第五章 输入输出系统

69
第第第 第第第第第第第第 第第第第第5.6 DMA 第第 5.5 第第第第第第 5.4 第第第第第第 5.3 I/O 第第 5.2 第第第第 5.1 第第

Upload: teo

Post on 10-Jan-2016

125 views

Category:

Documents


0 download

DESCRIPTION

第五章 输入输出系统. 5.1 概述. 5.2 外部设备. 5.3 I/O 接口. 5.4 程序查询方式. 5.5 程序中断方式. 5.6 DMA 方式. 教学目标: 旨在使学生对输入输出系统有一个较清晰的认识,进一步加深对整机工作的理解。 重点: 主机与 I/O 交换信息的三种控制方式(程序查询、程序中断、 DMA );三种控制方式所需的硬件及软件支持;常用 I/O 设备如何与主机联系。 - PowerPoint PPT Presentation

TRANSCRIPT

Page 1: 第五章   输入输出系统

第五章 输入输出系统第五章 输入输出系统

5.6 DMA 方式

5.5 程序中断方式

5.4 程序查询方式

5.3 I/O 接口

5.2 外部设备

5.1 概述

Page 2: 第五章   输入输出系统

教学目标:旨在使学生对输入输出系统有一个较清晰的认识,进一步加深对整机工作的理解。

重点:主机与 I/O 交换信息的三种控制方式(程序查询、程序中断、 DMA );三种控制方式所需的硬件及软件支持;常用 I/O 设备如何与主机联系。

难点 : 处理 I/O 中断的各类软、硬件技术的运用; DMA 与主存交换数据的三种方法各自的特点; CPU 响应中断和 DMA的时间;周期窃取(周期挪用)的含义。

Page 3: 第五章   输入输出系统

5.1 5.1 概 述概 述一、输入输出系统的发展概况

1. 早期分散连接CPU 和 I/O 串行 工作 程序查询方式

2. 接口模块和 DMA 阶段总线连接CPU 和 I/O 并行 工作

3. 具有通道结构的阶段4. 具有 I/O 处理机的阶段

中断方式

DMA 方式

Page 4: 第五章   输入输出系统

二、输入输出系统的组成1. I/O 软件(1) I/O 指令

(2) 通道指令

CPU 指令的一部分

通道自身的指令指出数组的首地址、传送字数、操作命令如 IBM/370 通道指令为 64 位

2. I/O 硬件设备 I/O 接口设备 设备控制器 通道

操作码 命令码 设备码

5.15.1

Page 5: 第五章   输入输出系统

三、 I/O 与主机的联系方式1. I/O 编址方式

(1) 统一编址

(2) 不统一编址用取数、存数指令

有专门的 I/O 指令

2. 设备选址用设备选择电路识别是否被选中

3. 传送方式(1) 串行

(2) 并行

5.15.1

Page 6: 第五章   输入输出系统

数据字 命令字命令字

0 1 1 0 1 0 0 0

起始位

终止位9.09ms 2× 9.09ms

4. 联络方式(1) 立即响应(2) 异步工作采用应答信号

“Ready”

“Strobe”

I/O 接 口

I/O 设 备

CPU

(3) 同步工作采用同步时标

5.15.1

并行

串行

起始

位 终止

位9.09ms 2× 9.09ms

Page 7: 第五章   输入输出系统

5. I/O 与主机的连接方式

(1) 辐射式连接

(2) 总线连接

外设 Ⅰ

外设 Ⅱ

外设 Ⅲ

机 不便于增删设备

每台设备都配有一套

控制线路和一组信号线

5.15.1

便于增删设备

Page 8: 第五章   输入输出系统

四、 I/O 与主机信息传送的控制方式

1. 程序查询方式

CPU 和 I/O 串行工作踏步等待

CPU 读 I/O 状态

检查状态未准备就绪 出错

从 I/O 接口中读 一个字到 CPU

从 CPU 向主存 写入一个字

CPU 向 I/O 发 读指令

CPU 读 I/O 状态

检查状态

完成否

未准备就绪

现行程序

出错

已准备就绪

5.15.1

Page 9: 第五章   输入输出系统

2. 程序中断方式

I/O 工作CPU 不查询

CPU 暂停现行程序

自身准备

与主机交换信息

CPU 和 I/O 并行工作

启动 I/O

现行程序

………

中断服务程

K

K+1

没有踏步等待现象

中断现行程序

5.15.1

Page 10: 第五章   输入输出系统

程序中断方式流程

CPU 向 I/O 发读指令

CPU 读 I/O 状态

检查状态

完成否?

CPU 做其他事情I/O 设备工作

准备就绪

CPU I/O

从 CPU 向主存写入一个字 CPU 主存

从 I/O 接口中读一个字到 CPU I/O CPU

中断请求I/O CPU

出错

未错

5.15.1

Page 11: 第五章   输入输出系统

3. DMA 方式主存和 I/O 之间有一条直接数据通道

不中断现行程序

周期挪用(周期窃取)

CPU 和 I/O 并行工作

存取周期结束CPU 执行现行程序 CPU 执行现行程序

DMA 请求启动 I/O

I/O 准备 I/O 准备

一个存取周期

实现 I/O 与主存之间的传送

5.15.1

Page 12: 第五章   输入输出系统

三种方式的 CPU 工作效率比较

存取周期结束CPU 执行现行程序 CPU 执行现行程序

DMA 请求启动 I/O

I/O 准备 I/O 准备

一个存取周期

实现 I/O 与主存之间的传送

CPU 执行现行程序 CPU 查询等待并传输 I/O 数据

CPU 执行现行程序

启动 I/OI/O 准备及传送

指令执行周期结束CPU 执行现行程序 CPU 执行现行程序

启动 I/O 中断请求I/O 准备I/O 准备

CPU 处理中断服务程序实现 I/O 与主机之间的传送

间断

启动 I/O

启动 I/O

I/O 准备

中断请求

启动 I/O

I/O 准备

一个存取周期

DMA 请求

程序查询方式

程序中断方式

DMA 方式

5.15.1

I/O 准备及传送

Page 13: 第五章   输入输出系统

5.2 5.2 外部设备外部设备一、概述

外部设备大致分三类键盘 鼠标 打印机 显示器 磁盘 光盘 磁带

二、输入设备1. 键盘

2. 鼠标3. 触摸屏

按键判断哪个键按下将此键翻译成 ASCII 码 (编码键盘法)

1. 人机交互设备2. 计算机信息驻留设备3. 机 机通信设备 调制解调器等

机械式、光电式

Page 14: 第五章   输入输出系统

三、输出设备1. 显示器

(1) 字符显示

(2) 图形显示

(3) 图像显示

字符发生器

主观图像

客观图像

2. 打印机

(1) 击打式

(2) 非击打式

点阵式(逐字、逐行)

喷墨(逐字) 激光(逐页)

5.25.2

Page 15: 第五章   输入输出系统

四、其他1. A/D 、 D/A

2. 终端

3. 汉字处理

五、多媒体技术

完成显示控制与存储 键盘管理及通信控制

模拟 / 数字(数字 / 模拟)转换器

汉字输入、汉字存储、汉字输出

1. 什么是多媒体

2. 多媒体计算机的关键技术

5.25.2

由键盘和显示器组成

Page 16: 第五章   输入输出系统

5.3 I/O 5.3 I/O 接 口接 口一、概述

为什么要设置接口?1. 实现设备的选择

2. 实现数据缓冲达到速度匹配

4. 实现电平转换

5. 传送控制命令

6. 反映设备的状态(“忙”、“就绪”、“中断请求”)

3. 实现数据串 并格式转换

Page 17: 第五章   输入输出系统

二、接口的功能和组成

(1) 设备选择线

(2) 数据线

(3) 命令线

(4) 状态线I/O 接口

设备

I/O 接口

设备

数据

线 命令

线状态

线

I/O 总线

设备选择

线

1. 总线连接方式的 I/O 接口电路

5.35.3

Page 18: 第五章   输入输出系统

2. 接口的功能和组成功能 组成

选址功能传送命令的功能传送数据的功能反映设备状态的功能

设备选择电路命令寄存器 命令译码器数据缓冲寄存器设备状态标记

完成触发器 D

工作触发器 B

中断请求触发器 INTR

屏蔽触发器 MASK

5.35.3

Page 19: 第五章   输入输出系统

3. I/O 接口的基本组成

命令寄存器和命令译码器

设备选择 电路

设备状态 标记

数据缓冲 寄存器 DBR

控制逻辑电

I/O 接口

备数据线

命令

状态

数据线

命令线

状态线

CPU

地址线

5.35.3

Page 20: 第五章   输入输出系统

三、接口类型

并行接口串行接口

可编程接口不可编程接口

通用接口专用接口

1. 按数据 传送方式 分类

2. 按功能 选择的灵活性 分类

3. 按 通用性 分类

4. 按数据传送的 控制方式 分类中断接口DMA 接口

5.35.3

Intel 8255

Intel 8251

Intel 8255 、 Intel 8251

Intel 8212

Intel 8255 、 Intel 8251Intel 8279 、 Intel 8275

Intel 8259

Intel 8257

Page 21: 第五章   输入输出系统

5.4 5.4 程序查询方式程序查询方式一、程序查询流程

检查状态标记 1

设备 1 准备就绪?

检查状态标记 N

设备 N准备就绪?

处理设备 1是

处理设备 N

1. 查询流程

检查状态标记

交换数据

准备就绪 ?

单个设备

多个设备

测试指令转移指令

传送指令

Page 22: 第五章   输入输出系统

2. 程序流程

设置内存缓冲区首址

设置计数器

启动外设

传送一个数据

修改内存地址

修改计数值

结束 I/O 传送

准备好?

传送完?未完

5.45.4

Page 23: 第五章   输入输出系统

设备选择电路

DBR

Q Q

&

数据线

准备就绪

启动命令

地址线 SEL

输入数据

启动设备

设备工作 结束

D B

二、程序查询方式的接口电路

101 0

5.45.4以输入为例

Page 24: 第五章   输入输出系统

中断服务程

中断服务程

入口 1

入口 2

1

2

5.5 5.5 程序中断方式程序中断方式一、中断的概念

K

K+1

Q

Q+1

……

中断服务程

1

中断服务程

2

Page 25: 第五章   输入输出系统

二、 I/O 中断的产生以打印机为例

发中断请

空闲 接收数据

接收数据

准备 发中断请

求打印 打印

打印机

执行主程序 继续执行主程序 继续执行主程序

响应中

断 中断返

回 响应中

断 中断返

启动打印机

传送数据

传送数据

CPU

CPU 与打印机并行工作5.55.5

Page 26: 第五章   输入输出系统

三、程序中断方式的接口电路1. 配置中断请求触发器和中断屏蔽触发器

DQ

&

1

INTR 中断请求触发器

INTR = 1 有请求

MASK 中断屏蔽触发器

MASK = 1 被屏蔽

来自 CPU 的中断查询信号

受设备本身控制

INTR D

MASKQ

D 完成触发器

5.55.5

中断请求

Page 27: 第五章   输入输出系统

2. 排队器

排队在 CPU 内、在接口电路中(链式排队器)硬件

软件

5.55.5

详见第八章

INTP1´ INTP2´ INTP3´ INTP4´

INTR1 INTR2 INTR3 INTR4

1 & 1 & 1 & 1 &

INTR1

设备 1# 、 2# 、 3# 、 4# 优先级按 降序排列INTRi = 1 有请求 即 INTRi = 0

Page 28: 第五章   输入输出系统

1

INTP1

1

INTP2

1

INTP3

1

INTP4

& & & &INTR1 INTR2 INTR3 INTR4

INTR1 INTR2 INTR3 INTR4

1 & 1 & 1 & 1 &

INTP1´ INTP2´ INTP3´ INTP4´

INTR2INTR1

INTR1 INTR2

5.55.5

1

&

INTP2

2. 排队器

排队在 CPU 内、在接口电路中(链式排队器)硬件

软件 详见第八章

Page 29: 第五章   输入输出系统

3. 中断向量地址形成部件入口地址

向量地址

排队器输出

由软件产生硬件向量法

显示器服务程序

打印机服务程序

JMP 400

JMP 300

JMP 200

……

……

主存

12H

13H

14H

200

300

向量地址

入口地址

入口地址

中断向量地址 形成部件

设备编码器

1 0 0 0…

0 0 0 1 0 0 1 0

0 1 0 0…

0 0 0 1 0 0 1 1

详见第八章由 硬件 产生 向量地址再由 向量地址 找到 入口地址

5.55.5

Page 30: 第五章   输入输出系统

设备选择电路

DBR

DQ

&

数据线

启动命令

地址线SEL

输入数据

启动设备

设备工作 结束

&

1

Q Q

DINTR

BQ

QMASK

设备编码器

排队器

中断查询

来自高一级 的排队器

至低一级的排队器

向量地址

中断响应 INTA

中断请求

命令译码

4. 程序中断方式接口电路的基本组成 5.55.5

Page 31: 第五章   输入输出系统

四、 I/O 中断处理过程1. CPU 响应中断的条件和时间

(1) 条件

(2) 时间

允许中断触发器 EINT = 1

用 开中断 指令置 “ 1” EINT

用 关中断 指令置“ 0” EINT 或硬件 自动复位

当 D = 1 (随机)且 MASK = 0 时在每条指令执行阶段的结束前CPU 发 中断查询信号(将 INTR 置“ 1” )

5.55.5

Page 32: 第五章   输入输出系统

设备选择电路

DBR

DQ

&

数据线

启动命令

地址线SEL

输入数据

启动设备

设备工作 结束

&

1

Q Q

DINTR

BQ

Q MASK

设备编码器

排队器

中断查询

来自高一级 的排队器

至低一级的排队器

向量地址

中断响应 INTA

中断请求

命令译码①

⑧2. I/O 中断处理过程

①10

&

DBR③

设备选择电路

01

以输入为例

5.55.5

Page 33: 第五章   输入输出系统

五、中断服务程序流程1. 中断服务程序的流程

(1) 保护现场

(2) 中断服务

(3) 恢复现场(4) 中断返回

对不同的 I/O 设备具有不同内容的设备服务

中断返回 指令

2. 单重中断和多重中断不允许中断 现行的 中断服务程序单重 中断

多重 中断 允许级别更高 的中断源中断 现行的 中断服务程序

中断隐指令完成进栈指令

出栈指令

程序断点的保护寄存器内容的保护

5.55.5

Page 34: 第五章   输入输出系统

3. 单重中断和多重中断的服务程序流程

中断否?

保护现场

设备服务

恢复现场

开中断中断返回

取指令

执行指令

中断服务程

中断响应 程序断点进栈 关中断 向量地址 PC

中断周

中断返回

保护现场

设备服务

恢复现场

开中断

开中断

开中断

中断隐指

令 中断隐指

取指令

执行指令

中断否?否

中断响应 程序断点进栈 关中断向量地址 PC

中断周

中断服务程

单重 多重 5.55.5

Page 35: 第五章   输入输出系统

主程序和服务程序 抢占 CPU 示意

准备工作 准备工作 准备工作

传送数据 传送数据发中断请求 发中断请求

I/O

宏观 上 CPU 和 I/O 并行 工作微观 上 CPU 中断现行程序 为 I/O 服务

主程序 继续执行主程序

启动外设 服务程序(传送数据)

服务程序(传送数据)

继续执行主程序CPU

5.55.5

Page 36: 第五章   输入输出系统

程序中断接口芯片 8259A 的内部结构 5.55.5

内部总线 缓冲器

读 / 写逻 辑

级联缓冲器 / 比较器

优先权比较器

( PR )

中断 服务 寄存 器(ISR)

中断 请求 寄存 器(IRR)

中断屏蔽寄存器 ( IMR )

控制逻辑

INTINTA

D7~D0

A0

RDWR

CS

CAS0

CAS1

CAS2

SP/EN

IR0IR1IR2IR3IR4IR5

IR6IR7

内部总线

Page 37: 第五章   输入输出系统

5.6 5.6 DMA DMA 方式方式一、 DMA 方式的特点

1. DMA 和程序中断两种方式的数据通路

CPU主

存ACC

中断接口

DMA 接口

I/O 设 备

中断方式数据传送通路输入指令

输出指令

DMA 方式数据传送通路

Page 38: 第五章   输入输出系统

2. DMA 与主存交换数据的三种方式(1) 停止 CPU 访问主存

控制简单CPU 处于不工作状态或保持状态未充分发挥 CPU 对主存的利用率

主存工作时间

CPU 不执行程序

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

5.65.6

Page 39: 第五章   输入输出系统

(2) 周期挪用(或周期窃取)DMA 访问主存有三种可能• CPU 此时不访存• CPU 正在访存• CPU 与 DMA 同时请求访存

此时 CPU 将总线控制权让给 DMA

主存工作时间

CPU 控制并使用主存

DMA 控制并使用主存

t

5.65.6

Page 40: 第五章   输入输出系统

(3) DMA 与 CPU 交替访问

主存工作时间

DMA 控制并使用主存

CPU 控制并使用主存

t

CPU 工作周期C1 专供 DMA 访存C2 专供 CPU 访存

所有指令执行过程中的一个基准时间

5.65.6

Page 41: 第五章   输入输出系统

二、 DMA 接口的功能和组成1. DMA 接口功能

(1) 向 CPU 申请 DMA 传送

(2) 处理总线 控制权的转交

(3) 管理 系统总线、控制 数据传送

(4) 确定 数据传送的 首地址和长度

(5) DMA 传送结束时,给出操作完成信号

修正 传送过程中的数据地址和长度

5.65.6

Page 42: 第五章   输入输出系统

DMA 接口

CPU

2. DMA 接口组成

DMA 控 制 逻 辑

中 断 逻 辑

设备

HLDA

AR

WC

DAR

HRQ中断请

求 数据

线 地址

线

+1

+1

溢出信号

DREQDACK

BR

5.65.6

Page 43: 第五章   输入输出系统

三、 DMA 的工作过程1. DMA 传送过程预处理、数据传送、后处理

(1) 预处理

通过几条输入输出指令预置如下信息

• 通知 DMA 控制逻辑 传送方向(入 / 出)

• 设备地址 DMA 的 DAR

• 主存地址 DMA 的 AR

• 传送字数 DMA 的 WC

5.65.6

Page 44: 第五章   输入输出系统

预处理:主存起始地址设备地址 传送数据个数启动设备

DMADMA

DMA

数据传送:继续执行主程序同时完成一批数据传送

后处理:中断服务程序做 DMA 结束处理

继续执行主程序

CPU

(2) DMA 传送过程示意

允许传送?

主存地址送总线数据送 I/O 设备(或主存 )主存地址 加 1传送个数 减 1

数据块传送结束?

向 CPU申请 程序中断

DMA 请求

数据传送 5.65.6

Page 45: 第五章   输入输出系统

(3) 数据传送过程(输入)

BR

设备

DMA 控 制 逻 辑

中 断 逻 辑

AR

WC

DAR

DMA 接口

CPU

+1

+1

DREQ②

HRQ③

HLDA④

地址

线

DACK⑥ ①

数据

线

溢出信号

中断请

AR

WC

+1

+1

5.65.6

BRBRBRBRBR

Page 46: 第五章   输入输出系统

BRBR

设备

DMA 控 制 逻 辑

中 断 逻 辑

AR

WC

DAR

DMA 接口

CPU

+1

+1

DREQ②

HRQ③

HLDA④

地址

线

DACK⑥ ①

数据

线

溢出信号

中断请

AR

WC

+1

+1

(4) 数据传送过程(输出) 5.65.6

BRBRBRBR

Page 47: 第五章   输入输出系统

(5) 后处理校验送入主存的数是否正确

是否继续用 DMA

测试传送过程是否正确,错则转诊断程序

由中断服务程序完成

5.65.6

Page 48: 第五章   输入输出系统

2. DMA 接口与系统的连接方式

DMA接口 1

DMA接口 2

DMA接口 nCPU …主存

DMA 响应

I/O 总线数据线

地址线

DMA 请求

(1) 具有公共请求线的 DMA 请求

5.65.6

Page 49: 第五章   输入输出系统

(2) 独立的 DMA 请求

DMA接口 1

DMA接口 2

DMA接口 3

CPU

主存

DMA 响应 1

DMA 请求 1

DMA 响应 2

DMA 请求 2

DMA 响应 3

DMA 请求 3

I/O 总线数据线

地址线

5.65.6

Page 50: 第五章   输入输出系统

3. DMA 方式与程序中断方式的比较

(1) 数据传送

(2) 响应时间

(3) 处理异常情况

(4) 中断请求

(5) 优先级

中断方式 DMA 方式

程序 硬件

指令执行结束 存取周期结束

能 不能

低 高

传送数据 后处理

5.65.6

Page 51: 第五章   输入输出系统

四、 DMA 接口的类型1. 选择型 在 物理上 连接 多个 设备

在 逻辑上 只允许连接 一个 设备

设备地址寄存器

控制状态寄存器

数据缓冲寄存器

主存地址寄存器

时序电路

字计数器DMA 接口

CPU主存

设备 1

设备 2

设备 n

选择线

. . .

系统总线

5.65.6

Page 52: 第五章   输入输出系统

2. 多路型 在 物理上 连接 多个 设备在 逻辑上 允许连接 多个 设备同时工作

5.65.6

设备 设备 设备DMA 接口CPU主存

链式

设备 设备 设备DMA 接口CPU主存

独立请求式

Page 53: 第五章   输入输出系统

3. 多路型 DMA 接口的工作原理

T4 T6 T7T2为磁盘 服务

T5 T8T3为磁带 服务

为打印机服务

T1

5μs

5.65.6

DMA 请求打印机 t

DMA 请求 DMA 请求 DMA 请求45μs

磁带 t

DMA 请求 DMA 请求 DMA 请求 DMA 请求30μs磁盘 t

Page 54: 第五章   输入输出系统

典型例题:典型例题:5.17 某系统对输入数据进行取样处理,

每抽取一个输入数据, CPU 就要中断处理一次,将取样的数据存至存储器的缓冲区中,该中断处理需 P秒。此外,缓冲区内每存储 N 个数据,主程序就要将其取出进行处理,这个处理需 Q秒。试问该系统可以跟踪到每秒多少次中断请求?

Page 55: 第五章   输入输出系统

典型例题:典型例题:5.28 CPU 对 DMA 请求和中断请求的响

应时间是否相同?为什么?5.31 假设某设备向 CPU 传送信息的最高频率是 40000 次 /秒,而相应的中断处理程序执行时间为 40μs ,试问该外设是否可用程序中断方式与主机交换信息,为什么?

Page 56: 第五章   输入输出系统

典型例题:典型例题:5.32 设磁盘存储器转速为 3000 转 / 分,

分 8 个扇区,每扇区存储 1K 字节,主存与磁盘存储器数据传送的宽度为 16 位(即每次传送 16 位)。假设一条指令最长执行时间是 25μs ,是否可采用一条指令执行结束时响应 DMA 请求的方案,为什么?若不行,应采取什么方案?

Page 57: 第五章   输入输出系统

课堂练习题:课堂练习题:1. 下述 I/O 控制方式中,主要由程序实现

的是 ______ 。A. PPU( 外围处理机 ) 方式 B. 中断方式 C. DMA 方式 D. 通道方式答案: B

Page 58: 第五章   输入输出系统

课堂练习题: 课堂练习题: 2. 采用 DMA 方式传送数据时,每传送一个数据要占用 ______ 的时间。A. 一个指令周期 B. 一个机器周期 C. 一个时钟周期 D. 一个存储周期答案: D

3. 直接内存访问( DMA )方式中, DMA 控制器从 CPU 完全接管对 A.______ 的控制,数据交换不经过 CPU,而直接在内存和 B.______ 之间进行。 答案: A. 总线 B.I/O 设备(或输入输出设备)

Page 59: 第五章   输入输出系统

课堂练习题:课堂练习题:4. 当采用 ______ 对设备进行编址情况下,不需要专门的 I/O 指令组。A. 统一编址法 B.单独编址法 C.两者都是 D.两者都不是答案: A5. 下面叙述中, ______ 是正确的。A. 总线一定要和接口相连 B. 接口一定要和总线相连C. 通道可以替代接口 D. 总线始终 由 CPU 控制和管理答案: B

Page 60: 第五章   输入输出系统

课堂练习题:课堂练习题:6. 下面有关“中断”的叙述, ______ 是不正确的。A. 一旦有中断请求出现, CPU 立即停止当前指令

的执行,转而去受理中断请求B.CPU 响应中断时暂停运行当前程序,自动转移

到中断服务程序C. 中断方式一般适用于随机出现的服务D. 为了保证中断服务程序执行完 毕以后,能正确返回 到被中断的断点继续执行程序,必须进行现场保存操作

答案: A

Page 61: 第五章   输入输出系统

课堂练习题:课堂练习题:7. 在微型机系统中 , 外围设备通过 ______ 与主板的系统总线相连接。A. 适配器 B. 设备控制器C. 计数器 D. 寄存器答案: A8. 为了便于实现多级中断,保存现场信息最有效的方式是采用 ______ 。A. 通用寄存器 B. 堆栈C. 存储器 D. 外存答案: B

Page 62: 第五章   输入输出系统

课堂练习题:课堂练习题:9. 周期挪用方式多用于 ______ 方式的输入输出中。A. DMA B. 中断C. 程序传送 D. 通道答案: A

10. 并行 I/O 标准接口 SCSI 中,一个主适配器可以连接 ______ 台具有 SCSI 接口的设备。A. 6 B. 7 C. 8 D. 10

答案: B

Page 63: 第五章   输入输出系统

课堂练习题:课堂练习题:11. 带有处理器的设备一般称为 ______ 设备。A. 智能化 B. 交互式 C. 远程通信 D. 过程控制答案: A

12. 发生中断请求的条件是 ______ 。A. 一条指令执行结束 B. 一次 I/O 操作开始 C. 机器内部发生故障 D. 一次 DMA 操作开始答案: C

Page 64: 第五章   输入输出系统

课堂练习题:课堂练习题:13.DMA 控 制 器 访 采 用 以 下 三 种 方 法 :A.______ 、 B.______ 、 C.______ 。 答案: A. 停止 CPU访问 B. 周期挪用 C. DMA和 CPU 交替访内14.计算机的外围设备是指 ______ 。A.输入 / 输出设备 B.外存储器 C.远程通信设备 D.除了 CPU 和内存以外的其它设备答案: D

Page 65: 第五章   输入输出系统

课堂练习题:课堂练习题:15.某刷新存储器所需的带宽为 160MB/S 。实际工作时,显示适配器的几个功能部分要争用刷存的带宽。假定总带宽的 50% 用于刷新屏幕,保留 50% 带宽用于其他非刷新功能。问刷存总带宽应为多少?为达到这样的刷存带宽,应采取何种技术措施?解:刷存总带宽 160MB/s × 100/50 = 320MB/s

可采用如下技术措施:( 1 )使用高速的 DRAM芯片组成刷存( 2 )刷存采用多体交叉结构( 3 )加大刷存至显示控制器的内部总线宽度( 4 )刷存采用双端口存储器结构,将刷新端口与更新端口分开

Page 66: 第五章   输入输出系统

课堂练习题:课堂练习题:16.CRT 的颜色数为 256色,则刷新存储器每个单元的字长是 ______ 。A . 256 位 B . 16 位 C . 8 位 D . 7 位答案: C

17. 通道对 CPU 的请求形式是 ______ 。A.自陷 B.中断 C.通道命令 D.跳转指令答案: B

Page 67: 第五章   输入输出系统

课堂练习题:课堂练习题:18. 中断向量地址是 ______ 。A.子程序入口地址 B.中断服务 例行程序入口地址C.中断服务 例行程序入口地址的指示器 D.中断返回 地址答案: C19. 一个基本的 DMA 控制器应包括哪些逻辑 构件?答:应当包括:内存地址计数器、字计数器、数据缓冲寄存器、“ DMA 请求”标志、“控制 / 状态”逻辑 中断机构等逻辑 构件。

Page 68: 第五章   输入输出系统

课堂练习题:课堂练习题:20.举出三种中断向量产生的方法。答:( 1 )由编码电路实现,直接产生。( 2 )由硬件产生一个“位移量”,再加上 CPU某寄存器里存放的基地址( 3 )向量地址转移法:由优先级编码电路产生对应的固定地址码,其地址中存放的是转移指令,通过转移指令可以转入设备各自的中断服务程序入口。

Page 69: 第五章   输入输出系统

作业:作业:5.35.3 、、 5.65.6 、、 5.10 5.10 、、 5.5.18 18 、、 5.22 5.22 、 、 5.255.25 、 、 5.26 5.26 、、 5.29 5.29 、、 5.35 5.35