计算机组成原理第7章习题11..pdf

0 习题习题 7 一 单选选择题一 单选选择题 12 计算机系统的输入 输出接口通常是的交界面 A CPU 与存储器之间B 存储器与打印机之间 C 主机与外围设备之间D CPU 与系统总线之间 13 在具有中断向量表的计算机中 中断向量地址是 A 子程序入口地址B 中断服务程序的入口地址 C 中断服务程序入口地址的地址D 例行程序入口地址 16 如果有多个中断同时发生 系统将根据中断优先级响应优先级最高的中断请求 若要调 整中断事件的处理次序 可以利用 A 中断嵌套B 中断向量C 中断响应D 中断屏蔽 18 中断系统中的断点是指 A 子程序入口地址B 中断服务子程序入口地址 C 中断服务程序入口地址表D 中断返回地址 19 在独立编址方式下 CPU 对存储单元和 I O 设备的访问是靠来区分的 A 不同的地址代码B 不同的地址总线 C 不同的指令和不同的控制信号D 上述都不对 23 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 由 CPU 执行的程序完成的 C 在 DMA 控制器本身发出的控制信号控制下完成的 D 由 CPU 响应硬中断处理完成的 24 下列有关 DMA 方式进行输入输出的描述中 正确的是 A 一个完整的 DMA 过程 部分由 DMAC 控制 部分由 CPU 控制 B 一个完整的 DMA 过程 完全由 CPU 控制 C 一个完整的 DMA 过程 完全由 CPU 采用周期窃取方式控制 D 一个完整的 DMA 过程 完全由 DMAC 控制 CPU 不介入任何控制 25 在 DMA 传送方式中 发出 DMA 请求的是 A 主存B DMA 控制器C CPUD 外部设备 26 DMA 访问主存时让 CPU 进入等待状态 等 DMA 的一批数据访存结束后再恢复工作 这种情况称为 A CPU 暂停方式B 存储器分时方式C 周期挪用方式D 透明的 DMA 27 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 发中断请求D 向 CPU 提出传输结束 28 下列关于 DMA 方式的正确说法是 A DMA 方式利用软件实现数据传送 B DMA 方式能完全取代中断方式 C DMA 方式在传送过程中需要 CPU 程序的干预 D DMA 方式一般用于高速 批量数据的简单传送 29 下列说法正确的是 A 程序中断过程是由硬件和中断服务程序共同完成的 1 B 每条指令的执行过程中 每个总线周期要检查一次有无中断请求 C 检测有无 DMA 请求 一般安排在一条指令执行过程的末尾 D 中断服务程序的最后指令是无条件转移指令 二 综合应用题二 综合应用题 1 什么是计算机的外部设备 试列出常用输入 输出设备各三种并简要说明其用途 2 LCD 显示器与 CRT 显示器相比有什么特点和优缺点 3 某光栅扫描显示器的分辨率为 1024 1024 帧频率为 75Hz 逐行扫描 颜色为 24 位真 彩色 回扫和消隐时间忽略不计 问 1 每一像素允许的读出时间是多少 2 刷新存储器的容量是多少 3 刷新带宽是多少 显示总带宽是多少 4 常用的打印机有哪几种 它们各有什么特点 5 I O 接口的基本结构包括哪几个部分 各部分起什么作用 6 计算机对I O端口编址时通常采用哪两种方法 7 CPU与外设有哪几种数据传送方式 它们各有什么特点 8 简述中断传送的特点和整个中断过程 9 简述 DMA 传送的工作原理及 DMA 控制器的几种基本操作方式 10 有六个中断源 D1 D2 D3 D4 D5D6 它们的响应中断优先级从高到低分别是 1 级 2 级 3 级 4 级 5 级和 6 级 这些中断源正常情况下的中断屏蔽码设置与响应优先级次序 相同 而中断服务程序的执行顺序需要改变为 4 5 3 2 6 1 已知 每个中断源有六 位中断屏蔽码 请分别写出正常的中断屏蔽码和改变后的中断屏蔽码 11 某中断系统可以实现 5 重中断 中断响应和中断处理优先级的顺序同样是 1 2 3 4 5 其中优先权 1 最高 若现行程序运行到 T1时刻 响应优先权 4 的中断源的中断请求 在此中断处理尚未结束的 T2时刻 又出现了优先权 3 的中断源的中断请求 当优先权 3 未 处理结束的 T3时刻 又出现了优先权 2 的中断源的中断请求 待优先权 2 的中断处理完毕 刚一返回的 T4时刻 又被优先权 1 的中断源的中断请求打断 请从实时角度画出观察到的 CPU 运动轨迹 从现行程序被中断直至返回现行程序止 在图中标出中断请求和返回点 并加以简单说明 12 假定磁盘传输数据以 32 位的字为单位 传输速率为 1MB s CPU 的时钟频率为 50MHz 1 程序查询的输入输出方式 一个查询操作需要 100 个时钟周期 求 CPU 为 I O 查询 所花费的时间比率 假定进行足够的查询以避免数据丢失 2 用中断方式进行控制 每次传输的开销 包括中断处理 为 100 个时间周期 求 CPU 为传输磁盘数据花费的时间比率 3 采用 DMA 控制进行输入输出操作 假定 DMA 的启动操作需要 1000 个时钟周期 DMA 完成时处理中断需要 500 个时钟周期 如果平均传输的数据长度为 4KB 问在磁盘工 作时处理器将用多少时间比率进行输入输出操作 忽略 DMA 申请使用总线的影响 13 在程序查询方式的输入 输出系统中 假设不考虑处理时间 每一个查询操作需要 100 个 时钟周期 CPU 的时钟频率为 50MHz 现有鼠标和硬盘两个设备 而且 CPU 必须每秒对鼠 标进行 30 次查询 硬盘以 32 位字长为单位传输数据 即每 32 位被 CPU 查询一次 传输率 为 2MB s 求 CPU 对这两个设备查询所花费的时间比率 由此可得出什么结论 14 某计算机的CPU主频为500MHz CPI为5 即执行每条指令平均需5个时钟周期 假定某 外设的数据传输率为 0 5MB S 采用中断方式与主机进行数据传送 以32位为传输单位 对 应的中断服务程序包含18条指令 中断服务的其他开销相当于2条指令的执行时间 请回答 下列问题 要求给出计算过程 1 在中断方式下 CPU 用于该外设 I O 的时间占整个CPU时间的百分比是多少 2 当该外设的数据传输率达到5MB S时 改用DMA方式传送数据 假定每次DMA传 2 送块大小为5000B 且DMA预处理和后处理的总开销为500个时钟周期 则CPU用于该外设I O 的时间占整个CPU时间的百分比是多少 假设 DMA 与 CPU 之间没有访问冲突 习题 7 一 选择习题答案 1 B2 B3 A4 A5 A6 B7 B8 D9 C10 B11 A12 C 13 C14 A15 A16 D17 C18 D19 C20 B21 D22 A23 C24 A 25 D26 A27 D28 D29 A30 D31 B 二 综合应用题 3 解解 1 每一像素允许的读出时间为 1 75 1 1024 1024 1 27 10 8s 12 7ns 2 刷新存储器的容量 1024 1024 24 8B 1024 1024 3B 3MB 3 刷新带宽 1024 1024 3B 75 225MB s 显示总带宽 刷新带宽 225MB s 10 解 解 中断屏蔽码 中断源中断优先级正常的屏蔽码 D1D2D3D4D5D6 改版后的屏蔽码 D1D2D3D4D5D6 D11111111100000 D22011111110001 D33001111111001 D44000111111111 D55000011111011 D66000001100001 11 解 解 CPU 运动轨迹如图所示 3 12 解 l CPU 为查询所花费的时间比率为 0 02 100 4 0 5 2 中断方式 CPU 为传输磁盘数据花费的时间比率为 0 02 100 4 0 5 3 DMA 方式 CPU 为进行操作花费的时间比率为 0 02 1500 4000 0 0075 13 解 1 CPU 对鼠标的查询占用 CPU 的时间比率为 100 30 50 106 100 0 006 2 对磁盘的查询占用 CPU 的时间比率为 100 2MB 4B 1024 50 106 100 105 结论 以上结果表明 对鼠标的查询基本不影响 CPU 的性能 而即使 CPU 将全部时 间都用于对磁盘的查询也不能满足磁盘传输的要求 所以 CPU 一般不采用程序查询方式与 磁盘交换信息 14 解 中断方式下 CPU 每次用于数据传输的时钟周期数 5 18 2 100 为 达到外设 0 5MB s 的数据传输速率 外设每秒申请的中断次数 0 5MB 4B 125000 则1秒 内用于中断的开销 100 125000 12500000 12