计算机组成原理第五章部分课后题答案唐朔飞版

5.1I/O设备有哪些编址方式，各有何特点？常用的I/O编址方式有两种I/O与内存统一编址和I/O独立编址•I/O与内存统一编址方式的I/O地址采用与主存单元地址完全一样的格式，I/O设备与主存占用同一个地址空间，CPU可像访问主存一样访问I/O设备，不需要安排专门的I/O指令•I/O独立编址方式时机器为I/O设备专门安排一套完全不同于主存地址格式的地址编码，此时I/O地址与主存地址是两个独立的空间，CPU需要通过专门的I/O指令来访问I/O地址空间

5.3I/O设备与主机交换信息时，共有哪几种控制方式？简述它们的特点•程序直接控制方式也称查询方式，采用该方式，数据在CPU和外设间的传送完全靠计算机程序控制，CPU的操作和外围设备操作同步，硬件结构简单，但由于外部设备动作慢，浪费CPU时间多，系统效率低•程序中断方式外设备准备就绪后中断方式猪肚通知CPU,在CPU相应I/O设备的中断请求后，在暂停现行程序的执行，转为I/O设备服务可明显提高CPU的利用率，在一定程度上实现了主机和I/O设备的并行工作，但硬件结构负载，服务开销时间大•DMA方式与中断方式一样，实现了主机和I/O设备的并行工作，由于DMA方式直接依靠硬件实现贮存与I/O设备之间的数据传送，传送期间不需要CPU程序干预，CPU可继续执行原来的程序，因此CPU利用率和系统效率比中断方式更高，但DMA方式的硬件结构更为复杂

5.4比较程序查询方式、程序中断方式和DMA方式对CPU工作效率的影响•程序查询方式主要用于CPU不太忙且传送速度不高的情况下无条件传送方式作为查询方式的一个特例，主要用于对简单I/O设备的控制或CPU明确知道外设所处状态的情况下•中断方式主要用于CPU的任务比较忙的情况下，尤其适合实时控制和紧急事件的处理•DMA方式（直接存储器存取方式）主要用于高速外设进行大批量数据传送的场合

5.8某计算机的I/O设备采用异步串行传送方式传送字符信息字符信息的格式为1位起始位、7位数据位、1位检验位和1位停止位若要求每秒钟传送480个字符，那么该设备的数据传送速率为多少？解480*1+7+1+1=4800位/秒=4800波特

6.11简述I/O接口的功能和基本组成I/O接口功能・1选址功能2传送指令功能3传送数据功能4反映I/O设备工作状态的功能I/O接口基本组成・设备选择电路、命令寄存器和命令译码器、数据缓冲寄存器、设备状态标记触发器

5.13说明中断向量地址和入口地址的区别和联系中断向量地址和入口地址的区别向量地址是硬件电路向量编码器产生的中断源的内存地址编号，中断入口地址是中断服务程序的首地址中断向量地址和入口地址的联系中断向量地址可理解为中断服务程序入口地址指示器入口地址的地址，通过它访存可获得中断服务程序入口地址两种方法在向量地址所指单元内放一条JUM指令；主存中设向量地址表

5.20比较单重中断和多重中断服务程序的处理流程，说明它们不同的原因单重中断开中断指令设置在最后“中断返回”之前，意味着在整个中断服务处理过程中，不能再响应其他中断源的请求多重中断开中断指令设置在“保护现场”之后，意味着保护现场之后，若有更高级别的中断请求，CPU也可以响应，即再次中断现行的服务程序,转至新的中断服务程序，这是单重中断和多重中断的主要区别

5.25根据以下要求设计一个产生3个设备向量地址的电路13个设备的优先级A-B-C降序排列2A、B、C的向量地址分别为

110100、

010100、OOOllOo3排队器采用链式排队电路4当CPU发来中断响应信号INTA时，可将向量地址取至CPU

5.27DMA方式有何特点？什么样的1/0设备与主机交换信息时采用DMA方式，举例说明由于主存和DMA接口之间有一条数据通路，因此主存和设备交换信息是，不通过CPU,也不需要CPU暂停现行程序为设备服务，省去了保护和恢复现场，因此工作速度比程序中断方式的高通常DMA与主存交换数据是采用如下三种方法1停止CPU访问主存2周期挪用周期窃取3DMA与CPU交替访问

5.30在DMA的工作方式中，CPU暂停方式和周期挪用方式的数据传送流程有何不同，画图说明由于主存和DMA接口之间有一条数据通路，因此主存和设备交换信息是，不通过CPU,也不需要CPU暂停现行程序为设备服务，省去了保护和恢复现场，因此工作速度比程序中断方式的高通常DMA与主存交换数据是采用如下三种方法1停止CPU访问主存2周期挪用周期窃取3DMA与CPU交替访问解两种DMA方式的工作流程见下页，其主要区别在于传送阶段，现行程序是否完全停止访存停止CPU访存方式的DMA工作流程如下现行程序CPU DMACI/OCPU DMACI/OB CD周期窃取方式的DMA工作流程如下现行程序CPU DMACI/OCPU DMACI/O。