计算机组成原理习题答案8

第 8 章习题参考答案第第 8 8 章习题参考答案章习题参考答案1如果认为 CPU 等待设备的状态信号是处于非工作状态(即踏步等待)，那么在下面几种主机与设备之间的数据传送中：A主机与设备是串行工作的；B主机与设备是并行工作的，C主程序与设备是并行运行的。A程序查询方式B程序中断方式CDMA 方式2中断向量地址是B。A子程序入口地址B中断服务程序入口地址C.中断服务程序入口地址指示器D例行程序入口地址3利用微型机制作了对输入数据进行采样处理的系统。在该系统中，每抽取一个输入数据就要中断 CPU 一次，中断处理程序接收采样的数据，将其放到主存的缓冲区内。该中断处理需时 x 秒，另一方面缓冲区内每存储n 个数据，主程序就将其取出进行处理，这种处理需时 y 秒。因此该系统可以跟踪到每秒A次的中断请求。An(nxy)Bn(xy)nCmin(1x，ny)4采用 DMA 方式传送数据时，每传送一个数据就要占用一个C的时间。A指令周期B机器周期C存储周期D总线周期5通道的功能是：(1)控制外围设备，(2)组织外围设备和内存之间进行数据传输。按通道的工作方式分，通道有选择通道、数组多路通道和字节多路通道三种类型。6在图 8.9 中，当 CPU 对设备 B 的中断请求进行服务时，如设备A 提出请求，CPU 能够响应吗?为什么?如果设备 B 一提出请求总能立即得到服务，问怎样调整才能满足此要求?答：不能，因为 A、B 是同级别的中断。要使设备B 一提出请求总能立即得到服务，除非将 B 提高到上一级，并令IM3=0，即构成一个 3 级 IR。7在图 89 中，假定 CPU 取指并执行一条指令的时间为t1，保护现场需 t2，恢复现场需t3，中断周期需 t4，每个设备的设备服务时间为tA，tB，tG。试计算只有设备 A，D，G时的系统中断饱和时间。答：依次处理设备 A，设备 D，设备 G 的时间为：T1=t1+t2+t3+t4+tAT2=t1+t2+t3+t4+tDT3=t1+t2+t3+t4+tG总时间为 T=T1+T2+T3=3*(t1+t2+t3+t4)+tA+tD+tG8设某机有 5 级中断；L0，L1，L2，L3，L4，其中断响应优先次序为：L0最高，L1次之，L4最低。现在要求将中断处理次序改为L1 L3 L0 L4 L2，试问：(1)表 81 中各级中断处理程序的各中断级屏蔽值如何设置(每级对应一位，该位为“0”表示允许中断，该位为“1”表示中断屏蔽)?(2)若这 5 级中断同时都发出中断请求，按更改后的次序画出进入各级中断处理程序的过程示意图。1第 8 章习题参考答案解：解：(1)(1)按题意，各级中断处理程序的各中断级屏蔽值设置如下表按题意，各级中断处理程序的各中断级屏蔽值设置如下表中断处理程序中断处理程序L0L0 中断处理程序中断处理程序L1L1 中断处理程序中断处理程序L2L2 中断处理程序中断处理程序L3L3 中断处理程序中断处理程序L4L4 中断处理程序中断处理程序中中断断处处理理级级屏屏蔽蔽位位L0L0 级级1 11 10 01 10 0L1L1 级级0 01 10 00 00 0L2L2 级级1 11 11 11 11 1L3L3 级级0 01 10 01 10 0L4L4 级级1 11 10 01 11 1(2)若这 5 级中断同时都发出中断请求，按更改后的次序画出进入各级中断处理程序的过程示意图如下：9.某机器 CPU 中有 16 个通用寄存器，运行某中断处理程序时仅用到其中2 个寄存器，请问响应中断而进入该中断处理程序时是否要将通用寄存器内容保存到主存中去?需保存几个寄存器?解：虽然CPU 中有 16 个通用寄存器，但因运行某中断处理程序时仅用到其中2 个寄存器，因此在响应中断而进入该中断处理程序时，不需要将所有通用寄存器内容保存到主存中，需保存的只是在中断处理程序中要用到的2 个寄存器。10.画出二维中断结构判优逻辑电路，包括:(1)主优先级判定电路（独立请求），（2）次优先级判定电路（链式查询）。在主优先级判定电路中应考虑CPU 程序优先级。设CPU 执行程序的优先级分为 4 级（CPU7CPU4），这个级别保存在PSW 寄存器中（7、6、5 位）。例如 CPU5 时，其状态为 101。解：略参课本图 8.1011参见图 89 所示的二维中断系统。(1)若 CPU 现执行 E 的中断服务程序，IM2，IM1，2第 8 章习题参考答案IM0的状态是什么?(2)CPU 现执行 H 的中断服务程序，IM2，IM1，IM0的状态是什么?(3)若设备 B 一提出中断请求，CPU 立即进行响应，应如何调整才能满足要求?解：(1)若 CPU 现执行 E 的中断服务程序，IM2，IM1，IM0 的状态是 011；(2)CPU 现执行H 的中断服务程序，IM2，IM1，IM0 的状态是 001；(3)若设备 B 一提出中断请求，CPU 立即进行响应，可将 B 提高到上一级，并令IM3=0，即构成一个 3 级 IR。12下列陈述中正确的是D。A在 DMA 周期内，CPU 不能执行程序。B中断发生时，CPU 首先执行入栈指令将程序计数器内容保护起来。CDMA 传送方式中，DMA 控制器每传送一个数据就窃取一个指令周期。D输入输出操作的最终目的是要实现CPU 与外设之间的数据传输。13Pentium 系统有两类中断源：由 CPU 外部的硬件信号引发的称为外部中断，它分为可屏蔽中断和非屏蔽中断；由指令引发的称为异常，其中一种是执行异常，另一种是执行软件中断指令。答：外部中断、可屏蔽中断、非屏蔽中断、内部中断，异常，执行软件中断指令14IEEEl394 是 BIO 标准接口，与 SCSIAIO 标准接口相比，它具有更高的C，更强的D，体积E，连接方便。A并行B串行C数据传输速率D数据传输实时性E小15SCSI 是系统级B，是处于主适配器和智能设备控制器之间的AIO 接口。SCSI-3 标准允许 SCSI 总线上连接的设备由D个提高到C个，可支持E位数据传输。A并行B接口C16D8E1616比较通道、DMA、中断三种基本 IO 方式的异同点。答：通道是通过执行通道指令来实现输入/输出的，由通道负责对外围设备的统一管理，并组织外围设备与内存间的数据传输，大大提高了CPU 的效率；DMA 是由 DMA 控制器在获得总线控制权后，直接在内存与外设之间实现数据传送的，传送速率只受到内存访问时间的限制，适用于高速外设与内存间进行大量的数据传输；中断是通过 CPU 在响应中断时，转入中断服务程序，执行输入/输出指令来完成输入/输出的，比较适合随机出现的服务。17用多路 DMA 控制器控制光盘、软盘、打印机三个设备同时工作。光盘以20s 的间隔向控制器发 DMA 请求，软盘以 90s 的间隔向控制器发DMA 请求，打印机以 180s 的间隔发 DMA 请求。请画出多路 DMA 控制器的工作时空图。光盘软盘打印机DMA控制器20us90us180us3第 8 章习题参考答案18.若设备的优先级依次为CD-ROM、扫描仪、硬盘、磁带机、打印机，请用SCSI 进行配置、画出配置图。解：略4