第八章 输入输出系统
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1.如果认为CPU等待设备的状态信号是处于非工作状态(即踏步等待),那么在下面几种主机与设备之间的数据传送中:()主机与设备是串行工作的;()主机与设备是并行工作的;()主程序与设备是并行运行的。
A.程序查询方式 B. 程序中断方式 C. DMA方式解: A C B2.中断向量地址是_____。
A.子程序入口地址 B. 中断服务程序入口地址C.中断服务程序入口地址指示器 C. 例行程序入口地址解: C3.利用微型机制作了对输入数据进行采样处理的系统。
在该系统中,每抽取一个输入数据就要中断CPU一次,中断处理程序接受采样的数据,将其放到主存的缓冲区内。
该中断处理需时x 秒,另一方面缓冲区内每存储n个数据,主程序就将其取出进行处理,这种处理需时y秒。
因此该系统可以跟踪到每秒_____次的中断请求。
A.N/(n×x+y) B. N/(x+y)×n C. Min(1/x, n/y)解: A4.采用DMA方式传送数据时,每传送一个数据就要占用一个____的时间。
A.指令周期 B. 机器周期C. 存储周期D. 总线周期解: C5.通道的功能是:(1)________,(2)______。
按通道的工作方式分,通道有______通道、_______通道和______通道三种类型。
解:(1)执行通道指令,组织外围设备和内存进行数据传输;(2)执行CPU的I/O指令,以及向CPU报告中断。
选择通道、字节多路通道、数组多路通道6.在教科书图8.7中,当CPU对设备B的中断请求进行服务时,如设备A提出请求,CPU能够响应中断吗?为什么?如果设备B一提出请求总能立即得到服务,问怎样调整才能满足此要求?解:(1)CPU不能响应中断(2)因为同级中断不能嵌套,而A、B设备属于同级中断(3)如果想要设备B一提出请求即能得到服务,则应该使设备B为最高优先级,这里可将设备 B单独接至3级IR,处于最高优先级。
8.设某机有5级中断:L0,L1,L2,L3,L4,其中断响应优先次序为:L0最高,L1次之,L4最低。
计算机组成原理第八章输入输出系统1. 概述输入输出系统是计算机的重要组成部分,它负责处理计算机与外部设备之间的数据交换。
本文将介绍计算机组成原理第八章输入输出系统的相关内容。
2. 输入输出系统的基本概念输入输出系统是计算机与外设之间数据传输和控制的桥梁。
它由输入和输出两部分组成。
输入系统负责将外设传输的数据转换为计算机可识别的形式,输出系统则将计算机处理的数据转换为外设可识别的形式。
输入输出系统通常由输入输出设备、输入输出接口和输入输出控制器组成。
输入输出设备包括键盘、鼠标、扫描仪等,输入输出接口实现设备与计算机之间的数据传输,输入输出控制器负责控制输入输出接口的工作。
3. 输入输出系统的工作原理输入输出系统的工作可以分为五个阶段:命令传递、数据传送、缓冲操作、中断处理和错误处理。
命令传递阶段是指计算机向输入输出设备发送控制信息,包括读写命令、纠错命令等。
数据传送阶段是指计算机将数据从存储器传送到输入输出设备或将输入输出设备的数据传送到存储器。
缓冲操作阶段是指输入输出设备与计算机之间的数据缓冲区进行数据交换,以提高数据传输效率。
中断处理阶段是指在输入输出过程中,若发生异常情况会触发中断并由中断处理程序进行处理。
错误处理阶段是指在输入输出过程中,若发生错误会进行相应的错误处理操作。
4. 输入输出系统的分类输入输出系统可以根据数据传输方式进行分类,常见的分类有程序控制输入输出和直接存储器访问输入输出。
程序控制输入输出是指计算机通过控制程序来实现输入输出设备的数据传输和控制。
它的优点是控制灵活、适用范围广,但缺点是效率低,对计算机性能有较大的影响。
直接存储器访问输入输出是指计算机通过专门的输入输出控制器直接与存储器进行数据交换。
它的优点是效率高,不会对计算机性能产生较大影响,但缺点是硬件复杂,需要专门的输入输出控制器支持。
5. 输入输出系统的性能指标输入输出系统的性能指标主要包括响应时间、吞吐量和可靠性。
第八章输入输出系统一、填空题;1.直接内存访问(DMA)方式中,DMA控制器从CPU完全接管对的控制,数据交换不经过CPU,而直接在内存和之间进行。
2.通道是一个特殊功能的,它有自己的专门负责数据输入输出的传输控制。
3.并行I/O接口和串行I/O接口是目前两个最具有权威性的标准接口技术。
4.在计算机系统中,CPU对外围设备的管理,除了程序查询方式、程序中断方式外,还有方式、方式和方式。
5.程序中断方式控制输入输出的主要特点是,可以使A 和B 并行工作。
6.DMA控制器按其A 结构,分为B 型和C 型两种。
7.通道是一个特殊功能的A ,它有自己的B 专门负责数据输入输出的传输控制,CPU只负责C 功能。
8.通道有三种类型:A 通道、B 通道、C 通道。
9.二、选择题:1.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2.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地址D. 主程序返回地址3.在数据传送过程中,数据由串行变并行或由并行变串行,其转换是通过______。
A. 移位寄存器B. 数据寄存器C. 锁存器D. 指令寄存器4.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5.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6.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7.中断向量地址是______。
第八章输入/输出处理输入/输出处理是程序设计中非常重要的一部分,比如从键盘读取数据、从文件中读取数据或向文件中写数据等等,而键盘、监视器、磁盘存储设备都称为输入、输出源。
Java把这些不同类型的输入、输出源抽象为流(stream)。
Java程序可以用输入流从一些输入源读数据,用输出流向一些输出源写数据。
Jdk 提供了包java.io,其中包括一系列的类来实现输入/输出处理。
从jdk1.1开始,java.io包中的流包括字节流和字符流。
§8.1输入/输出字节流概述§8.1.1 I/O字节流的层次结构在java中,所有的输入流都是从抽象类InputStream继承而来,所有的输出流都是从OutputStream 继承而来。
以下给出了java语言IO包中输入/输出处理类之间的继承关系。
输入、输出字节流的类层次一、简单的输入、输出流1.FileInputStream和FileOutputStream:用于本地文件系统的文件读写。
2.PipedInputStream和PipedOutputStream:用于完成管道的输入和输出。
管道用于将一个程序(或线程或代码块)的输出引导进另一个程序(或线程或代码块)的输入,所有PipedInputStream必须连接到一个PipedOutputStream所有PipedOutputStream必须连接到一个PipedInputStream。
3.ByteArrayInputStream和ByteArrayOutputStream:读写内存数据。
4.SequenceInputStream:用于将多个输入流连接到一个输出流。
5.StringBufferInputStream:用于读取StringBuffer类可变字符串中的数据。
二、过滤流1.DataInputStream和DataOutputStream:用一种与机器无关的格式读写java语言的基本数据类型。
教学内容安排•第一章绪论•第二章数码系统•第三章运算方法和运算器•第四章存储系统•第五章指令系统•第六章中央处理器•第七章输入输出设备•第八章输入输出系统第八章输入输出系统•8.1输入输出设备的编址方式•8.2总线结构•8.3输入输出控制方式•教学重点和难点•输入输出控制方式第八章输入输出系统8.1 输入输出设备的编址方式•计算机主机要与输入输出设备交换信息,仿照存储器的编址方式,可给各台外部设备分配一个或多个端口地址•输入输出控制方式–统一编址方式–独立编址方式第八章输入输出系统8.1 输入输出设备的编址方式•I/O端口与存储器独立编址•是指系统中的输入输出设备与主存储器构成两个独立的空间–直接端口寻址:端口地址用8位地址码表示,并且是指令码的一部分。
•IN AL,21H–间接寻址方式:端口地址由16位地址码表示,并存放在DX中,即DX寄存器的内容作为端口地址。
•OUT DX,AL第八章输入输出系统8.1 输入输出设备的编址方式•与内存统一编址–优点:不需专门的输入输出指令,缩小了指令规模–缺点:挤占了可供用户使用的内存空间第八章输入输出系统•8.1输入输出设备的编址方式•8.2总线结构•8.3输入输出控制方式•教学重点和难点•总线分类第八章输入输出系统8.2 总结结构•总线控制方式–串行链式查询方式–计数定时查询方式–独立请求方式第八章输入输出系统8.2 总结结构•总线通信方式–同步方式–异步方式第八章输入输出系统8.2 总结结构•总线上信息的传送方式–串行传送方式–并行传送方式第八章输入输出系统•8.1输入输出设备的编址方式•8.2总线结构•8.3输入输出控制方式•教学重点和难点•程序中断方式第八章输入输出系统8.2 输入输出控制方式•输入输出数据传送控制方式•主机速度与外围设备速度匹配问题•如何提高整机系统性能的问题第八章输入输出系统8.2 输入输出控制方式•程序查询方式•信息在主机和外设之间的传输完全靠计算机程序控制,是在CPU控制下进行的。
《第八章输入输出系统》8.1外围设备的定时方式和信息交换方式8.2程序查询方式8.3程序中断方式8.4DMA方式8.5通道方式8.6通用I/O标准接口8.1外围设备的定时方式和信息交换方式一、外围设备的速度分级外设种类繁多,存在以下几种情况:不同种类的外设数据传输速率差别很大同一种设备在不同时刻传输速率也可能不同高速的CPU与速度参差不齐的外设怎样在时间上同步呢?——解决办法是在CPU和外设之间发生数据传送时加以定时。
速度极慢或简单的外设----CPU只需要接受或者发送数据即可慢速或者中速的设备——可以采用异步定时的方式高速外设----- 采用同步定时方式二、信息交换方式程序查询方式程序中断方式DMA方式通道方式8.2程序查询方式1、 设备编址 统一编址 独立编址2、 必须插入 输入输出指令3、 程序查询接口 设备选择电路 数据缓冲寄存器 设备状态寄存器(1) 先向I/O 说(2) 从I/O 接口读入状态字;(3) 检查状态字中的标志,看看数据交换是否可以进行;(4) 假如这个设备没有准备就绪,则第(2)、第(3)步重复进行,一直到这个设备准备好交换数据,发出准备就绪信号“Ready"(5) CPU 从I/O 接口的数据缓冲寄存器输入数据,或者将数据从寄存器。
与此同时, CPU 将接口中的状态标志复位。
(6 )数据传送 8.3程序中断方式8.3.1中断的概念、功能 8.3.2程序中断方式的基本接口 8.3.3单级中断 8.3.4多级中断 8.3.5Pentium 中断机制 8.3.1中断的概念、功能中断(Interrupt )是指CPU 暂时中止现行程序,转去处理随机发生的紧急事件,处理完 后自动返回原程序的功能和技术。
中断系统是计算机实现中断功能的软硬件总称。
一般在CPU 中设置中断机构,在外设接口中设置中断控制器,在软件上设置相应的中 断服务程序。
中断源:能够向CPU 发出中断请求的事件。
第八章、输入输出系统输入输出系统测试1、8086 CPU对I/O接口的编址采用了()。
A、I/O端口和存储器统一编址B、I/O端口和寄存器统一编址C、I/O端口独立编址D、输入/输出端口分别编址2、采用DMA方式传送数据时,每传送一个数据就要用一个()时间。
A、指令周期B、机器周期C、存储周期D、总线周期3、某中断系统中,每抽取一个输入数据就要中断CPU一次,中断处理程序接收取样的数据,并将其保存到主存缓冲区内。
该中断处理需要X秒。
另一方面,缓冲区内每存储N个数据,主程序就将其取出进行处理,这种处理需要Y秒,因此该系统可以跟踪到每秒()次中断请求。
A、N /(NX + Y)B、N /(X + Y)NC、min[1 / X ,1 / Y]D、max[1 / X ,1 / Y]4、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5、为了便于实现多级中断,保存现场信息最有效的办法是采用()。
A、通用寄存器B、堆栈C、存储器D、外存6、在单级中断系统中,CPU一旦响应中断,则立即关闭()标志,以防本次中断服务结束前同级的其他中断源产生另一次中断进行干扰。
A、中断允许B、中断请求C、中断屏蔽D、中断保护7、周期挪用方式常用于()方式的输入/输出中。
A、DMAB、中断C、程序传送D、通道8、一台计算机对n个数据源进行分时采集,送入主存,然后分时处理。
采集数据时,最好的方案是使用()。
A、堆栈缓冲区B、一个指针的缓冲区C、两个指针的单缓冲区D、n个指针的n个缓冲区9、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10、描述PCI总线中基本概念正确的句子是()。
A、HOST 总线不仅连接主存,还可以连接多个CPUB、PCI 总线体系中有三种桥,它们都是PCI 设备C、以桥连接实现的PCI总线结构不允许许多条总线并行工作D、桥的作用可使所有的存取都按CPU 的需要出现在总线上11、如果机器采用中断方式进行输入和输出,发生中断请求条件的是()。