：I/O设备与I/O系统

Posted 2022-02-24 快乐江湖

一：外围设备

• 此部分内容较为简单，不作真理

二：I/O控制方式

• 程序查询方式、程序中断方式，DMA方式

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• D

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• A

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• D

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• D

错误

• A：应该分为并行接口和串行接口
• B、C：统一编址是靠不同地址码区分的；独立编制是靠不同指令区分的

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★★★

• B

统一编址直接使用指令系统中的访存指令完成操作；独立编制时，需要使用专门的输入输出指令

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• D

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• D

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• B

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• A

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• D

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• D

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• A

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★★★

• A

在单级中断系统中，处理过程为

1. 关中断
2. 保存断点
3. 识别中断源
4. 保护现场
5. 中断事件处理
6. 恢复现场
7. 开中断
8. 中断返回

其中1-3由硬件完成，4-8由中断服务程序完成

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• D

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★★★

每秒查询需要耗费200×500=100000个时钟周期，因此100000/50M=0.2%

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• B

每400ns发出一次中断请求，而响应和处理时间为100ns，题目中的延迟时间为干扰信息，因为在50ns中，无论怎样延迟，每400ns扔需要花费100ns处理中断。所以100/400=25%

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• B

关中断、保存断点，引出中断服务程序

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• B

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• B

计数器定式查询方式中n个I/O接口需要$lo{g}_{2}n$个设备地址线

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• C

CPU必须找到中断服务程序的入口地址,称之为中断向量。系统中的全部中断向量会集中存放到存储器的某个区域内,这个存放中断向量的存储器称之为中断向量表，也即服务程序入口地址表

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★★★

• C

浮点数运算下溢可以当做机器零处理，不需要中断，而浮点数运算上溢，必须使用中断

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• C

自陷是认为设定的特殊处理机制，不是异常产生的

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• C

III的说法恰好相反

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★★★

• B

解释

• 每条指令周期结束后，CPU会统一扫描各中断源，然后进行判优来决定响应哪一个中断源
• CPU会在每个存储周期结束后检查是否有DMA请求
• 中断服务程序的最后指令通常是中断返回指令

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• B

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★★★

• B

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• C

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• C

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• B

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• C

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★★★

• A

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• B

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• C

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• A

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• B

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• C

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★★★

• D

中断屏蔽标志的一种作用是实现中断升级，也即改变中断处理的次序，也即能改变中断服务程序执行完的次序

• 注意中断响应次序由硬件排队电路决定

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.★★★

• B

多重中断系统在保护被中断进程现场时关中断，执行中断处理程序时开中断

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• B

PC的内容是被中断程序尚未执行的第一条指令地址，PSW寄存器保存各种状态信息

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• B、D

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• C

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• A

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• A

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• D

中断处理方式:在I/O设备输入每个数据的过程中，由于无须CPU干预，因而可使CPU与I/O 设备并行工作。仅当输完-一个数据时，才需CPU花费极短的时间去做一些中断处理。因此中断申请使用的是CPU处理时间，发生的时间是在一条指令执行结束之后，数据在软件的控制下完成传送

而DMA方式与之不同。DMA方式数据传输的基本单位是数据块，即在CPU与I/O设备之间，每次传送至少-一个数据块; DMA方式每次申请的是总线的使用权，所传送的数据是从设备直接送入内存的，或者相反;仅在传送- 一个或多个数据块的开始和结束时，才需要CPU干预，整块数据的传送是在控制器的控制下完成的

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• B

DMA方式只能用于数据传输，它不具有对异常事件的处理能力，不能中断现行程序，而键盘和鼠标要求CPU立即响应，因此无法采用DMA方式

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• C

DMA使用硬件电路实现的

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• A

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• B

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• B

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• B

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• C

寄存器的保护由中断服务程序实现

白中英课本习题

（1）第7章：外存与I/O设备

【答案】

存储容量=分辨率×带宽=1024×1024×8bit=1MB

【答案】

格式化容量=512B×9×100×2=921600B

【答案】

【答案】

$\frac{185000B/S}{4000r/60s}=2775B/r=2775B/道$，因此总容量=2×220×2775=1.16MB

【答案】

（1）有效存储区域为33-22=11/2=5.5cm，由于道密度=40道/cm，因此40×5.5=220道，所以总共有220个圆柱面
（2）磁道周长为2×3.14×11=69.08cm，每道信息量=400bit/cm × 69.08cm=27632bit=3454B；每面信息量=3454×220=759880B；盘组总容量为759880B×10=7598800B

（3）磁盘传输率=磁盘转速×每条磁道容量，其中6000r/min=600r/s，所以磁盘传输率=100×3454B=345400B/S
（4）
（5）应该记录在同一个柱面上，从而不需要重新找磁道

【答案】

（1）12288B×275×4=12.89MB

（2）磁道半径最小时对应最高位密度：$\frac{}{12288B}2\times 3.14\times 115=17B/mm$
磁道半径最大时对应最低位密度，此时磁道半径=115+（275/5）=170mm，所以最低位密度为$\frac{}{12288B}2\times 3.14\times 170=11.5B/mm$

（3）3000r/min，也即50r/s，所以数据传输率为50×12288B=600KB/S

(4) $\frac{1}{2}\times \frac{1}{50}\times 1000=10ms$

（5）

【答案】

（1）
因此存取时间=60ms+$\frac{1}{2\times 40}\times 1000=72.5ms$

（2）
数据传输率=40×96=480KB/S

【答案】

【答案】

【答案】

【答案】