计算机组成原理习题 第七章.docx

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计算机组成原理习题第七章

计算机组成原理习题第七章

第七章

一．填空题

1CPU响应中断时需要保存当前现场，这里现场指的是和的内容，它们被保存到中。

2在中断服务程序中，保护和恢复现场之前需要中断。

3DMA只负责总线上进行数据传送，在DMA写操作中，数据从传送到。

4总线的裁决方式速度最高。

5某机有四个中断源，优先顺序按1→2→3→4降序排列，若想将中断处理次序改为3→1→4→2，则1、2、3、4中断源对应地屏蔽字分别是、、和。

6I/O接口电源通常具有、、和功能。

7I/O的编址方式可分为和两大类，前者需有独立的I/O指令，后者可通过指令和设备交换信息。

8主机与设备交换信息的控制方式中，方式主机与设备是串行工作的，方式和方式主机与设备是并行工作的，且方式主程序与信息传送是并行进行的。

9I/O与主机交换信息的方式中，和都需通过程序实现数据传送，其中体现CPU与设备是串行工作的。

10CPU响应中断时要保护现场，包括对和的保护，前者通过实现，后者可通过实现。

11一次中断处理过程大致可分为、、、和等五个阶段。

12在DMA方式中，CPU和DMA控制器通常采用三种方法来分时使用主存，它们是、、和。

13中断接口电路通过总线将向量地址送至CPU.

14I/O与主机交换信息共有、、、和五种控制方式。

15单重中断的中断服务程序的执行顺序为、、、和中断返回。

16多重中断的终端服务程序的执行顺序为、、、和中断返回。

二．选择题

1.将外围设备与主存统一编址，一般是指。

A.每台设备占一个地址码B．每个外围接口占一个地址码

C．接口中的有关寄存器各占一个地址码D．每台外设由一个主存单元管理

2.主机与设备传送数据时，采用，主机与设备是串行工作的。

A.程序查询方式B．中断方式

C．DMA方式D．通道方式

3.当有中断源发出请求时，CPU可执行相应的中断服务程序。

提出中断请求的可以是。

A.通用寄存器B．专用寄存器

C．外部事件D．cache

4.在中断周期，CPU主要完成以下工作：

。

A.关中断，保护断点，发中断响应信号并形成中断服务程序入口地址

B.开中断，保护断点，发中断响应信号并形成中断服务程序入口地址

C．关中断，执行中断服务程序

D．开中断，执行中断服务程序

5.CPU响应在中断的时间是。

A.一条指令结束B．外设提出中断

C．取指周期结束D．任一机器周期结束

6.向量中断是。

A.外设提出中断

B．由硬件形成中断服务程序入口地址

C．由硬件形成向量地址，再由向量地址找到中断服务程序入口地址

D．以上都不对

7.中断允许触发器用于。

A.向CPU发中断请求B．指示正有中断在进行

C．开放或关闭中断系统D．指示中断处理结束

8.以下论述正确的是。

A.CPU响应中断期间仍执行原程序

B．在中断过程中，若又有中断源提出中断请求，CPU立即响应

C．在中断响应中，保护断点、保护现场应由用户编程完成

D．在中断响应中，保护断点是由中断隐指令自动完成的

9.DMA方式是在之间建立一条直接数据通路。

A.I/O设备和主存B．两个I/O设备

C．I/O设备和CPUD．CPU和主存

10.在DMA传送方式中，由发出DMA请求。

A.外部设备B．DMA控制器

C．CPUD．主存

11.DMA方式中，周期“窃取”是窃取一个。

A.存取周期B．指令周期

C．CPU周期D．时钟周期

12.在采用DMA方式高速传输数据时，数据传送是。

A.在总线控制器发出的控制信号控制下完成的

B．在DMA控制器本身发出的控制信号控制下完成的

C．由CPU执行的程序完成的

D．由CPU响应硬中断处理完成的

13.DMA方式的接口电路中有程序中断部件，其作用是。

A.实现数据传送B．向CPU提出总线使用权

C．向CPU提出传输结束D．发中断请求

14.DMA方式。

A.既然能用于高速外围设备的信息传送，也就能代替中断方式

B．不能取代中断方式

C．也能向CPU请求中断处理数据传送

D．内无中断机制

15.通道程序是由组成。

A.I/O指令B．通道控制字（或称为通道指令）

C．通道状态字D．通道地址字

16某机有四级中断，优先级从高到低为1→2→3→4。

若将优先级顺序修改，改后1级中断的屏蔽字为1011,2级中断的屏蔽字为1111,3级终端的屏蔽字为0011,4级中断的屏蔽字为0001，则修改后的优先顺序从高到低位。

A．3→2→1→4B．1→3→4→2

C．2→1→3→4

17中断系统是由实现的。

A．硬件B．固件C．软硬件结合

18微型机系统中，主机和高速硬盘进行数据交换一般采用方式。

A．程序查询B．程序中断C．DMA

19在数据传送过程中，数据由串行变并行或由并行变串行，这种转换是通过接口电路中的实现的。

A．数据寄存器B．移位寄存器C．锁存器

20主机和设备传送数据时，采用，主机与设备是串行工作的。

A．程序查询方式B．中断方式C．DMA方式

21主机和I/O设备传送数据时，采用，CPU的效率最高。

A．程序查询方式B．中断方式C．DMA方式

22中断发生时，程序计数器内容的保护和更新，是由完成的。

A．硬件自动B．进栈指令和转移指令C．访存指令

23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．一个存储周期

24周期挪用（窃取）方式常用于中。

A．直接存储器存取方式的输入输出

B．直接程序传送方式的输入输出

C．程序中断方式的输入输出

25I/O编址方式通常可分统一编址和不统一编址，。

A．统一编址就是将I/O地址看作是存储器地址的一部分，可用专门的I/O指令对设备进行访问

B．不统一编址是指I/O地址和存储器地址是分开的，所以对I/O访问必须有专门的I/O指令

C．统一编址是指I/O地址和存储器地址是分开的，所以可用访存指令实现CPU对设备的访问

26通道程序是由组成。

A．I/O指令

B．通道控制字（或称通道指令）

C．通道状态字

27I/O与主机交换信息的方式中，中断方式的特点是。

A．CPU与设备串行工作，传送与主程序串行工作

B．CPU与设备并行工作，传送与主程序串行工作

C．CPU与设备并行工作，传送与主程序并行工作

28I/O与主机交换信息的方式中，DMA方式的特点是。

A．CPU与设备串行工作，传送与主程序串行工作

B．CPU与设备并行工作，传送与主程序串行工作

C．CPU与设备并行工作，传送与主程序并行工作

29下列叙述中正确的是。

A．程序中断方式和DMA方式中实现数据传送都需中断请求

B．程序中断方式中有中断请求，DMA方式中没有中断请求

C．程序中断方式和DMA方式中都有中断请求，但目的不同

30I/O的编址方式采用统一编址时，存储单元和I/O设备是靠来区分的。

A．不同的地址线

B．不同的地址码

C．不同的控制线

31I/O采用统一编码时，进行输入输出操作的指令是。

A．控制指令

B．访存指令

C．输入输出指令

32I/O采用不统一编码时，进行输入输出操作的指令是。

A．控制指令

B．访存指令

C．输入输出指令

33中断服务程序的最后一条指令是。

A．转移指令

B．出栈指令

C．中断返回指令

34DMA访问主存时，向CPU发出请求，获得总线使用权时再进行访存，这种情况称为。

A．停止CPU访问主存

B．周期挪用

C．DMA与COU交替访问

35DMA访问主存时，向COU发出请求，获得总线使用权时再进行访存，这种情况称为。

A．停止CPU访问主存

B．周期挪用

C．DMA与COU交替访问

36CPU通过启动通道。

A．执行通道命令

B．执行I/O指令

C．发出中断请求

37以下叙述是错误的。

A．一个更高级的中断请求一定可以中断另一个中断处理程序的执行

B．DMA和CPU必须分时使用总线

C．DMA的数据传送不需CPU控制

三问答题

1在输入输出系统中，DMA方式是否可以替代中断方式？

2试比较I/O通道控制方式和程序中断方式的特点。

3试从下面7个方面比较程序查询、程序中断和DMA3种方式的综合性能。

（1）传送数据依赖软件还是硬件；

（2）传送数据的基本单位；

（3）并行性；

（4）主动性；

（5）传输速度；

（6）经济性；

（7）应用对象。

4试说明计数器定时查询方式的优缺点。

5某机中断分为8级（0～7），0级最高，7级最低，顺序排列。

当某一用户程序运行时，依次发生了3级、2级和1级中断请求，程序运行的轨迹如图7-1所示。

如果用户程序在此3个中断请求发生前，用改变屏蔽字的方式将优先级改为0、5、3、4、1、2、6、7（从高到低），从上述中断请求情况下（中断请求产生时间严格按照上述顺序改变）。

请画出程序运行轨迹。

图7-1程序运行的轨迹

6某计算机的外部设备具有3级中断功能，中断响应次序基本上由硬件排队电路决定，但可利用各个外部设备控制器的中断屏蔽控制位来封锁本设备的中断请求信号。

设所有中断服务程序的执行时间相同，均为T，在5T时间内共发生5次中断请求信号，如图7-2所示。

其中，①的级别最高，②次之，③最低。

（1）请图示各个中断服务程序占用的时间段及中断程序完成的次序。

（2）软件进行干预，当执行中断服务程序③时，屏蔽②级中断。

请图示各个中断服务程序占用的时间段及中断服务程序完成的次序。

图7-2中断出现顺序

7设某机有4个中断源A、B、C、D，其硬件排队优先次序为A>B>C>D，现要求将中断处理次序改为D>A>C>B。

（1）写出每个中断源对应的屏蔽字。

（2）按图7-3时间轴给出的4个中断源的请求时刻，画出CPU执行程序的轨迹。

设每个中断源的中断服务程序时间均为20µs。

图7-3中断请求时刻

8假设某外设向CPU传送信息的最高速率为40K次/s，而相应中断服务程序的执行时间为40µs，问该外设是否可采用程序中断方式？

为什么？

9某中断系统响应中断需要50ns，总线中断服务程序至少需要150ns，其中60ns用于软件的额外开销。

那么，该系统的中断频率最大是多少？

中断额外开销时间占中断时间的比例是多少？

有一个字节设备，数据传输率为10MB/s，如果以中断方式且每次中断传送一个数据，那么该系统能实现这个传输要求吗？

10一个DMA接口可采用周期窃取方式把字符传送到存储器，它支持的最大批量为400字节。

若存取周期为100ns，每处理一次中断需5µs，现有的字符设备的传输率为9600b/s。

假设字符之间的传输是无间隙的，若忽略预处理所需的时间，试问采用DMA方式每秒因数据传输需占用处理器多少时间？

如果完全采用中断方式，又需占用处理器多少时间？

11A、B、C、D四个中断源，其优先级由高向低按A、B、C，D顺序排列。

若中断服务程序的执行时间为20µs，请根据图7-4时间轴给出的中断源请求中断的时刻，画出CPU执行程序的轨迹。

图7-4A、B、C、D四个中断源的中断请求

12设某机配有A、B、C三台设备，其优先顺序是A>B>C，为改变中断处理次序，将它们的屏蔽字分别设置为如表7.1所示：

表7.1例8.9各中断源对应的屏蔽字

请按图7-5中的时间轴给出的设备请求中断的时刻，画出CPU执行程序的轨迹。

设A、B、C中断服务程序的执行时间均为20µs。

图7-5A、B、C三个中断源的中断请求

13某机有五个中断源L0，L1，I2，L3，L4，按中断响应的优先次序由高向低排序为L0

L1

I2

L3

L4，现要求中断处理次序改为L1

L3

I4

L0

L2写出各中断源的屏蔽字。

14某机有三个中断源，其优先级按1

2

3降序排列。

假设中断处理时间均为r，在图7-6所示的时间内共发生五次中断请求，图中①表示1级中断源发出中断请求信号，其余类推，画出CPU执行程序的轨迹。

图7-6第14题5次中断请求

15为什幺外围殳备要通过接口与CPU相连？

接口有哪些功能？

16I/O的编址方式有几种？

各有何特点？

17I/O与主机交换信息有哪几种控制方式？

各有何特点？

18一般小型或微型机中，I/O与主机交换信息有几种方式？

各有何特点？

哪种方式CPU效率最高？

19程序查询方式和程序中断方式都要有程序实现外围设备的输入输出，它们有何不同？

20采用程序中断方式实现主机与I/O交换信息的接口电路中一般有哪些硬件？

各有何作用？

21以I/O设备的中断处理过程为例，说明一次程序中断的全过程。

22DMA方式的主要特点是什么？

DMA接口电路中应设置哪些硬件？

23DMA方式中的中断请求和程序中断方式中的中断请求有何区别?

24在DMA方式中．CPU和DMA接口分时使用主存有几种方法?

筒要说明之。

25DMA接口主要由哪些部件组成?

在数据交换过程中它应完成哪些功能?

画

图7-7第30题多个设备的查询子程序流程

31试从下面七个方面比较程序查询、程序中断和DMA三中方式的综合性能。

（1）传送数据依赖软件还是硬件；

（2）传送数据的基本单位；

（3）并行性；

（4）主动性；

（5）传输速度；

（6）经济型；

（7）应用对象。

32CPU和DMA请求和中断请求的响应时间是否一样？

为什么？