計(jì)算機(jī)組成原理第五章答案

1、輸入輸出系統(tǒng)輸入輸出系統(tǒng) 1. I/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：常用的解：常用的I/O編址方式有兩種：編址方式有兩種： I/O與內(nèi)與內(nèi)存統(tǒng)一編址和存統(tǒng)一編址和I/O獨(dú)立編址獨(dú)立編址； 特點(diǎn)特點(diǎn)： I/O與內(nèi)存統(tǒng)一編址方式的與內(nèi)存統(tǒng)一編址方式的I/O地址地址采用采用與主存單元地址完全一樣與主存單元地址完全一樣的格式，的格式，I/O設(shè)備設(shè)備和主存占用和主存占用同一個(gè)同一個(gè)地址空間，地址空間，CPU可可像訪問主像訪問主存一樣存一樣訪問訪問I/O設(shè)備，設(shè)備，不需要安排專門的不需要安排專門的I/O指指令令。 I/O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

2、安設(shè)備專門安排一套完全不同于主存地址格式的地址編碼，排一套完全不同于主存地址格式的地址編碼，此時(shí)此時(shí)I/O地址與主存地址是地址與主存地址是兩個(gè)獨(dú)立的空間兩個(gè)獨(dú)立的空間，CPU需要通過需要通過專門的專門的I/O指令指令來訪問來訪問I/O地址空地址空間。間。 2. 簡(jiǎn)要說明簡(jiǎn)要說明CPU與與I/O之間傳遞信息可采用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(chǎng)合？哪幾種聯(lián)絡(luò)方式？它們分別用于什么場(chǎng)合？ 答：答： CPU與與I/O之間傳遞信息常采用三種聯(lián)之間傳遞信息常采用三種聯(lián)絡(luò)方式：絡(luò)方式：直接控制（立即響應(yīng)）、直接控制（立即響應(yīng)）、 同步、異步。同步、異步。 適用場(chǎng)合分別為：適用場(chǎng)合分別為

3、： 直接控制直接控制適用于結(jié)構(gòu)極簡(jiǎn)單、速度極慢的適用于結(jié)構(gòu)極簡(jiǎn)單、速度極慢的I/O設(shè)備，設(shè)備，CPU直接控制直接控制外設(shè)處于某種狀態(tài)而無須外設(shè)處于某種狀態(tài)而無須聯(lián)絡(luò)信號(hào)。聯(lián)絡(luò)信號(hào)。 同步方式同步方式采用采用統(tǒng)一的時(shí)標(biāo)統(tǒng)一的時(shí)標(biāo)進(jìn)行聯(lián)絡(luò)，適用于進(jìn)行聯(lián)絡(luò)，適用于CPU與與I/O速度差不大，近距離傳送的場(chǎng)合。速度差不大，近距離傳送的場(chǎng)合。 異步方式異步方式采用采用應(yīng)答機(jī)制應(yīng)答機(jī)制進(jìn)行聯(lián)絡(luò)，適用于進(jìn)行聯(lián)絡(luò)，適用于CPU與與I/O速度差較大、遠(yuǎn)距離傳送的場(chǎng)合。速度差較大、遠(yuǎn)距離傳送的場(chǎng)合。4. 試比較程序查詢方式、程序中斷方式和DMA方式對(duì)CPU工作效率的影響。 答：程序查詢方式：使CPU的操作和外圍設(shè)

4、備的操作能夠同步，但是外圍設(shè)備動(dòng)作很慢，程序進(jìn)入查詢循環(huán)時(shí)將白白浪費(fèi)掉CPU很多時(shí)間。所以CPU工作效率很低。 程序中斷方式：外圍設(shè)備用來“主動(dòng)”通知CPU，當(dāng)一個(gè)中斷發(fā)生時(shí)，CPU暫停它的現(xiàn)行程序，而轉(zhuǎn)向中斷處理程序，從而可以輸入或輸出一個(gè)數(shù)據(jù)。當(dāng)中斷處理完畢后，CPU又返回到它原來的任務(wù)，并從它停止的地方開始執(zhí)行程序。與程序查詢方式相比，對(duì)CPU工作效率的影響有所減少。 DMA方式：DMA控制器從CPU完全接管對(duì)總線的控制，數(shù)據(jù)交換不經(jīng)過CPU，而直接在內(nèi)存和外圍設(shè)備之間進(jìn)行，以高速傳送數(shù)據(jù)。所以DMA方式對(duì)CPU工作效率的影響大大減少 6. 字符顯示器的接口電路中配字符顯示器的接口電路中

5、配有有緩沖存儲(chǔ)器緩沖存儲(chǔ)器和和只讀存儲(chǔ)器只讀存儲(chǔ)器，各有何，各有何作用？作用？ 解：顯示緩沖存儲(chǔ)器的作用是解：顯示緩沖存儲(chǔ)器的作用是支持屏幕掃描時(shí)的反復(fù)支持屏幕掃描時(shí)的反復(fù)刷新刷新；只讀存；只讀存儲(chǔ)器作為儲(chǔ)器作為字符發(fā)生器字符發(fā)生器使用，他起著將使用，他起著將字符的字符的ASCII碼轉(zhuǎn)換為字形點(diǎn)陣碼轉(zhuǎn)換為字形點(diǎn)陣信息信息的作用。的作用。 8. 某計(jì)算機(jī)的某計(jì)算機(jī)的I/O設(shè)備采用異步設(shè)備采用異步串行傳送方式傳送字符信息。字符串行傳送方式傳送字符信息。字符信息的格式為信息的格式為一位起始位、七位數(shù)一位起始位、七位數(shù)據(jù)位、一位校驗(yàn)位和一位停止位。據(jù)位、一位校驗(yàn)位和一位停止位。若要求每秒鐘傳送若要求每

6、秒鐘傳送480個(gè)字符個(gè)字符，那么，那么該設(shè)備的數(shù)據(jù)傳送速率為多少？該設(shè)備的數(shù)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)傳送速率波特是數(shù)據(jù)傳送速率波特率的率的單位單位。 10. 什么是什么是I/O接口接口?它與它與端口端口有何區(qū)別？有何區(qū)別？為為什么什么要設(shè)置要設(shè)置I/O接口？接口？I/O接口如何接口如何分類分類？ 解：解： I/O接口一般指接口一般指CPU和和I/O設(shè)備間的設(shè)備間的連連接部件接部件； I/O端口一般指端口一般指I/O接口中的各種接口中的各種寄存器寄存器。 I/O接口和接口和I/O端口是兩個(gè)不同的概念。一端口是兩個(gè)不同的概念。

7、一個(gè)接口中往往包含個(gè)接口中往往包含若干個(gè)若干個(gè)端口，因此端口，因此接口地址接口地址往往包含有若干個(gè)往往包含有若干個(gè)端口地址端口地址。 由于由于I/O設(shè)備的物理結(jié)構(gòu)和工作速率設(shè)備的物理結(jié)構(gòu)和工作速率一般與主機(jī)一般與主機(jī)差異差異很大，無法很大，無法直接直接相連，因相連，因此通常通過此通常通過I/O接口接口進(jìn)行連接。進(jìn)行連接。 I/O接口分類方法接口分類方法很多很多，主要有：，主要有： 按數(shù)據(jù)傳送方式按數(shù)據(jù)傳送方式分，有分，有并行并行接口和接口和串行串行接口兩種；接口兩種； 按數(shù)據(jù)傳送的按數(shù)據(jù)傳送的控制方式控制方式分，有分，有程序程序控制控制接口、接口、程序中斷程序中斷接口、接口、DMA接口三接口三

8、種。種。 12. 結(jié)合結(jié)合程序查詢方式的接口程序查詢方式的接口電路，說明其工電路，說明其工作過程。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（以輸入為如下（以輸入為例）：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)備選設(shè)備選擇器譯碼擇器譯碼選中，發(fā)選中，發(fā)SEL信號(hào)信號(hào)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)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； 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)工作）外設(shè)工作完成完成，完成信號(hào)，完成信號(hào)接口接口 B置置0，D置

9、置1； 5）準(zhǔn)備）準(zhǔn)備就緒就緒信號(hào)信號(hào)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中的中的數(shù)據(jù)取走；數(shù)據(jù)取走； 若為若為輸出輸出，除數(shù)據(jù)傳送方向相反以外，其他操作，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：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)備選擇設(shè)備選擇器譯碼器譯碼選中，發(fā)選中，發(fā)SEL信號(hào)信號(hào)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)放）將數(shù)據(jù)放入接口入接口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)

10、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(hào)，完成信號(hào)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(hào)信號(hào)控制總線控制總線 CPU，CPU可通可通過指令過指令再次再次向接口向接口DBR輸出數(shù)據(jù)，進(jìn)行第二次傳送。輸出數(shù)據(jù)，進(jìn)行第二次傳送。 13. 說明說明中斷向量地址中斷向量地址和和入口地址入口地址的區(qū)別的區(qū)別和聯(lián)系。和聯(lián)系。 解：解： 中斷向量地址和入口地址的中斷向量地址和入口地址的區(qū)別區(qū)別： 向量地址向量地址是硬件電路（向量編碼器）產(chǎn)是硬件電路（向量

11、編碼器）產(chǎn)生的中斷源的內(nèi)存地址編號(hào)，生的中斷源的內(nèi)存地址編號(hào)，中斷入口地址中斷入口地址是中斷服務(wù)程序首址。是中斷服務(wù)程序首址。 中斷向量地址和入口地址的中斷向量地址和入口地址的聯(lián)系聯(lián)系： 中斷向量地址可理解為中斷服務(wù)程序中斷向量地址可理解為中斷服務(wù)程序入入口地址指示器口地址指示器（入口地址的地址），通過它（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。訪存可獲得中斷服務(wù)程序入口地址。 14. 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提出提出中斷請(qǐng)求中斷請(qǐng)求？ 解：解：I/O設(shè)備向設(shè)備向CPU提出中斷請(qǐng)求的提出中斷請(qǐng)求的條件條件是：是：I/O接口中的設(shè)備工作完成狀態(tài)

12、為接口中的設(shè)備工作完成狀態(tài)為1（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)，中斷請(qǐng)求觸發(fā)器狀態(tài)為查詢中斷時(shí)，中斷請(qǐng)求觸發(fā)器狀態(tài)為1（INTR=1）。）。 16. 在什么在什么條件條件和什么和什么時(shí)間時(shí)間，CPU可以可以響響應(yīng)應(yīng)I/O的中斷請(qǐng)求？的中斷請(qǐng)求？ 解：解：CPU響應(yīng)響應(yīng)I/O中斷請(qǐng)求的中斷請(qǐng)求的條件和時(shí)間條件和時(shí)間是：當(dāng)中斷允許狀態(tài)為是：當(dāng)中斷允許狀態(tài)為1（EINT=1），且），且至少至少有一個(gè)中斷請(qǐng)求有一個(gè)中斷請(qǐng)求被查到，則在被查到，則在一條指令執(zhí)行完一條指令執(zhí)行完時(shí)，響應(yīng)中斷。時(shí)，響應(yīng)中斷。 17. 某系統(tǒng)對(duì)輸入數(shù)據(jù)進(jìn)行取樣處理，每某系統(tǒng)

13、對(duì)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)，抽取一個(gè)輸入數(shù)據(jù)，CPU就要中斷處理一次，就要中斷處理一次，將取樣的數(shù)據(jù)存至存儲(chǔ)器的緩沖區(qū)中，該中斷將取樣的數(shù)據(jù)存至存儲(chǔ)器的緩沖區(qū)中，該中斷處理需處理需P秒秒。此外，緩沖區(qū)內(nèi)每存儲(chǔ)。此外，緩沖區(qū)內(nèi)每存儲(chǔ)N個(gè)個(gè)數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)，主程序就要將其取出進(jìn)行處理，這個(gè)處理需主程序就要將其取出進(jìn)行處理，這個(gè)處理需Q秒秒。試問該系統(tǒng)可以。試問該系統(tǒng)可以跟蹤到每秒多少次中斷請(qǐng)跟蹤到每秒多少次中斷請(qǐng)求？求？ 解：這是一道求解：這是一道求中斷飽和度中斷飽和度的題，要的題，要注意注意主程序?qū)?shù)據(jù)的處理不是中斷處理，主程序?qū)?shù)據(jù)的處理不是中斷處理，因此因此Q秒不能算在中斷次數(shù)內(nèi)。

14、秒不能算在中斷次數(shù)內(nèi)。 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)該系統(tǒng)跟蹤到的每秒中斷請(qǐng)求數(shù)跟蹤到的每秒中斷請(qǐng)求數(shù)=N/（PN+Q）次。）次。 19. 在程序中斷方式中，磁盤申請(qǐng)中在程序中斷方式中，磁盤申請(qǐng)中斷的優(yōu)先權(quán)高于打印機(jī)。當(dāng)打印機(jī)正在斷的優(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)，磁盤申請(qǐng)中斷請(qǐng)求。試問進(jìn)行打印時(shí)，磁盤申請(qǐng)中斷請(qǐng)求。試問是否要將打印機(jī)輸出停下來是否要將打印機(jī)輸出停下來，等磁盤操，等磁盤操作結(jié)束后，打印機(jī)輸出才能繼續(xù)進(jìn)行？作結(jié)束后，打印機(jī)輸出才能繼續(xù)

15、進(jìn)行？為什么？為什么？ 解：這是一道解：這是一道多重中斷多重中斷的題，由于的題，由于磁盤中斷的優(yōu)先權(quán)高于打印機(jī)，因此磁盤中斷的優(yōu)先權(quán)高于打印機(jī)，因此應(yīng)應(yīng)將打印機(jī)輸出停下來將打印機(jī)輸出停下來，等磁盤操作結(jié)束，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)榇蚝?，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，印機(jī)的速度比磁盤輸入輸出的速度慢，并且暫停打印不會(huì)造成數(shù)據(jù)丟失。并且暫停打印不會(huì)造成數(shù)據(jù)丟失。 22. 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“程序程序”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

16、通過“程序程序”傳送數(shù)據(jù)時(shí)，傳送數(shù)據(jù)時(shí)，程序?qū)Τ绦驅(qū)/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傳送傳送兩段時(shí)兩段時(shí)間。由于間。由于I/O的工作速度比的工作速度比CPU低得多，因此程序低得多，因此程序中要反復(fù)詢問中要反復(fù)詢問I/O的狀態(tài)，造成的狀態(tài)，造成“踏步等待踏步等待”，嚴(yán)嚴(yán)重浪費(fèi)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”傳送傳送數(shù)據(jù)，但程序僅對(duì)數(shù)據(jù)，但程序僅對(duì)I/O傳送階段傳送階段進(jìn)行控制，進(jìn)行控制，I/O準(zhǔn)準(zhǔn)備階段不需要備階段不需要CPU查詢。故查詢。故CPU此時(shí)照樣可以運(yùn)此時(shí)照樣可以運(yùn)行現(xiàn)行程序，與行現(xiàn)行程序，

17、與I/O并行工作并行工作，大大提高了，大大提高了CPU的的工作效率。工作效率。 26. 什么是什么是多重中斷多重中斷？實(shí)現(xiàn)多重中斷的？實(shí)現(xiàn)多重中斷的必必要條件要條件是什么？是什么？ 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)中執(zhí)行某個(gè)中斷服務(wù)程序的過程中，發(fā)生了更高級(jí)、更緊斷服務(wù)程序的過程中，發(fā)生了更高級(jí)、更緊迫的事件，迫的事件，CPU暫停暫?，F(xiàn)行中斷服務(wù)程序的執(zhí)現(xiàn)行中斷服務(wù)程序的執(zhí)行行，轉(zhuǎn)去處理該事件的中斷，處理完返回現(xiàn)，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。行中斷服務(wù)程序繼續(xù)執(zhí)行的過程。 實(shí)現(xiàn)多重中斷的實(shí)現(xiàn)多重中斷的必要條件必要條件是：在現(xiàn)行中是：在現(xiàn)

18、行中斷服務(wù)期間，中斷允許觸發(fā)器為斷服務(wù)期間，中斷允許觸發(fā)器為1，即，即開中斷開中斷。 28. CPU對(duì)對(duì)DMA請(qǐng)求和中斷請(qǐng)求的響請(qǐng)求和中斷請(qǐng)求的響應(yīng)時(shí)間應(yīng)時(shí)間是否一樣是否一樣？為什么？為什么？ 解：解： CPU對(duì)對(duì)DMA請(qǐng)求和中斷請(qǐng)求的請(qǐng)求和中斷請(qǐng)求的響應(yīng)時(shí)間響應(yīng)時(shí)間不一樣不一樣，因?yàn)閮煞N方式的交換速，因?yàn)閮煞N方式的交換速度相差很大，因此度相差很大，因此CPU必須以更短的時(shí)間必須以更短的時(shí)間間隔查詢并響應(yīng)間隔查詢并響應(yīng)DMA請(qǐng)求（請(qǐng)求（一個(gè)存取周期一個(gè)存取周期末末）。）。 30. 在在DMA的工作方式中，的工作方式中，CPU暫停暫停方式和周期挪用方式的方式和周期挪用方式的數(shù)據(jù)傳送流程數(shù)據(jù)傳送流

19、程有何有何不同？畫圖說明。不同？畫圖說明。 解：兩種解：兩種DMA方式的工作流程見下頁(yè)，方式的工作流程見下頁(yè)，其其主要區(qū)別在于傳送階段，現(xiàn)行程序是否主要區(qū)別在于傳送階段，現(xiàn)行程序是否完全停止訪存。完全停止訪存。停止停止CPU訪存訪存方式的方式的DMA工作流程如下：工作流程如下：現(xiàn)行程序現(xiàn)行程序 CPU DMAC I/O讓出讓出總線總線 CPU DMAC I/O B C D周期竊取方式的周期竊取方式的DMA工作流程如下：工作流程如下：現(xiàn)行程序現(xiàn)行程序 CPU DMAC I/O CPU DMAC I/O B C D 31. 假設(shè)某設(shè)備向假設(shè)某設(shè)備向CPU傳送信息的最高傳送信息的最高頻率是頻率是40

20、K次次/秒秒，而相應(yīng)的中斷處理程序其，而相應(yīng)的中斷處理程序其執(zhí)行時(shí)間為執(zhí)行時(shí)間為40 s，試問該外設(shè)，試問該外設(shè)是否可用程序是否可用程序中斷中斷方式與主機(jī)交換信息，為什么？方式與主機(jī)交換信息，為什么？ 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 =1/40K=0.025103=25 s 40 s 則：該外設(shè)則：該外設(shè)不能用程序中斷方式不能用程序中斷方式與主機(jī)與主機(jī)交換信息，因?yàn)槠渲袛嗵幚沓绦虻膱?zhí)行速度交換信息，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。比該外設(shè)的交換速度慢。 32. 設(shè)磁盤存儲(chǔ)器轉(zhuǎn)速為設(shè)磁盤存儲(chǔ)器轉(zhuǎn)速為3000轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)/分分，分，分8個(gè)扇區(qū)個(gè)扇區(qū)，每

21、扇區(qū)存儲(chǔ)，每扇區(qū)存儲(chǔ)1K字節(jié)字節(jié)，主存與磁盤存儲(chǔ)器數(shù)據(jù)傳送的寬度為主存與磁盤存儲(chǔ)器數(shù)據(jù)傳送的寬度為16位位（即每次傳送（即每次傳送16位）。假設(shè)一條位）。假設(shè)一條指令最長(zhǎng)執(zhí)行時(shí)間是指令最長(zhǎng)執(zhí)行時(shí)間是25 s，是否可采，是否可采用用一條指令執(zhí)行結(jié)束時(shí)響應(yīng)一條指令執(zhí)行結(jié)束時(shí)響應(yīng)DMA請(qǐng)求請(qǐng)求的方案，為什么？若不行，應(yīng)采取什么的方案，為什么？若不行，應(yīng)采取什么方案？方案？ 解：先算出磁盤傳送速度，然后和指解：先算出磁盤傳送速度，然后和指令執(zhí)行速度進(jìn)行比較得出結(jié)論。令執(zhí)行速度進(jìn)行比較得出結(jié)論。道容量道容量=1KB8 16 =1K 8 8 16 =1K 4=4K字字?jǐn)?shù)傳率數(shù)傳率=4K字字3000轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)/分

22、分 =4K字字50轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)/秒秒 =200K字字/秒秒一個(gè)字的傳送時(shí)間一個(gè)字的傳送時(shí)間=1/200K字字/秒秒=5 s 5 s25 s，所以，所以不能采用一條指不能采用一條指令執(zhí)行結(jié)束響應(yīng)令執(zhí)行結(jié)束響應(yīng)DMA請(qǐng)求的方案請(qǐng)求的方案，應(yīng)采，應(yīng)采取取每個(gè)每個(gè)CPU機(jī)器周期末機(jī)器周期末查詢及響應(yīng)查詢及響應(yīng)DMA請(qǐng)求的方案（通常安排請(qǐng)求的方案（通常安排CPU機(jī)器周期機(jī)器周期=MM存取周期）。存取周期）。 33. 試從下面七個(gè)方面比較程序查詢、試從下面七個(gè)方面比較程序查詢、程序中斷和程序中斷和DMA三種方式的三種方式的綜合性能綜合性能。 （1）數(shù)據(jù)傳送依賴軟件還是硬件；）數(shù)據(jù)傳送依賴軟件還是硬件； （2）傳送

23、數(shù)據(jù)的基本單位；）傳送數(shù)據(jù)的基本單位； （3）并行性；）并行性； （4）主動(dòng)性；）主動(dòng)性； （5）傳輸速度；）傳輸速度； （6）經(jīng)濟(jì)性；）經(jīng)濟(jì)性； （7）應(yīng)用對(duì)象。）應(yīng)用對(duì)象。 解：比較如下：解：比較如下： （1）程序查詢、程序中斷方式的數(shù)據(jù)）程序查詢、程序中斷方式的數(shù)據(jù)傳送主要依賴傳送主要依賴軟件軟件，DMA主要依賴主要依賴硬件硬件。 （2）程序查詢、程序中斷傳送數(shù)據(jù)）程序查詢、程序中斷傳送數(shù)據(jù)的基本單位為的基本單位為字字或或字節(jié)字節(jié)，DMA為為數(shù)據(jù)塊數(shù)據(jù)塊。 （3）程序查詢方式傳送時(shí)，）程序查詢方式傳送時(shí)，CPU與與I/O設(shè)備設(shè)備串行串行工作；工作； 程序中斷方式時(shí)，程序中斷方式時(shí)，CPU

24、與與I/O設(shè)備設(shè)備并并行行工作，現(xiàn)行程序與工作，現(xiàn)行程序與I/O傳送傳送串行串行進(jìn)行；進(jìn)行； DMA方式時(shí)，方式時(shí)，CPU與與I/O設(shè)備設(shè)備并行并行工作，現(xiàn)行程序與工作，現(xiàn)行程序與I/O傳送傳送并行并行進(jìn)行。進(jìn)行。 （4）程序查詢方式時(shí)，）程序查詢方式時(shí)，CPU主動(dòng)主動(dòng)查詢查詢I/O設(shè)備狀態(tài)；設(shè)備狀態(tài)； 程序中斷及程序中斷及DMA方式時(shí)，方式時(shí)，CPU被動(dòng)被動(dòng)接接受受I/O中斷請(qǐng)求或中斷請(qǐng)求或DMA請(qǐng)求。請(qǐng)求。 （5）程序中斷方式由于）程序中斷方式由于軟件額外開銷軟件額外開銷時(shí)間時(shí)間比較大，因此傳輸速度最比較大，因此傳輸速度最慢慢； 程序查詢方式軟件額外開銷時(shí)間基本程序查詢方式軟件額外開銷時(shí)間

25、基本沒有，因此傳輸速度沒有，因此傳輸速度比中斷快比中斷快； DMA方式基本由硬件實(shí)現(xiàn)傳送，因此方式基本由硬件實(shí)現(xiàn)傳送，因此速度最速度最快快； （6）程序查詢接口硬件結(jié)構(gòu)最簡(jiǎn)單，）程序查詢接口硬件結(jié)構(gòu)最簡(jiǎn)單，因此最因此最經(jīng)濟(jì)經(jīng)濟(jì)； 程序中斷接口硬件結(jié)構(gòu)稍微復(fù)雜一些，程序中斷接口硬件結(jié)構(gòu)稍微復(fù)雜一些，因此因此較經(jīng)濟(jì)較經(jīng)濟(jì)； DMA控制器硬件結(jié)構(gòu)最復(fù)雜，因此控制器硬件結(jié)構(gòu)最復(fù)雜，因此成成本最高本最高； （7）程序中斷方式適用于）程序中斷方式適用于中、低速中、低速設(shè)備的設(shè)備的I/O交換；交換； 程序查詢方式適用于程序查詢方式適用于中、低速中、低速實(shí)時(shí)處實(shí)時(shí)處理過程；理過程； DMA方式適用于方式適用于

26、高速高速設(shè)備的設(shè)備的I/O交換；交換； 補(bǔ)充題補(bǔ)充題： 一、某一、某CRT顯示器可顯示顯示器可顯示64種種ASCII字字符，每幀可顯示符，每幀可顯示72字字24排排；每個(gè)字符字形；每個(gè)字符字形采用采用78點(diǎn)陣點(diǎn)陣，即橫向，即橫向7點(diǎn)，字間間隔點(diǎn)，字間間隔1點(diǎn)點(diǎn)，縱向縱向8點(diǎn)，排間間隔點(diǎn)，排間間隔6點(diǎn)點(diǎn)；幀頻；幀頻50Hz，采取逐，采取逐行掃描方式。假設(shè)不考慮屏幕四邊的行掃描方式。假設(shè)不考慮屏幕四邊的失真失真問問題，且行回掃和幀回掃均占掃描時(shí)間的題，且行回掃和幀回掃均占掃描時(shí)間的20%，問：?jiǎn)枺?1）顯存容量顯存容量至少有多大？至少有多大？ 2）字符發(fā)生器（字符發(fā)生器（ROM）容量）容量至少有多

27、至少有多大？大？ 3）顯存中存放的是）顯存中存放的是那種信息那種信息？ 4）顯存地址與屏幕顯示）顯存地址與屏幕顯示位置如何對(duì)應(yīng)位置如何對(duì)應(yīng)？ 5）設(shè)置）設(shè)置哪些計(jì)數(shù)器哪些計(jì)數(shù)器以控制顯存訪問與以控制顯存訪問與屏幕掃描之間的同步？它們的屏幕掃描之間的同步？它們的模模各是多少？各是多少？ 6）點(diǎn)時(shí)鐘頻率點(diǎn)時(shí)鐘頻率為多少？為多少？解：解：1）顯存最小容量）顯存最小容量=72248 =1728B 2）ROM最小容量最小容量=648行行8列列 = 512B（含字間隔（含字間隔1點(diǎn)）點(diǎn)） 3）顯存中存放的是）顯存中存放的是ASCII碼碼信息。信息。 4）顯存每個(gè)地址對(duì)應(yīng)一個(gè)字符顯示位）顯存每個(gè)地址對(duì)應(yīng)一個(gè)

28、字符顯示位置，顯示位置置，顯示位置自左至右自左至右，從上到下從上到下，分別對(duì)，分別對(duì)應(yīng)緩存地址應(yīng)緩存地址由低到高由低到高。 5）設(shè)置）設(shè)置點(diǎn)計(jì)數(shù)器、字計(jì)數(shù)器、行計(jì)數(shù)點(diǎn)計(jì)數(shù)器、字計(jì)數(shù)器、行計(jì)數(shù)器、排計(jì)數(shù)器器、排計(jì)數(shù)器控制顯存訪問與屏幕掃描之間控制顯存訪問與屏幕掃描之間的同步。的同步。 它們的模計(jì)算如下：它們的模計(jì)算如下： 點(diǎn)計(jì)數(shù)器模點(diǎn)計(jì)數(shù)器模 = 7+1 = 8 行計(jì)數(shù)器模行計(jì)數(shù)器模 = 8 + 6 = 14 字、排計(jì)數(shù)器的模不僅與掃描正程時(shí)間有字、排計(jì)數(shù)器的模不僅與掃描正程時(shí)間有關(guān)，而且與掃描逆程時(shí)間有關(guān)，因此計(jì)算較為關(guān)，而且與掃描逆程時(shí)間有關(guān)，因此計(jì)算較為復(fù)雜。復(fù)雜。 列方程列方程： （72+x） 0.8 = 72 （24+y） 0.8 = 24 解方程得：解方程得：x = 18，y = 6，則：，則： 字計(jì)數(shù)器模字計(jì)數(shù)器模 = 72 + 18 = 90 排計(jì)數(shù)器模排計(jì)數(shù)器模 = 24 + 6 = 30 6）點(diǎn)頻）點(diǎn)頻 = 50Hz 30排排 14行行 90字字 8點(diǎn)點(diǎn) = 15 120 000Hz = 15.12MHz 二、有一編碼鍵盤，其鍵陣列為二、有一編碼鍵盤，其鍵陣列為8行行16列列，分別對(duì)應(yīng)分別對(duì)應(yīng)128種種ASCII碼碼字符，采用字符，采用硬件掃描方硬件掃描方式式確認(rèn)按鍵信號(hào)，問：確認(rèn)按鍵信號(hào)，問： 1）掃描計(jì)數(shù)器掃描計(jì)數(shù)器應(yīng)為多少位？應(yīng)為