计算机组成原理课后答案(高教版)课件

2024/7/2412.简要要说明明CPU与与I/O之之间传递信息可采用哪几种信息可采用哪几种联络方式？它方式？它们分分别用于什用于什么么场合？合？答：答：CPU与与I/O之之间传递信息常采用三种信息常采用三种联络方式：直接控制（立即响方式：直接控制（立即响应）、）、同步、异步。同步、异步。适用适用场合分合分别为：直接控制直接控制适用于适用于结构极构极简单、速度极慢的、速度极慢的I/O设备，CPU直接控制外直接控制外设处于于某种状某种状态而无而无须联络信号。信号。同步方式同步方式采用采用统一的一的时标进行行联络，适用于，适用于CPU与与I/O速度差不大，近距离速度差不大，近距离传送的送的场合。合。异步方式异步方式采用采用应答机制答机制进行行联络，适用于，适用于CPU与与I/O速度差速度差较大、大、远距离距离传送的送的场合。合。讨论：注意注意I/O交交换方式、方式、I/O传送分送分类方式与方式与I/O联络方式的区方式的区别：串行、并行串行、并行I/O传送方式常用于描述送方式常用于描述I/O传送送宽度的度的类型；型；I/O交交换方式主要方式主要讨论传送送过程的控制方法；程的控制方法；I/O联络方式主要解决方式主要解决传送送时CPU与与I/O之之间如何取得通信如何取得通信联系以建立起操作系以建立起操作上的同步配合关系。上的同步配合关系。同步方式适用于同步方式适用于CPU与与I/O工作速度完全同步的工作速度完全同步的场合。合。问题：I/O 要达到与要达到与CPU工作速度完全同步一般是不可能的。同步方式的工作速度完全同步一般是不可能的。同步方式的实质是是“就慢不就快就慢不就快”，如采用同步方式一般，如采用同步方式一般CPU达不到达不到满负荷工作。荷工作。2024/7/2423.I/O与主机交换信息时，共有哪几种控制方式？与主机交换信息时，共有哪几种控制方式？简述它们的特点。简述它们的特点。(1)程序程序查询方式。方式。特点是主机与特点是主机与I/O串行工作，串行工作，CPU启启动I/O后，后，时刻刻查询I/O是否准是否准备好，若好，若设备准准备就就绪，CPU便便转入入处理理I/O与主机与主机间传送信息的送信息的程序；若程序；若设备没有准没有准备就就绪，则CPU反复反复查询，踏步等待，直到，踏步等待，直到I/O准准备就就绪为止，止，这种方式种方式CPU效率很低。效率很低。(2)程序中断方式。程序中断方式。特点特点为主机与主机与I/O并行工作。并行工作。CPU启启动I/O后，不必后，不必时刻刻查询I/O是否准是否准备好，而是好，而是继续执行程序，当行程序，当I/O准准备就就绪时，向，向CPU发出中出中断信号，断信号，CPU在适当的在适当的时候相候相应I/O的中断的中断请求，求，暂停停现行的程序行的程序为I/O服服务，此方式消除了踏步，此方式消除了踏步现象，提高了象，提高了CPU的效率。的效率。(3)DMA方式。方式。其特点是主机与其特点是主机与I/O并行工作，主存和并行工作，主存和I/O之之间有一条直接数据有一条直接数据通路，通路，CPU启启动I/O后，不必后，不必查询I/O是否准是否准备好，当好，当I/O准准备就就绪后，后，发出出DMA请求，此求，此时CPU不直接参与不直接参与I/O和主存和主存间的信息交的信息交换，只是把外部，只是把外部总线的使用的使用权暂时交付交付DMA，仍然可以完成自身内部的操作，所以不必中断，仍然可以完成自身内部的操作，所以不必中断现行程序，只需行程序，只需暂停一个存取周期停一个存取周期访存，存，CPU效率更高。效率更高。(4)通道方式。通道方式。通道是一个具有特殊功能的通道是一个具有特殊功能的处理器，理器，CPU把部分把部分权力下放力下放给通通道，由它道，由它实现对外外围设备的同意管理和外的同意管理和外围设备与内存之与内存之间的数据交的数据交换，大大提高了大大提高了CPU的效率，但是它是以花的效率，但是它是以花费更多的硬件更多的硬件为代价的。代价的。(5)I/O处理机方式。理机方式。他是通道方式的他是通道方式的进一步一步发展，展，CPU将将I/O的操作以及外的操作以及外围设备的管理全部的管理全部给I/O处理机，其理机，其实质是多机系是多机系统，因而效率有很大的提高。，因而效率有很大的提高。2024/7/2434.试比较程序查询方式、程序中断方式和试比较程序查询方式、程序中断方式和 DMA方方式对式对CPU工作效率的影响。工作效率的影响。程序程序查询方式方式要求要求CPU时刻刻查询I/O，直到，直到I/O准准备好好为止，止，这种方式种方式CPU工作效率很低。工作效率很低。程序中断方式程序中断方式比程序比程序查询方式提高了方式提高了CPU的工作效的工作效率，消除了率，消除了“踏步踏步”现象。象。DMA方式方式中中CPU的工作效率是的工作效率是这三种之中最高的一三种之中最高的一个。个。CPU启启动I/O后，不必后，不必查询I/O是否准是否准备好，当好，当I/O准准备就就绪后，后，发出出DMA请求，此求，此时CPU不直接不直接参与参与I/O和主存和主存间的信息交的信息交换，只是把外部，只是把外部总线的的使用使用权暂时交付交付DMA，仍然可以完成自身内部的，仍然可以完成自身内部的操作，所以不必中断操作，所以不必中断现行程序，只需行程序，只需暂停一个存取停一个存取周期周期访存，存，CPU效率更高。效率更高。2024/7/2445.图形显示和图像显示有何区别？图形形显示器示器是用点、是用点、线、面、面组合而成的平面或立体合而成的平面或立体图形。并可以做平移、比例形。并可以做平移、比例变化、旋化、旋转、坐、坐标变换、投影、投影变换、透、透视变换、透、透视投影、投影、轴侧投影、投影、单点透点透视、两点或三点透、两点或三点透视以及以及隐线处理等操作。理等操作。主要用于主要用于CAD和和CAM等。等。图形形显示器所示器所显示的示的图形是由形是由计算机用一定的算法形成的点、算机用一定的算法形成的点、线、面、面、阴影等，它来自主阴影等，它来自主观世界，因此又称主世界，因此又称主观图像或像或叫做叫做计算机算机图像。像。图像像显示器示器所所显示的示的图像通常来自客像通常来自客观世界，故又世界，故又称客称客观图像。像。图像像显示器是把由示器是把由计算机算机处理后的理后的图像，以点像，以点阵列的形式列的形式显示出来。示出来。2024/7/2456.字符字符显示器的接口示器的接口电路中配有路中配有缓冲存冲存储器和器和只只读存存储器，各有何作用？器，各有何作用？解：解：(1)缓冲存冲存储器做器做为显示存示存储器，存放欲器，存放欲显示示的字符的的字符的ASII码，其容量与，其容量与显示屏能示屏能显示的示的字符个数有关，每个字符所在存字符个数有关，每个字符所在存储单元的地元的地址与字符所在址与字符所在荧光屏上的位置一一光屏上的位置一一对应。(2)只只读存存储器做器做为字符字符发生器，将生器，将ASCII码转变为一一组光点矩光点矩阵信息信息ROM的个数与的个数与显示器示器所能所能显示的字符种示的字符种类有关。有关。2024/7/2467.试比较针式打印机、激光打印机和喷墨打印机。针式打印机、激光打印机和式打印机、激光打印机和喷墨打印机都配有一个字符墨打印机都配有一个字符发生器，生器，它它们的共同特点是都能将字符的共同特点是都能将字符编码信息信息变为点点阵信息，不同信息，不同的是的是这些点些点阵信息的控制信息的控制对象不同。点象不同。点阵针式打印机的字符式打印机的字符点点阵用于控制打印机的用于控制打印机的驱动电路；激光打印机的字符点路；激光打印机的字符点阵脉脉冲信号用于控制激光束；冲信号用于控制激光束；喷墨打印机的字符点墨打印机的字符点阵信息控制墨信息控制墨滴的运滴的运动轨迹。迹。此外，点此外，点阵针式打印机是属于式打印机是属于击打式打印机，可以逐字打印也打式打印机，可以逐字打印也可以逐行打印，可以逐行打印，喷墨打印机只能逐字打印，激光打印机数据墨打印机只能逐字打印，激光打印机数据页式式输出出设备，后两种都属于非，后两种都属于非击打式打印机。打式打印机。不同种不同种类的打印机其性能和价格差的打印机其性能和价格差别很大，用很大，用户可以根据不同可以根据不同的需要合理的需要合理选用。要求印字用。要求印字质量高的量高的场合可以合可以选用激光打印用激光打印机；要求价格便宜的或是只需要具有文字机；要求价格便宜的或是只需要具有文字处理功能的个人用理功能的个人用计算机，可配置串行点算机，可配置串行点阵针式打印机；要求式打印机；要求处理的信息量很理的信息量很大，速度要求快，大，速度要求快，应该配置行式打印机或是高速激光打印机。配置行式打印机或是高速激光打印机。2024/7/2478.某某计算机的算机的I/O设备采用异步串行采用异步串行传送方式送方式传送字符信息。送字符信息。字符信息的格式字符信息的格式为1位起始位、位起始位、7位数据位、位数据位、1位校位校验位和位和1位停止位。若要求每秒位停止位。若要求每秒钟传送送480个字符，那么个字符，那么该设备的数的数据据传送速率送速率为多少？多少？解：解：48010=4800位位/秒秒=4800波特波特；波特波特是数据是数据传送速率波特率的送速率波特率的单位。位。比特率比特率=48007/10=3360位位/秒秒2024/7/2489.什么是多媒体技术？简要说明研制多媒体计算机的关键技术。多媒体技多媒体技术是指是指强调计算机与声音、活算机与声音、活动图像和文字相像和文字相结合的技合的技术。多媒体技多媒体技术的关的关键技技术主要有：主要有：视频和音和音频数据的数据的压缩和解和解压缩技技术、多媒体、多媒体专用芯用芯片、大容量存片、大容量存储器、适用于多媒体技器、适用于多媒体技术的的软件。件。2024/7/24910.什么是什么是I/O接口，它与端口有何区接口，它与端口有何区别?为什么要什么要设置置I/O接口？接口？I/O接口如何分接口如何分类？解：解：I/O接口接口一般指一般指CPU和和I/O设备间的的连接部件；接部件；端口端口是指是指I/O接口内接口内CPU能能够访问的寄存器，端口加上相的寄存器，端口加上相应的控的控制制逻辑即构成即构成I/O接口。接口。接口的接口的设置置主要是主要是为了解决主机和外了解决主机和外设直接的差异直接的差异问题，实现相相互通信。互通信。I/O接口接口分分类方法很多，主要有：方法很多，主要有：（1）按数据）按数据传送方式分有并行接口和串行接口两种；送方式分有并行接口和串行接口两种；（2）按数据）按数据传送的控制方式分有程序控制接口、程序中断接口、送的控制方式分有程序控制接口、程序中断接口、DMA接口三种。接口三种。2024/7/2410接口（接口（interface）和端口（）和端口（port）的区）的区别。接口位于接口位于CPU 和外和外设之之间，是一个，是一个连接部件。它一接部件。它一边通通过地址地址线、数据、数据线和控制和控制线与与CPU 连接，另一接，另一边通通过数据信息，控制信息和状数据信息，控制信息和状态信息与外信息与外设连接。接。数据信息、状数据信息、状态信息和控制信息分信息和控制信息分别放在外放在外设接口（接口（interface）的不同寄）的不同寄存器中。存器中。这些寄存器被称作端口（些寄存器被称作端口（port），数据口、状），数据口、状态口和控制口，分口和控制口，分别存放数据信息、状存放数据信息、状态信息和控制信息。信息和控制信息。CPU 可可对这些端口（寄存器）些端口（寄存器）进行行“读”或或“写写”操作，因此每个端口都有一个操作，因此每个端口都有一个“地址地址”对应。CPU 对这些端口是可些端口是可编程的。程的。2024/7/241111.简述简述 I/O接口的功能和基本组成接口的功能和基本组成 功能功能组成组成选址功能选址功能传送命令的功能传送命令的功能传送数据的功能传送数据的功能反映设备状态的功能反映设备状态的功能设备选择电路设备选择电路命令寄存器、命令译码器命令寄存器、命令译码器数据缓冲寄存器数据缓冲寄存器设备状态标记设备状态标记2024/7/241212.结合程序查询方式的接口电路，说明其工作过程。结合程序查询方式的接口电路，说明其工作过程。解：解：程序查询接口工作过程程序查询接口工作过程如下（以输入为例）：如下（以输入为例）：1）CPU发发I/O地址地址地址总线地址总线接口接口设备选择器设备选择器译码译码选中，发选中，发SEL信号信号开命令接收门；开命令接收门；2）CPU发发启动启动命令命令 D置置0，B置置1 接口向设备接口向设备发启动命令发启动命令设备开始工作；设备开始工作；3）CPU等待等待，输入设备读出数据，输入设备读出数据 DBR；4）外设工作）外设工作完成完成，完成信号，完成信号接口接口 B置置0，D置置1；5）准备）准备就绪就绪信号信号控制总线控制总线 CPU；6）输入输入：CPU通过通过输入指令输入指令（IN）将）将DBR中的数中的数据取走；据取走；2024/7/2413 若为若为输出输出，除数据传送方向相反以外，其他操作，除数据传送方向相反以外，其他操作与输入类似。工作过程如下：与输入类似。工作过程如下：1）CPU发发I/O地址地址地址总线地址总线接口接口设备选择设备选择器译码器译码选中，发选中，发SEL信号信号开命令接收门；开命令接收门；2）输出输出：CPU通过通过输出指令输出指令（OUT）将数据放）将数据放入接口入接口DBR中；中；3）CPU发发启动启动命令命令 D置置0，B置置1 接口向设接口向设备发启动命令备发启动命令设备开始工作；设备开始工作；4）CPU等待等待，输出设备将数据，输出设备将数据从从 DBR取走；取走；5）外设工作）外设工作完成完成，完成信号，完成信号接口接口 B置置0，D置置1；6）准备）准备就绪就绪信号信号控制总线控制总线 CPU，CPU可通可通过指令过指令再次再次向接口向接口DBR输出数据，进行第二次传送。输出数据，进行第二次传送。2024/7/241413.说明中断向量地址和入口地址的区明中断向量地址和入口地址的区别和和联系。系。解：解：区区别：向量地址是硬件向量地址是硬件电路（向量路（向量编码器）器）产生的中断源的生的中断源的内存地址内存地址编号，中断入口地址是中断服号，中断入口地址是中断服务程序首址。程序首址。联系系：中断向量地址可理解中断向量地址可理解为中断服中断服务程序入口地址指示器程序入口地址指示器（入口地址的地址），通（入口地址的地址），通过它它访存可存可获得中断服得中断服务程程序入口地址。序入口地址。2024/7/241514.在什么条件下，在什么条件下，I/O设备可以向可以向CPU提出中断提出中断请求？求？解：条件是：解：条件是：I/O接口中的接口中的设备工作完成状工作完成状态为1（D=1），），中断屏蔽中断屏蔽码为0（MASK=0），且），且CPU查询中断中断时，中断，中断请求触求触发器状器状态为1（INTR=1）。）。15.什么是中断允什么是中断允许触触发器？它有何作用？器？它有何作用？解：中断允解：中断允许触触发器是器是CPU中断系中断系统中的一个部件，他起中的一个部件，他起着开关中断的作用（即中断着开关中断的作用（即中断总开关，开关，则中断屏蔽触中断屏蔽触发器可器可视为中断的分开关）。中断的分开关）。16.在什么条件和什么在什么条件和什么时间，CPU可以响可以响应I/O的中断的中断请求？求？解：解：CPU响响应I/O中断中断请求的条件和求的条件和时间是：当中断允是：当中断允许状状态为1（EINT=1），且至少有一个中断），且至少有一个中断请求被求被查到，到，则在一在一条指令条指令执行完行完时，响，响应中断。中断。2024/7/241617.某系某系统对输入数据入数据进行取行取样处理，每抽取一个理，每抽取一个输入数据，入数据，CPU就要中断就要中断处理一次，将取理一次，将取样的数据存至存的数据存至存储器的器的缓冲区冲区中，中，该中断中断处理需理需P秒。此外，秒。此外，缓冲区内每存冲区内每存储N个数据，主个数据，主程序就要将其取出程序就要将其取出进行行处理，理，这个个处理需理需Q秒。秒。试问该系系统可可以跟踪到每秒多少次中断以跟踪到每秒多少次中断请求？求？解：解：N个数据所需的个数据所需的处理理时间=PN+Q秒秒平均每个数据所需平均每个数据所需处理理时间=（PN+Q）/N秒；秒；求倒数得：求倒数得：该系系统跟踪到的每秒中断跟踪到的每秒中断请求数求数=N/（PN+Q）次。）次。2024/7/241719.在程序中断方式中，磁在程序中断方式中，磁盘申申请中断的中断的优先先权高于打印机。当打印机正在高于打印机。当打印机正在进行打印行打印时，磁，磁盘申申请中断中断请求。求。试问是否要将打印机是否要将打印机输出出停下来，等磁停下来，等磁盘操作操作结束后，打印机束后，打印机输出才出才能能继续进行？行？为什么？什么？解：由于磁解：由于磁盘中断的中断的优先先权高于打印机，因此高于打印机，因此应将打印机将打印机输出停下来，等磁出停下来，等磁盘操作操作结束后，束后，打印机打印机输出才能出才能继续进行。因行。因为打印机的速打印机的速度比磁度比磁盘输入入输出的速度慢，并且出的速度慢，并且暂停打印停打印不会造成数据不会造成数据丢失。失。2024/7/241820.单重中断和多重中断的服务程序流程单重中断和多重中断的服务程序流程中断否？中断否？保护现场保护现场设备服务设备服务恢复现场恢复现场 开中断开中断中断返回中断返回取指令取指令执行指令执行指令中中断断服服务务程程序序 中断响应中断响应 程序断点进栈程序断点进栈 关中断关中断 向量地址向量地址 PC中中断断周周期期是是中断返回中断返回保护现场保护现场设备服务设备服务恢复现场恢复现场开中断开中断开中断开中断开中断开中断中中断断隐隐指指令令中中断断隐隐指指令令否否取指令取指令执行指令执行指令中断否？中断否？否否 中断响应中断响应 程序断点进栈程序断点进栈 关中断关中断向量地址向量地址 PC中中断断周周期期是是中中断断服服务务程程序序单重单重 多重多重 2024/7/241921.中断向量通中断向量通过什么什么总线送至什么地方？送至什么地方？为什么？什么？答：因答：因为中断向量即中断向量即为中断服中断服务子程序的入口子程序的入口地址，程序要利用中断向量地址，程序要利用中断向量转到中断服到中断服务子子程序去程序去执行，所以要通行，所以要通过数据数据总线送至程序送至程序计数器数器PC。2024/7/242022.程序查询程序查询方式和方式和程序中断程序中断方式都是通过方式都是通过“程程序序”传送数据，两者的传送数据，两者的区别区别是什么？是什么？答：程序查询方式通过答：程序查询方式通过“程序程序”传送数据时，传送数据时，程序对程序对I/O的控制包括了的控制包括了I/O准备准备和和I/O传送传送两段时两段时间。由于间。由于I/O的工作速度比的工作速度比CPU低得多，因此程低得多，因此程序中要反复询问序中要反复询问I/O的状态，造成的状态，造成“踏步等待踏步等待”，严重浪费严重浪费了了CPU的工作时间。的工作时间。而程序中断方式虽然也是通过而程序中断方式虽然也是通过“程序程序”传送传送数据，但程序仅对数据，但程序仅对I/O传送阶段传送阶段进行控制，进行控制，I/O准准备阶段不需要备阶段不需要CPU查询。故查询。故CPU此时照样可以运此时照样可以运行现行程序，与行现行程序，与I/O并行工作并行工作，大大提高了，大大提高了CPU的工作效率。的工作效率。2024/7/242123.说明明调用中断服用中断服务程序和程序和调用子程序的区用子程序的区别。解：解：（1）中断服）中断服务程序与中断程序与中断时CPU 正在运行的程序是相互独立的，它正在运行的程序是相互独立的，它们之之间没没有确定的关系。子程序有确定的关系。子程序调用用时转入的子程序与入的子程序与CPU 正在正在执行的程序段是同行的程序段是同一程序的两部分。一程序的两部分。（2）除了）除了软中断，通常中断中断，通常中断产生都是随机的，而子程序生都是随机的，而子程序调用是由用是由CALL 指令指令（子程序（子程序调用指令）引起的。用指令）引起的。（3）中断服）中断服务程序的入口地址可以通程序的入口地址可以通过硬件向量法硬件向量法产生向量地址，再由向量地生向量地址，再由向量地址找到入口地址。子程序址找到入口地址。子程序调用的子程序入口地址是由用的子程序入口地址是由CALL 指令中的地址指令中的地址码给出的。出的。（4）调用中断服用中断服务程序和子程序都需保程序和子程序都需保护程序断点，前者由中断程序断点，前者由中断隐指令完成，指令完成，后者由后者由CALL 指令本身完成。指令本身完成。（5）处理中断服理中断服务程序程序时，对多个同多个同时发生的中断需生的中断需进行裁决，而行裁决，而调用子程序用子程序时一般没有一般没有这种操作。种操作。（6）在中断服）在中断服务程序和所程序和所调用的子程序中都有保用的子程序中都有保护寄存器内容的操作。寄存器内容的操作。2024/7/242224.答：答：设备查询优先先级固定，固定，某些某些优先先级较低的低的设备可能被可能被饿死。死。设置循置循环优先先级可以使可以使得得设备公平公平获得数据得数据传送。送。检查状态标记检查状态标记1 设备设备1 准备就绪？准备就绪？检查状态标记检查状态标记N 设备设备N准备就绪？准备就绪？处理设备处理设备1是是否否否否处理设备处理设备N是是2024/7/242325.根据以下要求设计一个产生根据以下要求设计一个产生3个设备向量地个设备向量地址址的电路。的电路。（1）3个设备的优先级按个设备的优先级按ABC降序排列降序排列。（2）A、B、C的向量地址分别为的向量地址分别为110 100、010 100、000 110。（3）排队器采用链式排队电路。）排队器采用链式排队电路。（4）当）当CPU发来中断响应信号发来中断响应信号INTA时，可将时，可将向量地址向量地址取至取至CPU。解：此题与教材例解：此题与教材例5.2类似，可类似，可参考设计参考设计。该设备向量地址的电路如下：该设备向量地址的电路如下：2024/7/2424INTRINTRA A1 11 1&/INTR/INTRA A来自高一级来自高一级的排队器的排队器INTRINTRB B&INTRINTRC C&1 1&/INTR/INTRB B&/INTR/INTRB B至低一级至低一级的排队器的排队器设设备备编编码码器器INTPINTPA AINTPINTPB BINTPINTPC C数数据据总总线线110100010100000110INTAINTA2024/7/242526.什么是多重中断？什么是多重中断？实现多重中断的必要条件是多重中断的必要条件是什么？什么？解：多重中断是指：当解：多重中断是指：当CPU执行某个中断服行某个中断服务程序程序的的过程中，程中，发生了更高生了更高级、更、更紧迫的事件，迫的事件，CPU暂停停现行中断服行中断服务程序的程序的执行，行，转去去处理理该事件事件的中断，的中断，处理完返回理完返回现行中断服行中断服务程序程序继续执行行的的过程。程。实现多重中断的必要条件是：在多重中断的必要条件是：在现行中断服行中断服务期期间，中断允，中断允许触触发器器为1，即开中断。，即开中断。2024/7/242627.DMA方式有何特点？什么样的I/O设备与主机交换信息时采用DMA方式，举例说明。答：答：DMA方式即直接存方式即直接存储器器访问方式，也就是在方式，也就是在外外设和主存之和主存之间直接通直接通过总线传送信息，送信息，而不需而不需经过CPU，提高了，提高了传送效率也减少送效率也减少了了CPU的的负担。担。一般都是高速外一般都是高速外设和内存的信息和内存的信息传送采用送采用DMA方式。比如硬方式。比如硬盘。2024/7/242728.CPU对DMA请求和中断求和中断请求的响求的响应时间是否一是否一样？为什么？什么？解：解：CPU对DMA请求和中断求和中断请求的响求的响应时间不一不一样，因，因为两种方式的交两种方式的交换速度相差很速度相差很大，因此大，因此CPU必必须以更短的以更短的时间间隔隔查询并响并响应DMA请求（一个存取周期末）。求（一个存取周期末）。对中断的中断的查询安排在一条指令周期末。安排在一条指令周期末。2024/7/242830.DMA的工作方式中，的工作方式中，CPU暂停方式和周期挪用方式的数据停方式和周期挪用方式的数据传送流程有何送流程有何不同？画不同？画图说明。明。解：主要区解：主要区别在于在于传送送阶段，段，现行程序是否完全停止行程序是否完全停止访存。存。2024/7/24292024/7/243031.假假设某某设备向向CPU传送信息的最高送信息的最高频率是率是40000次次/秒，而相秒，而相应的中断的中断处理程序其理程序其执行行时间为40us，试问该外外设是否可用程序中断方式与主机交是否可用程序中断方式与主机交换信息，信息，为什么？什么？解：解：该设备向向CPU传送信息的送信息的时间间隔隔=1/40000s=0.02510-3s=25us 40us则：该外外设不能用程序中断方式与主机交不能用程序中断方式与主机交换信息，因信息，因为其中断其中断处理程序的理程序的执行速度比行速度比该外外设的交的交换速度慢。速度慢。2024/7/243132.设磁磁盘存存储器器转速速为3000转/分，分分，分8个扇区，每扇区存个扇区，每扇区存储1K字字节，主存与磁，主存与磁盘存存储器数据器数据传送的送的宽度度为16位（即每次位（即每次传送送16位）。假位）。假设一条指令最一条指令最长执行行时间是是25us，是否可采用一条，是否可采用一条指令指令执行行结束束时响响应DMA请求的方案，求的方案，为什么？若不行，什么？若不行，应采采取什么方案？取什么方案？解：先算出磁解：先算出磁盘传送速度，然后和指令送速度，然后和指令执行速度行速度进行比行比较得出得出结论。道容量道容量=1KB8/16=4K字字 传送速率送速率=4K字字3000转/分分=4K字字50转/秒秒=200K字字/秒秒 一个字的一个字的传送送时间=1/200K=5us 5us25us，所以不能采用一条指令所以不能采用一条指令执行行结束响束响应DMA请求的求的方案方案（来不及响（来不及响应，造成数据，造成数据丢失）失）应采取采取每个每个CPU机器周期末机器周期末查询及响及响应DMA请求求的方案（通常的方案（通常安排安排CPU机器周期机器周期=主存存取周期）。主存存取周期）。2024/7/243233.试从下面七个方面比较程序查询、程序中断和试从下面七个方面比较程序查询、程序中断和DMA三种方式的综合性能。三种方式的综合性能。（1）数据传送依赖软件还是硬件；（）数据传送依赖软件还是硬件；（2）传送数据的基本单位；（）传送数据的基本单位；（3）并行性；）并行性；（4）主动性；（）主动性；（5）传输速度；（）传输速度；（6）经济性；（）经济性；（7）应用对象。）应用对象。注意：程序中断方式虽然注意：程序中断方式虽然CPU运行效率比程序查询高，但传输速度却比程序查运行效率比程序查询高，但传输速度却比程序查询慢。询慢。2024/7/243334.周期挪用（或周期窃取）周期挪用（或周期窃取）DMA 访问主存有三种可能访问主存有三种可能 CPU 此时不访存此时不访存 CPU 正在访存正在访存 CPU 与与 DMA 同时请求访存同时请求访存此时此时 CPU 将总线控制权让给将总线控制权让给 DMA主存工作时间主存工作时间 CPU控制控制并使用主存并使用主存 DMA控制控制并使用主存并使用主存t2024/7/2434