jié)束后，打印機輸岀才能繼續(xù)進行。因 為打印機的速度比磁盤輸入輸岀的速度慢，并且暫停打印不會造成數(shù)據(jù)丟失。討論：打印機不停，理由有如下幾種：打印內(nèi)容已存入打印機緩存；問題：1）如果打印機無緩存呢？2）如果打印機有緩存，還需要用程序中斷方式交換嗎？（應(yīng)用DMA）由于在指令執(zhí)行末查中斷，因此執(zhí)行打印指令時不會響應(yīng)磁盤中斷。問題：打印中斷處理程序 =打印指令？采用字節(jié)交叉?zhèn)魉头绞?，當兩者同時請求中斷時，先響應(yīng)盤，再響應(yīng)打印機，交叉服務(wù)。問題：這是程序中斷方式嗎？由于打印機速度比CPU慢得多，CPU將數(shù)據(jù)發(fā)送給打印機后，就去為磁盤服務(wù)，而這時打印機可自己

30、慢慢打印。問題：停止打印機傳送 =停止打印機動作？我有打印機，感覺上打印機工作是連貫的；問題：人的感覺速度=計算機工作速度？23. 調(diào)用中斷服務(wù)程序和調(diào)用子程序有何區(qū)別？子程序只有調(diào)用的時候才執(zhí)行，而中斷不需調(diào)用，只要外部條件滿足就執(zhí)行中斷服務(wù)程序，子程序可以由用戶程序和操作 系統(tǒng)調(diào)用，而中斷服務(wù)程序只能由操作系統(tǒng)調(diào)用。26. 什么是多重中斷？實現(xiàn)多重中斷的必要條件是什么？解：多重中斷是指：當 CPU執(zhí)行某個中斷服務(wù)程序的過程中，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。實現(xiàn)多重中斷的必要條件是：在現(xiàn)行中斷服務(wù)

31、期間，中斷允許觸發(fā)器為1，即開中斷。28. CPU對DMA青求和中斷請求的響應(yīng)時間是否一樣？為什么？解：CPU對DMA青求和中斷請求的響應(yīng)時間不一樣，因為兩種方式的交換速度相差很大，因此CPU必須以更短的時間間隔查詢并響應(yīng)DMA青求（一個存取周期末）。討論：CPU對DMA勺響應(yīng)是即時的；隨時都能響應(yīng)？CPU卩向應(yīng)DMA勺時間更短；DMA比中斷速度高；短、高或不一樣的具體程度？不一樣。因為DMA與 CPU共享主存，會出現(xiàn)兩者爭用主存的沖突，CPU必須將總線讓給 DMA接口使用，常用停止 CPU訪存、周期竊取及DMA與 CPU交替訪存三種方式有效的分時使用主存；這種情況僅僅存在于 DMA與中斷程序

32、之間嗎？答非所問。24. DMA的工作方式中，CPU暫停方式和周期挪用方式的數(shù)據(jù)傳送流程有何不同？畫圖說明。解：兩種DMA方式的工作流程見下頁，其主要區(qū)別在于傳送階段，現(xiàn)行程序是否完全停止訪存。停止CPU訪存方式的DMAX作流程如下：現(xiàn)行程序CPU DMAC I/OCPU DMAC I/O B C D周期竊取方式的DMA工作流程如下：現(xiàn)行程序CPU DMAC I/OCPU DMAC I/O B C D31. 假設(shè)某設(shè)備向CPU傳送信息的最高頻率是 40K次/秒，而相應(yīng)的中斷處理程序其執(zhí)行時間為40gso試問該外設(shè)是否可用程序中斷方式與主機交換信息，為什么？解：該設(shè)備向 CPU傳送信息的時間間隔

33、 =1/40K=0.025 X1000=25gs 40 gs則：該外設(shè)不能用程序中斷方式與主機交換信息，因為其中斷處理程序的執(zhí)行速度比該外設(shè)的交換速度慢。 舉例說明：(輸入)假設(shè)初始CPU空閑，則當I/O將第一個數(shù)據(jù)放在接口的數(shù)據(jù)緩沖寄存器中后，向CPU發(fā)第一個中斷請求，CPU立即響應(yīng)；I/O設(shè)備勻速運行，25s后，第二個中斷請求到來，CPU正在執(zhí)行中斷程序接收第一個數(shù)據(jù)，40s時響應(yīng)；50s后，第三個中斷請求到來，CPU正在執(zhí)行中斷程序接收第二個數(shù)據(jù)，要到80s時響應(yīng)；75s后，第四個中斷請求到來，但此時第三個中斷請求還沒有響應(yīng)，則放在數(shù)據(jù)緩沖寄存器中的第三個數(shù)據(jù)來不及接收， 被第四個數(shù)據(jù)沖

34、掉；32. 設(shè)磁盤存儲器轉(zhuǎn)速為3000轉(zhuǎn)/分，分8個扇區(qū)，每扇區(qū)存儲1K字節(jié)，主存與磁盤存儲器數(shù)據(jù)傳送的寬度為16位(即每次傳送16位)。假設(shè)一條指令最長執(zhí)行時間是25gs，是否可采用一條指令執(zhí)行結(jié)束時響應(yīng)DMA青求的方案，為什么？若不行，應(yīng)采取什么方案？解：先算岀磁盤傳送速度，然后和指令執(zhí)行速度進行比較得岀結(jié)論。道容量=1KX 8位X 8扇區(qū)=1KBX 8=0.5K字X 8=4K字數(shù)傳率=4K字X 3000轉(zhuǎn)/分=4K字X 50轉(zhuǎn)/秒=200K字/秒一個字的傳送時間 =1/ (200*1024字/秒)=0.000005s/字=5八/字討論：扇面、扇段和扇區(qū)：扇面指磁盤分區(qū)后形成的扇形區(qū)域；扇段指扇面上一個磁道所對應(yīng)的弧形區(qū)域；扇區(qū)通常用來泛指扇面或扇段。由于磁盤是沿柱面存取而不是沿扇面存取，因此習(xí)慣上扇區(qū)即指扇段，不用特別說明也不會引起誤會。問題：是否磁盤轉(zhuǎn)一圈讀完所有扇區(qū)上的磁道？答：應(yīng)為：磁盤轉(zhuǎn)一圈讀完一個磁道上的所有扇區(qū)，然后轉(zhuǎn)到下一盤面的同一位置磁道接著讀(如果文件未讀完的話)。33. 試從下面七個方面比較程序查詢、程序中斷和DMA三種方式的綜合性能。(1) 數(shù)據(jù)傳送依賴軟件還是硬件；(2) 傳送數(shù)據(jù)的基本單位；(3) 并行性；(4) 主動性；(5) 傳