第七章 输入输出系统 练习题 答案ppt课件

第七章输入输出系统练习题一 选择题1 一个CRT的分辨率为1024 1024 像素的颜色为256色 则CRT接口电路中的刷新存储器的容量为 B A 512KBB 1MBC 2MB2 键盘 鼠标 显示器 打印机属于 C 设备 A 机 机通信B 计算机信息驻留C 人机交互 3 MODEM属于 A 设备 A 机 机通信B 计算机信息驻留C 人机交互4 微型计算机中 VGA代表 B A 显示器型号B 显示标准C 键盘的型号 5 磁盘上的磁道是 A A 记录密度不同的同心圆B 记录密度相同的同心圆C 一条阿基米德螺线6 在下列磁性材料组成的存储器件中 D 不属于辅助存储器 A 磁盘B 磁带C 磁鼓D 磁芯E 光盘 7 显示器的主要参数之一是分辨率 其含义为 B A 显示屏幕的水平和垂直扫描频率B 显示屏幕上光栅的列数和行数C 可显示不同颜色的总数8 下列说法中不正确的是 A A 语音合成器作为输入 输出设备可将人的语言声音转换成计算机能够识别的信息B 点阵式打印机点阵的点越多 印字质量越高C 非击打式打印设备速度快 噪音低 印字质量高 但价格较高D 行式打印机的速度比串行打印机快 9 下面关于计算机图形和图像的叙述中 正确的是 C A 图形比图像更适合表现类似于照片和绘图之类的有真实感的画面B 一般来说图像比图形的数据量要少一些C 图形比图像更容易编辑 修改D 图像比图形更有用 10 若磁盘的转速提高一倍 则 B A 平均存取时间减半B 平均等待时间减半C 存储密度可以提高一倍D 平均定位时间不变11 活动头磁盘存储器的找道时间通常是指 C A 最大找道时间B 最小找道时间C 最大找道时间与最小找道时间的平均值D 最大找道时间与最小找道时间之和 12 下列说法中正确是 D A 硬盘系统和软盘系统均可分为固定磁头和可移动磁头两种B 高数据传输率的CD ROM驱动器运行速度快 但要求很高的容错性和纠错能力C 随着半导体集成电路的发展 外围设备在硬件系统中的价格所占的比重越来越低D 在字符显示器中 字符点阵码存储在VRAM中 13 在磁盘存储器中 找道 查找 时间是指 A A 使磁头移动到要找的柱面上所需的时间B 在磁道上找到要找的扇区所需的时间C 在扇区中找到要找的数据所需的时间14 软盘驱动器采用的磁头是 B A 浮动式磁头B 接触式磁头C 固定式磁头 15 磁盘存储器的等待时间通常是 B A 磁盘旋转一周所需的时间B 磁盘旋转半周所需的时间C 磁盘旋转2 3周所需的时间16 在磁盘和磁带两种磁表面存储器中 存取时间与存储单元的物理位置有关 按存储方式分 B A 二者都是串行存取B 磁盘是部分串行存取 磁带是串行存取C 磁带是部分串行存取 磁盘是串行存取 17 活动头磁盘存储器中 信息读出或写入磁盘是 C 进行的 A 并行方式B 串行方式C 串并方式18 主机与设备传送数据时 采用 B CPU的效率最高 A 程序查询方式B DMA方式C 中断方式 19 主机与设备传送数据时 采用 A 主机与设备是串行工作的 A 程序查询方式B DMA方式C 中断方式20 中断发生时 程序计数器内容的保护和更新 是由 A 完成的 A 硬件自动B 进栈指令和转移指令 21 下述 E 情况会提出中断请求 A 产生存取周期窃取B 一次I O操作结束C 两数相加结果溢出D 上述各项E 上述B C两项 22 在中断响应周期 置 0 允许中断触发器是由 A 完成的 A 硬件自动B 程序员在编制中断服务程序时设置的C 关中断指令23 采用DMA方式传送数据时 每传送一个数据要占用 C 的时间 A 一个指令周期B 一个机器周期C 一个存储周期 24 DMA方式 B A 既然能用于高速外围设备的信息传送 也就能代替中断方式B 不能取代中断方式25 I O接口中数据缓冲器的作用是 A A 用来暂存CPU和外设之间传送的数据B 用来暂存外设的状态C 用来暂存外设的地址 26 在统一编址方式下 下面的说法 D 是对的 A 一个具体地址只能对应输入输出设备B 一个具体地址只能对应内存单元C 一个具体地址既可能对应输入输出设备又可能对应内存单元D 一个具体地址只对应I O设备或只对应内存单元27 在独立编址方式下 下面的说法 C 是对的 A B C D同上 28 在存储单元和I O设备统一编址的方式下 存储单元和I O设备是依据 A 来区分的 A 不同的地址码B 不同的地址线C 不同的数据线D 不同的控制线29 中断系统是由 C 实现的 A 硬件B 软件C 硬件和软件结合30 为实现多重中断 保护断点和现场使用 D A ROMB 中断向量表C 设备内的寄存器D 堆栈 31 在中断响应过程中 保护程序计数器PC的作用是 B A 能使CPU找到中断处理程序的入口地址B 使中断返回时 能回到断点处继续原程序的执行C 使CPU和外围设备并行工作D 为了实现中断嵌套 32 中断允许触发器用来 D A 表示外设是否提出了中断请求B CPU是否响应了中断请求C CPU是否正在进行中断处理D 开放或关闭可屏蔽中断33 CPU响应中断时 进入 中断周期 采用硬件方法保护并更新程序计数器PC的内容 而不是由软件完成 主要是因为 B A 节省内存B 提高处理机速度C 易于编制中断处理程序D 能进入中断处理程序并能正确返回原程序 34 单级中断与多级中断的区别是 A A 单级中断只能实现单重中断 而多级中断可以实现多重中断B 单级中断的硬件结构是一维中断 而多级中断的硬件结构是二维中断C 单级中断 处理机只有一根外部中断请求线连接到它的外围设备系统 而多级中断 每个I O设备都有一根专用的外部中断请求线 35 外围设备提出中断请求的条件是 C A 一个CPU周期结束B 总线空闲C 外设准备就绪且系统允许中断D CPU开放中断系统36 向量中断是 B A 外设提出中断B 由硬件形成中断服务程序入口地址C 由硬件形成向量地址 再由向量地址找到中断服务程序入口地址 37 隐指令是指 B A 操作数隐含在操作码中的指令B 指令系统中没有的指令C 在一个机器周期里完成全部操作的指令38 中断向量可提供 D A 被选中的设备的地址B 传送数据的起始地址C 主程序的断点地址D 中断服务程序入口地址 39 中断周期前是 B 中断周期后是 B A 取指周期 执行周期B 执行周期 取指周期C 间址周期 执行周期40 微型机系统中 主机和高速硬盘进行数据交换一般采用 C 方式 A 程序查询B 程序中断C DMA 41 带有处理机的终端一般称为 B A 交互式终端 B 远程终端 C 智能终端 42 通道程序是由 B 组成 A I O指令B 通道控制字 或称通道指令 C 通道状态字43 打印机的分类方法很多 若按能否打印汉字来区分 可分为 C A 并行式打印机和串行式打印机B 击打式打印机和非击打式打印机C 点阵式打印机和活字式打印机 44 I O设备与主机交换信息的方式中 中断方式的特点是 B A CPU与设备串行工作 传送与主程序串行工作B CPU与设备并行工作 传送与主程序串行工作C CPU与设备并行工作 传送与主程序并行工作45 I O设备与主机交换信息的方式中 DMA方式的特点是 C A B C同上题 46 以下叙述 A 是错误的 A 一个更高级的中断请求一定可以中断另一个中断处理程序的执行B DMA和CPU必须分时使用总线C DMA的数据传送不需CPU控制47 中断服务程序的最后一条指令是 C A 转移指令B 出栈指令C 中断返回指令 48 DMA方式的接口电路中有程序中断部件 其作用是 c A 实现数据传送B 向CPU申请使用总线C 向CPU提出传输结束49 若一个8位组成的字符至少需10位来传送 这是 B 传送方式 A 同步B 异步C 并联D 混合 50 下面叙述中 B 是正确的 A 总线一定要和接口相连B 接口一定要和总线相连C 通道可以代替接口51 计算机的外围设备是指 C A 输入 输出设备B 外存储器C 输入输出设备及外存储器D 除了CPU和内存以外的其他设备 二 综合应用题1 解释名词 单线中断 多线中断 多线多级中断 解答要点 中断请求信号产生后 通过中断请求线 INT 传给CPU 通常 按照中断请求线的数目将中断系统分为单线中断和多线中断 多线中断又进一步引出多线多级中断 单线中断 CPU只有一根中断请求线 INTR 各中断源共用该线发出中断申请 CPU接到中断请求后 必须通过软件或硬件的方法来查询是哪个中断源发出的中断请求 多线中断 CPU有多根中断请求输入线 1 各中断源均独占一根中断请求输入线 CPU接到请求的同时也就知道了中断源是谁 称为独立请求方式 响应速度快 2 每个中断级 上的多个中断源 占用一条中断请求输入线 即所谓二维中断结构 多线多级中断 即上述二维中断结构 适用于中断源过多的情况 也是实际系统中常见的中断结构 2 解释名词 单重中断 多重中断 解答要点 由CPU执行某个中断服务程序的过程中能否再被中断来区分 即 是否允许中断嵌套 注意一 单级与单重 多级与多重 注意二 多重的处理原则 怎样嵌套 3 解释名词 向量中断 非向量中断 中断向量 中断向量地址 解答要点 向量中断与非向量中断是按中断源硬件能否直接提供中断服务程序的入口地址来区分的 中断向量 向量中断中 中断服务程序的入口地址 向量地址 存放中断向量的单元地址 指示器 4 某计算机系统如图所示 请回答 1 该系统采用了哪种中断结构 2 各设备的优先级 顺序 是怎样的 系统总线 主存 总线控制器 I O控制器 I O控制器 DMA控制器 DMA控制器 打印机 CRT 磁盘 磁带 CPU DMA请求 DMA响应 中断请求 中断响应 解答 1 多线多级 结合链式 的中断结构 2 由高到低为 磁盘 磁带 打印机 CRT 5 某计算机中断系统有4级中断I1 I2 I3和I4 中断响应的优先次序是I1 I2 I3 I4 每级中断对应一个屏蔽码 屏蔽码中某位为 1 表示禁止中断 为 0 表示允许中断 各级中断处理程序与屏蔽码的关系如下表所示 1 确定中断处理的优先次序 中断处理程序 屏蔽码 I1级 I2级 I4级 I3级 I1级 I4级 I3级 I2级 1111 0111 0011 0001 解答 1 由表可知 中断处理的优先次序与中断响应的优先次序一致 2 在ti时刻I1 I2和I4级同时产生中断 在中断处理完毕后 在tj时刻I3级发出申请 在CPU为I3服务时 I1级发出请求 在CPU为I1服务时 I2级发出请求 试画出CPU的运行轨迹 解答 2 按 1 确定的处理次序I1 I2 I3 I4作图如下 t 中断时间 中断服务程序 I1I2I3I4 用户程序 ti I1 I2 I4 同时 tj I3 I1 I2 3 若将中断处理次序设为I1 I4 I3 I2 问将怎样设置各级的屏蔽码 解答 3 各级中断屏蔽码如下表设置即可 中断处理程序 I1I2I3I4 屏蔽码 1111 I1I2I3I4 0100 0110 0111 4 按照 3 确定的中断处理次序 画出在 2 的情况下CPU的运行轨迹 解答 4 中断处理次序为I1 I4 I3 I2 ti时刻I1 I2和I4级同时产生中断 中断处理完毕后 在tj时刻I3级发出请求 CPU为I3服务时 I1级发出请求 CPU为I1服务时 I2级发出请求 CPU运行轨迹如下图 t 中断时间 用户程序 中断服务程序 I1I2I3I4 I1 I2 I4 同时 I3 I1 I2 ti tj 6 在程序中断方式中 磁盘申请中断的优先权高于打印机 当行式打印机正在进行打印操作时 磁盘有中断请求 试问是否要将打印机输出停下来 等磁盘操作结束后 打印输出才能继续进行 为什么 解答要点 要清楚中断方式下输入和输出的通路由此也明确中断方式下外设并行操作具体所指 7 下列叙述中哪些是正确的 1 与各中断源的中断级别相比 CPU 或主程序 的级别最高 2 DMA设备的中断级别比其他外设高 否则可能引起数据丢失 3 中断级别最高的是不可屏蔽中断 4 具有专门I O指令的计算机 外设可以单独编址 5 中断服务程序的最后一条指令是无条件转移指令 6 CPU和I O设备可以实现并行工作 但设备之间不可并行工作 7 在采用DMA方式高速传输数据时 数据传送是在DMA控制器本身发出的控制信号控制下完成的 8 作示意图表示用程序中断方式进行数据I O时 CPU与外设 外设与外设并行工作的操作时序 从中分析程序中断方式进行I O操作的优点和不足 解答 用两台外设与CPU共同工作的情况为例作示意图如下 CPU工作 主程序 设备1工作 设备2工作 启动设备1 启动设备2 设中备断1请求 设备2中断请求 设备1中断处理程序 设备2中断处理程序 优点 CPU与外设及外设与外设的并行提高了CPU的工作效率 不足 响应一次中断只交换一个字节 整块数据交换要多次中断 随着外设增多 CPU额外开销明显加大 甚至可能 中断饱和 只适用于CPU与低速设备交换数据 高速 成组交换信息的外设无法采用程序中断方式 9 设有8个中断源 用软件方式排队判优 1 设计中断申请逻辑电路 2 如何识别中断源 画出中断处理流程 解答 1 中断申请逻辑如下图 或门 IRR INT0 INT7 INT6 INT5 INT4 INT3 INT2 INT1 INTR 一个寄存器和一个或门即可 2 中断源识别用软件查询IRR各个位 从高位 左 查起 保护现场 有INT0的中断请求 有INT1的中断请求 有INT7的中断请求 恢复现场 中断服务程序入口 中断返回 执行0 设备中断服务程序 是 否 执行1 设备中断服务程序 执行7 设备中断服务程序 软件查询中断源并判优 CPU查询IRR相应位 是 是 否 否 或 与 与 与 与 与 与 与 与 与 向量地址产生电路 编码器 CPU INTA INT INTRA INTRB INTRC IRR IMR 数据线 01A 01C 01B 01A 01B 01C 10 有A B C三个中断源 优先权从高到低为A B C 设计其链式判优电路 与 与 与 与 与 与 与 0A 0B 0C 0D 0A 0B 0C 0D IRR IMR IRA IRB IRC IRD IRA IRB IRC IRD 排队器 11 有A B C D四个中断源 优先权从高到低为A B C D 设计其独立请求方式的判优电路 12 比较上述两种判优电路 链式判优 独立请求判优 的速度 解答要点 后者更快 原因 从硬件电路分析 后者的判优速度对各个请求是对等的 13 一个双面软盘 每面有40道 每道9个扇区 每个扇区存储512B 请求出格式化容量 解 该软盘格式化容量为512B 9 40 2 368640B 367KB 1K 1000 14 某软盘驱动器以中断方式与处理器通信 以16位为传输单位 传输率为50KB s 每次传输开销 包括中断处理 为100拍 处理器主频为50MHz 请计算软盘使用时占用处理器时间的比例 解答 传输率50KB s 则每秒可以发生的传输次数为50KB 2B 25K次 每秒25K次传输的开销为25KX100拍 2 5M拍 处理器主频为50MHz 所以软盘使用时占用处理器时间的比例为2 5M 50M 5 15 假定硬盘传输数据以32位的字为单位 传输率为2MB s CPU的时钟频率为50MHz 请比较采用以下三种I O方式实现该硬盘I O的可能性 1 程序查询方式 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例 假定必须进行足够查询以避免数据丢失 解答 1 计算方法同上题 2MB 32 2MB 4B 0 5M0 5MX100 50M50M 50M 100 所以程序查询方式不可取 15 假定硬盘传输数据以32位的字为单位 传输率为2MB s CPU的时钟频率为50MHz 请比较采用以下三种I O方式实现该硬盘I O的可能性 2 程序中断方式 每次传输的开销 包括中断处理 为100个时钟周期 求CPU为传输数据所花费的时间比例 解答 2 同 1 为100 所以也不可用 1 与 2 比较思考 15 假定硬盘传输数据以32位的字为单位 传输率为2MB s CPU的时钟频率为50MHz 请比较采用以下三种I O方式实现该硬盘I O的可能性 3 采用DMA方式 假定DMA的启动操作需要1000个时钟周期 DMA完成处理时中断需要500个时钟周期 如果平均传输的数据长度为4KB 问在硬盘工作时处理器将用多少时间比例进行I O操作 忽略DMA申请使用总线的时间 解答 3 每秒发生传输次数为2MB 4KB 500次 根据题意计算 1000 0 500 X500 50M 1 5 所以应该采用DMA方式 16 试推导磁盘存储器读写一块信息所需总时间的公式 解答 读写一块信息的总时间为T 则T T1 T2 T3其中 T1 平均找道时间 T2 平均等待时间 T3 一块数据传输的时间 另外 如果给定有关参数 如 磁盘转速 每道字数 每道容量 可以将T1 T2及T3再进一步细化直到求出具体结果 17 某磁盘存储器转速为3000转 分 共有4个记录面 每道记录信息为12288B 最小磁道直径为230mm 共有275道 问 1 磁盘存储器的存储容量是多少 2 最高位密度与最低位密度是多少 3 磁盘数据传输率是多少 4 平均等待时间是多少 5 给出一个磁盘地址格式方案 该题缺少一个已知条件 Dt 5TPM 解答 1 12288 275 4 13516800B 13 5MB 2 D最高 12288 230 17字节 毫米 136BPM最外圈磁道的半径为 230 2 275 Dt 115 55 170毫米 所以D最低 12288 2 170 11 5字节 毫米 92BPM 3 数据传输率Rd r N 3000 60X12288 614400字节 秒 4 平均等待时间为磁盘旋转一周的时间的一半 即1 3000 60 2 1000 10ms 5 磁盘地址格式方案见下 台号 柱面 磁道 号 盘面 磁头 号 扇区号 9位 2位 依据台数确定位数 依据具体划分确定位数 18 已知某磁盘存储器转速为2400转 分 每个记录面道数为200道 平均找道时间为60ms 每道存储容量为96Kbit 求磁盘的存取时间与数据传输率 解 平均找道时间T1 60ms 平均等待时间为T2 1 2400 60 1000 2 12 5ms 所以平均存取时间为T1 T2 72 5ms 数据传输率为Rd r N 40转 秒 96K位 384K位 s 19 软盘驱动器使用双面双密度软盘 每面有80道 每道15扇区 每个扇区存储512B 已知磁盘转速为360转 分 假设找道时间为10 40ms 今写入4096B 平均需要多少时间 最长时间是多少 解 数据传输率Rd r N 360 60 15 512 46080字节 秒传一块数据 512字节 所用时间为T3 512 46080 11 1ms 20 磁带机有9道磁道 带长600m 带速2m s 每个数据块1KB 块间间隔14mm 若数据传输率为128000B s 试求 1 记录位密度 2 若带的首尾各空2m 求此带最大有效存储容量 解 1 数据传输率R D VD R V 128000字节 秒 2 1000毫米 秒 64字节 毫米考虑对于磁带 R D V中的D 单道上的Db 道数按单道计为Db 64BPM 位 毫米 平均找道时间为T1 10 40 2 25ms平均等待时间为T2 60 360 1000 2 83 3ms传4096B即8个数据块的平均时间为T T1 T2 8T3 197 1ms传4096B可能用的最长时间为Tmax T1max T2max 8T3 40 166 6 88 8 295 4ms 解 2 磁带上数据格式为每块数据 1KB 所占的磁带长度为 1KB D 16毫米连同间隔在内的一块块长为 16 14 30毫米整盘磁带中数据块的数目为N 600 2 2 1000 30 19867块最大有效存储容量为19867 1KB 19 867MB 2米 2米 数据块1 间隔G 数据块2 间隔G 数据块N 间隔G 600米 21 一台活动头磁盘机的盘片组共有20个可用的盘面 每个盘面直径18英寸 可供记录部分宽5英寸 已知道密度为100道 英寸 位密度为1000位 英寸 最内道 并假定各磁道记录的信息位数相同 试问 1 盘片组总容量是多少兆