第7章 并行接口答案

第七章参考答案1、操作系统为用户提供的接口有：作业级接口与程序级接口。

作业级接口：操作系统为用户对作业运行全过程控制提供的功能(1) 联机接口（交互式）(2) 脱机接口程序级接口：系统为用户在程序一级提供有关服务而设置，由一组系统调用命令组成•负责管理和控制运行的程序•并在这些程序与系统控制的资源和提供的服务间实现交互作用•用汇编语言：在程序中直接用系统调用命令•用高级语言：可在编程时使用过程调用语句2、接口包括3部分：一组联机命令，终端处理程序，命令解释程序3、联机命令通常有以下几类：（1）系统访问类，包括Login、Password等命令；（2）磁盘操作类，包括Format，Diskcopy，Diskcomp，Bakeup等命令；（3）文件操作类，包括Type、Copy、Comp、Rename、Del等命令；（4）目录操作类，包括Mkdir、dir、rmdir、tree、chdir等命令；（5）通信类；（6）其它命令（见书P222-223）。

4、I/O重定向—用于I/O操作的设备可以更换（即重定向）而不必改变应用程序。

例如：我们正在调试一个应用程序，可将程序的所有输出送到屏幕；而程序调试后，如果需要将程序的结果进行打印，此时需要将I/O重定向的数据结构—逻辑设备表中的显示终端改为打印机，而不修改程序。

I/O重定向具有很大的使用价值，现已经被广泛应用在各种OS 中。

（在UNIX与DOS中有具体的实现形式，可见P230）。

5、就是把第一个命令的输出作为第二个命令的输入；类似地，又把第二个命令的输出作为第三个命令的输入；这样，就由两条已上的命令形成一条管道。

在DOS与UNIX中用“|”作为管道符号。

其格式为 command1| command2| command3|…. commandn 6、见书P22311、COPY命令13、系统调用方式与程序中一般的调用方式的相同点：（1）改变指令流程；（2）重复执行和公用；（3）改变指令流程后需要返回原处系统调用方式与程序中一般的调用方式的不同点：（1）运行在不同的系统状态：一般过程调用，其调用程序和被调用程序都运行在相同状态（核心态或用户态）；系统调用：调用程序在用户态，被调用程序在系统态。

第7章输入/输出与中断一、自测练习题㈠选择题1．一微机系统有10根地址线用于I／O端口寻址，因而具有I／O空间的范围是( )字节。

A) 1024 B) 10K C) 0.5M D) 1M2．8086CPU读／写一次存储器或I／O端口所需的时间称为一个( )。

A) 总线周期 B) 指令周期 C) 时钟周期 D) 基本指令执行时间3．微型计算机的输入／输出有三种不同的控制方法，其中以( )控制的输入／输出是微机进行I／O的一种最主要的控制方式。

A) 程序控制 B) 中断控制C) DMA控制D) 以上均可4．程序查询I／O方式的工作流程是按( )的次序完成一个字符的传输。

A) 写数据端口，读／写控制端口B) 读状态端口，读／写数据端口C) 写控制端口，读状态端口，写数据端口D) 随I／O接口的具体要求而定5．在CPU与外设的I／O传送控制方式中，效率高、实时性强的方式是( )。

A) 同步传送 B) 查询传送 C) 无条件传送 D) 中断传送6．在CPU与外设的I／O传送控制方式中，传送速度最快的方式是( )。

A) 无条件传送 B) 查询传送 C) 中断传送 D) DMA传递7．用具有两个状态(“0”和“1”态)的一组开关作简单输入设备时，应采用( )传送方式来输入信息。

A) 无条件B) 查询C) 中断D) DMA8．用一组发光二极管作为简单输出设备时，应采用( )传送方式来输出信息。

A) DMA B) 无条件C) 查询D) 中断9．在微机系统中引入中断技术，可以( )。

A) 提高外设速度B) 减轻主存负担C) 提高处理器的效率D) 增加信息交换的精度10．CPU响应中断请求的时刻是在( )。

A) 执行完成正在执行的程序以后 B) 执行完正在执行的指令以后C) 执行完本时钟周期以后D)执行完正在执行的机器周期以后11．8086／8088CPU向应两个硬中断INTR和NMI时，相同的必要条件是( )。

A) 允许中断B) 当前I／O操作执行结束C) 总线空闲D) 当前访问内存操作结束12．在微型计算机系统中，高速外设与内存储器进行批量数据传送时，应采用( )。

第七章课后题1.多处理机在结构、程序并行性、算法、进程同步、资源分配和调试上与并行处理机有什么差别？答：多处理机与并行处理机的主要差别是并行性的等级不同。

（1）结构灵活性。

多处理机制结构灵活性高于并行处理机。

（2）程序并行性。

多处理是指令、任务、作业并行，并行性的识别较难;并行处理机是操作级并行，并行性的识别较易。

（3）并行任务派生。

并行处理机工作能否并行工作由指令决定，多处理机必须有专门指令指明程序能否并行执行，派生的任务数是动态变化的。

（4）进程同步。

并行处理机的进程同步是自然的，而多处理机必须采取同步措施。

（5）资源分配和任务调度。

多处理机的资源分配和任务调度比并行处理机复杂得多。

2.多处理机有哪些基本特点？发展这种系统的主要目的可能有哪些？多处理着重解决哪些技术问题？答：○多处理机的基本特点：多处理机具有两台以上的处理机,在操作系统控制下通过共享的主存或输入/输出子系统或高速通讯网络进行通讯.结构上多个处理机用多个指令部件分别控制,通过机间互连网络通讯;算法上不只限于处理向量数组,还要实现更多通用算法中的并行;系统管理上要更多地依靠软件手段,有效解决资源分配和管理,特别是任务分配,处理机调度,进程的同步和通讯等问题.○使用多处理机的目的:一是用多台处理进行多任务处理协同求解一个大而复杂的问题来提高速度,二是依靠冗余的处理机及其重组来提高系统的可靠性,适应性和可用性.○多处理着重要解决的技术问题:（1）硬件结构上，如何解决好处理机、存储器模块及I/O子系统间的互连。

（2）如何最大限度开发系统的并行性，以实现多处理要各级的全面并行。

（3）如何选择任务和子任务的大小，即任务的粒度，使并行度高，辅助开销小。

（4）如何协调好多处理机中各并行执行任务和进程间的同步问题。

（5）如何将任务分配到多处理机上，解决好处理机调度、任务调度、任务调度和资源分配，防止死锁。

（6）一旦某个处理发生故障，如何对系统进行重新组织，而不使其瘫痪。

微机原理与接口技术第七章课后答案1、 Keil uVision 5集成开发环境中，钩选“creat Hex File”复选框后，默认状态下的机器代码文件名与（）相同。

[单选题] *A、项目名(正确答案)B、文件名C、项目文件夹名D、主函数名2、 Keil uVision 5集成开发环境中，编译生成的机器代码文件的后缀名为（） [单选题] *A、.mifB、.asmC、 .hex(正确答案)D、 .uvproj3、累加器与扩展RAM进行数据传送，采用的助记符是（） [单选题] *A、MOVB、 MOVCC、MOVX(正确答案)D、 XCH4、对于高128字节，访问时采用的寻址方式是（） [单选题] *A、直接寻址B、寄存器间接寻址(正确答案)C、变址寻址D、立即数5、对于特殊功能寄存器，访问时采用的寻址方式是（） [单选题] *A、直接寻址(正确答案)B、寄存器间接寻址C、变址寻址D、立即数6、对于程序存储器，访问时采用的寻址方式是（） [单选题] *A、直接寻址B、寄存器间接寻址C、变址寻址(正确答案)D、立即数7、定义变量x为8位无符号数，并将其分配的程序存储空间，赋值100，正确的是（） [单选题] *A、unsigned char code x=100;(正确答案)B、 unsigned char data x=100;C、 unsigned char xdata x=100;D、 unsigned char bdata x=100;8、当执行P1=P1&0xfe;程序时相当于对P1.0进行（）操作，不影响其他位。

[单选题] *A、置1B、清零(正确答案)C、取反D、不变9、当执行P2=P2|0x01;程序时相当于对P2.0进行（）操作，不影响其他位 [单选题] *A、置1(正确答案)B、清零C、取反D、不变10、当执行P3=P3^0x01;程序时相当于对P3.0进行（）操作，不影响其他位 [单选题] *A、置1B、清零C、取反(正确答案)D、不变11、当(TMOD)=0x01时，定时/计数器T1工作于方式（）状态 [单选题] *A、0，定时(正确答案)B、 0，计数C、 1，定时D、 1，计数12、当(TMOD)=0x00时，T0X12为1时，定时时/计数器T0计数脉冲是（） [单选题] *A、系统时钟;(正确答案)B、系统时钟的12分频信号;C、P3.4引脚输入信号;D、 P3.5引脚输入信号13、当(IT0)=1时，外部中断0触发的方式是（） [单选题] *A、高电平触发;B、低电平触发;C、下降沿触发(正确答案)D、上升沿/下降沿触皆触发14、 IAP15W4K58S4单片机串行接口1在工作方式1状态下工作时，一个字符帧的位数是（） [单选题] *A、8B、 9C、 10(正确答案)D、1115、当(SM1)=1，(SM0)=0时，IAP15W4K58S4单片机的串行接口工作方式为（）[单选题] *A、工作方式0B、工作方式1(正确答案)C、工作方式2D、工作方式316、 IAP15W4K58S4单片机的A/D转换模块中转换电路的类型是（） [单选题] *A、逐次比较型(正确答案)B、并行比较型C、双积分型D、Σ-Δ型17 IAP15W4K58S4单片机的A/D转换的8个通道是在（）口 [单选题] *A、P0B、 P1(正确答案)C、 P2D、P318、IAP15W4K58S4单片机的PWM计数器是一个（）位的计数器。

《单片机原理及接口技术》（第2版）人民邮电出版社第7章 AT89S51单片机的串行口思考题及习题71．帧格式为1个起始位，8个数据位和1个停止位的异步串行通信方式是方式。

答：方式1。

2．在串行通信中，收发双方对波特率的设定应该是的。

答：相等的。

3．下列选项中，是正确的。

A．串行口通信的第9数据位的功能可由用户定义。

对B．发送数据的第9数据位的内容是在SCON寄存器的TB8位中预先准备好的。

对C．串行通信帧发送时，指令把TB8位的状态送入发送SBUF中。

错D．串行通信接收到的第9位数据送SCON寄存器的RB8中保存。

对E．串行口方式1的波特率是可变的，通过定时器/计数器T1的溢出率设定。

对4．通过串行口发送或接收数据时，在程序中应使用。

A．MOVC指令B．MOVX指令 C．MOV指令 D．XCHD指令答：C5．串行口工作方式1的波特率是。

A．固定的，为f osc/32 B．固定的，为f osc/16C．可变的，通过定时器/计数器T1的溢出率设定D．固定的，为f osc/64答：C6．在异步串行通信中，接收方是如何知道发送方开始发送数据的？答：当接收方检测到RXD端从1到0的跳变时就启动检测器，接收的值是3次连续采样，取其中2次相同的值，以确认是否是真正的起始位的开始，这样能较好地消除干扰引起的影响，以保证可靠无误的开始接受数据。

7．AT89S51单片机的串行口有几种工作方式？有几种帧格式？各种工作方式的波特率如何确定？答：串行口有4种工作方式：方式0、方式1、方式2、方式3；有3种帧格式，方式2和3具有相同的帧格式；方式0的发送和接收都以fosc/12为固定波特率，方式1的波特率=2SMOD /32×定时器T1的溢出率方式2的波特率=2SMOD /64×fosc方式3的波特率=2SMOD /32×定时器T1的溢出率8．假定串行口串行发送的字符格式为1个起始位、8个数据位、1个奇校验位、1个停止位，请画出传送字符“B ”的帧格式。

第7章思考题与习题参考答案1．计算机的I/O系统的功能是什么？它由哪几个部分组成？答：计算机的I/O系统，主要用于解决主机与外部设备间的信息通讯，提供信息通路，使外围设备与主机能够协调一致地工作。

计算机的I/O系统由I/O硬件和I/O软件两大部分组成。

其中I/O硬件包括：系统总线、I/O接口、I/O设备及设备控制器。

I/O软件包括：用户的I/O程序、设备驱动程序、设备控制程序。

2．I/O硬件包括哪几个部分？各部分的作用是什么？答：I/O硬件包括：系统总线、I/O接口、I/O设备及设备控制器。

系统总线的作用是为CPU、主存、I/O设备（通过I/O接口）各大部件之间的信息传输提供通路。

I/O接口通常是指主机与I/O设备之间设置的一个硬件电路及其相应的控制软件。

它用于在系统总线和外设之间传输信号，并起缓冲作用，以满足接口两边的时序要求。

I/O设备的作用是为主机与外部世界打交道提供一个工具。

设备控制器用来控制I/O设备的具体动作，不同的I/O设备需要完成的控制功能不同。

3．什么是用户I/O程序？什么是设备驱动程序？什么是设备控制程序？答：用户I/O程序是指用户利用操作系统提供的调用界面编写的具体I/O设备的输入输出程序。

例如用户编写的用打印机输出文本的程序。

设备驱动程序是一种可以使计算机和设备通信的特殊程序。

可以说相当于操作系统与硬件的接口，操作系统只有通过这个接口，才能控制硬件设备的工作，假如某设备的驱动程序未能正确安装，便不能正常工作。

设备控制程序就是驱动程序中具体对设备进行控制的程序。

设备控制程序通过接口控制逻辑电路，发出控制命令字。

命令字代码各位表达了要求I/O设备执行操作的控制代码，由硬件逻辑解释执行，发出控制外设的有关控制信号。

4．说明设计I/O系统的三个要素的具体内容。

答：设计I/O系统应该考虑如下三个要素：①数据定位： I/O系统必须能够根据主机提出的要求进行设备的选择，并按照数据在设备中的地址找到相应的数据。

第七章输入输出系统第一节基本的输入输出方式一、外围设备的寻址1．统一编址：将输入输出设备中控制寄存器、数据寄存器、状态寄存器等与内存单元一样看待，将它们和内存单元联合在一起编排地址，用访问内存的指令来访问输入输出设备接口的某个寄存器，从而实现数据的输入输出。

2．单独编址：将输入输出设备中控制寄存器、数据寄存器、状态寄存器单独编排地址，用专门的控制信号进行输入输出操作。

3．CPU与外围设备进行通信有三种类型：（1）CPU向外围设备发出操作控制命令。

（2）外围设备向CPU提供状态信息。

（3）数据在CPU与外围设备之间的传递。

历年真题1．对外设统一编址是指给每个外设设置一个地址码。

（2002年）【分析】CPU与外设之间的信息传送是通过硬件接口来实现的，各种外设的硬件接口上又都包含有多个寄存器，如控制寄存器、数据寄存器、状态寄存器等。

统一编址是将外设接口上的各种寄存器等同于内存储器的存储单元，通过使用访问内存单元的指令来访问外设接口上的各个寄存器，这样就可以使用访存指令来访问外设，输入输出操作简单，程序设计比较简便。

由于外设接口上的寄存器种类和数量通常不止一个，所以一个外设至少对应一个以上的内存地址。

【答案】对外设统一编址是将外设接口上的寄存器等同内存单元，给每个外设设置至少一个地址码。

二、外围设备的定时1．外围设备的定时方式有异步传输方式和同步定时方式两种。

2．实现输入输出数据传输的方式主要有：程序控制方式、直接存储访问（DMA）方式、通道方式。

程序控制方式又可分为程序查询方式和中断方式两种。

历年真题1．对I/O数据传送的控制方式，可分为程序中断控制方式和独立编址传送控制方式两种。

（2001年）【分析】对1/O数据传送的控制方式，可分为程序直接控制方式、程序中断控制方式、DMA控制方式、通道控制方式等。

程序中断控制方式只是其中的一种方法，独立编址是指对1/O设备的控制寄存器、数据寄存器、状态寄存器等单独进行地址编排，使用专门的指令对其进行操作，可用在各种数据传送的控制方式中。

第七章并行接口与基本人机交互接口(邹逢兴)7.1 教学要求并行接口是微机系统中最常用的接口，而8255A又是微机中应用最广泛和最重要的可编程并行接口芯片，因此要求重点和熟练掌握。

人机交互设备及接口是基本微机系统和任何微机应用系统中必不可少的外设及接口，其中键盘、LED 显示器、打印机等基本人机交互设备的接口大多是并行接口的应用，因此对这几种人机交互接口的原理和方法也要求熟练掌握。

具体要求见表7.1。

7.2 内容提要7.2.1 并行接口和串行接口微机与I／O设备的接口按照数据传送方式划分，有并行接口和串行接口两种。

前者使传送数据的各位同时在总线上传输，后者则使数据一位一位地传输。

掌握并行接口和串行接口，要正确理解：所谓并行与串行，仅指在I／0接口与I／O设备之间有并行、串行之分；就I/O接口和MPU之间而言，都是并行的。

正因为这样，所以两种接口在结构和功能上的主要差别在于：串行接口需进行并行与串行之间的相互变换，而并行接口无需进行这种变换。

7.2.2 简单的并行接口简单的并行接口是指一些不可编程的并行接口芯片，由数据锁存器和(或)三态门组成。

单纯的三态门只能在各种接口中作为单向或双向的总线缓冲器/驱动器使用；锁存器只能用作输出接口，决不允许作为输入接口使用；只有带三态门输出的锁存器才既可作输入接口用，又可作输出接口用。

7.2.3 可编程并行接口芯片8255A本节着重介绍8255A的内部结构与引脚功能、三种工作方式和控制字。

8255A的寻址与连接，编程及应用则在典型例题中讨论。

1．内部结构与引脚功能8255A内部由三大部分组成，即：与外设接口部分、与CPU接口部分和内部控制部分(参阅有关书籍)。

从外部接口特性上看，其外部引线分成两半，如图8.1所示。

左边是与系统总线相连的信号线，与8259、8253／8254等其他芯片原则上没什么不同，不再赘述。

右边则是与外设相连的信号线，其中A口、B口外部引线为PA7~PA0和PB7~PB0，用作输入或输出的数据端口线，C口对应的外部引线分为PC7~PC4和PC3~PC0两部分，既可用于传送数据，又可与A口和B口配合使用，用于传送控制信号或状态信号。

习题1．给出以下概念的解释说明。

指令流水线（Instruction pipelining）流水线深度（Pipeline Depth）指令吞吐量（Instruction throughput）流水线冒险（Hazard）结构冒险（Structural hazard）控制冒险（Control hazard）数据冒险（Data hazard）流水线阻塞（Pipeline stall）气泡（Bubble）空操作（nop）分支条件满足（Branch taken）分支预测（Branch predict）静态分支预测（Static predict）动态分支预测（Dynamic predict）延迟分支（Delayed branch）分支延迟槽（Delayed branch slot）转发（Forwarding）旁路（Bypassing）流水段寄存器（Pipeline register）IPC（Instructions Per Cycle）静态多发射（Static multiple issue）动态多发射（Dynamic multiple issue）超流水线（Superpipelining）超长指令字VLIW超标量流水线（Superscalar）动态流水线（Dynamic pipelining）指令预取（Instruction prefetch）指令分发（Instruction dispatch）按序发射（in-order issue）无序发射（out-of-order issue）存储站（Reservation station）重排序缓冲（Reorder buffer）指令提交单元（Instruction commit unit）乱序执行（out-of-order execution）按序完成（in-order completion）无序完成（out-of-order completion）2. 简单回答下列问题。