计算机组成原理习题 第七章(2)

A．停止CPU访问主存 B．周期挪用 C．DMA与COU交替访问

35 DMA访问主存时，向COU发出请求，获得总线使用权时再进行访存，这种情况称为 。

A．停止CPU访问主存 B．周期挪用 C．DMA与COU交替访问 36 CPU通过 启动通道。 A．执行通道命令 B．执行I/O指令 C．发出中断请求

37 以下叙述 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

三 问答题

1 在输入输出系统中，DMA方式是否可以替代中断方式？ 2试比较I/O通道控制方式和程序中断方式的特点。

3 试从下面7个方面比较程序查询、程序中断和DMA3种方式的综合性能。 （1）传送数据依赖软件还是硬件； （2）传送数据的基本单位； （3）并行性； （4）主动性； （5）传输速度； （6）经济性； （7）应用对象。

4 试说明计数器定时查询方式的优缺点。

5 某机中断分为8级（0～7），0级最高，7级最低，顺序排列。当某一用户程序

运行时，依次发生了3级、2级和1级中断请求，程序运行的轨迹如图7-1所示。如果用户程序在此3个中断请求发生前，用改变屏蔽字的方式将优先级改为0、5、3、4、1、2、6、7（从高到低），从上述中断请求情况下（中断请求产生时间严格按照上述顺序改变）。请画出程序运行轨迹。

图7-1 程序运行的轨迹

6 某计算机的外部设备具有3级中断功能，中断响应次序基本上由硬件排队电路决定，但可利用各个外部设备控制器的中断屏蔽控制位来封锁本设备的中断请求信号。设所有中断服务程序的执行时间相同，均为T，在5T时间内共发生5次中断请求信号，如图7-2所示。其中，①的级别最高，②次之，③最低。 （1）请图示各个中断服务程序占用的时间段及中断程序完成的次序。 （2）软件进行干预，当执行中断服务程序③时，屏蔽②级中断。请图示各个中断服务程序占用的时间段及中断服务程序完成的次序。

图7-2 中断出现顺序

7 设某机有4个中断源A、B、C、D，其硬件排队优先次序为A>B>C>D，现要求将中断处理次序改为D>A>C>B。 （1）写出每个中断源对应的屏蔽字。

（2）按图7-3时间轴给出的4个中断源的请求时刻，画出CPU执行程序的轨迹。设每个中断源的中断服务程序时间均为20μs。

图7-3 中断请求时刻

8 假设某外设向CPU传送信息的最高速率为40K次/s，而相应中断服务程序的执行时间为40μs，问该外设是否可采用程序中断方式？为什么？

9 某中断系统响应中断需要50ns，总线中断服务程序至少需要150ns，其中60ns用于软件的额外开销。那么，该系统的中断频率最大是多少？中断额外开销时间占中断时间的比例是多少？有一个字节设备，数据传输率为10MB/s，如果以中断方式且每次中断传送一个数据，那么该系统能实现这个传输要求吗？ 10 一个DMA接口可采用周期窃取方式把字符传送到存储器，它支持的最大批量为400字节。若存取周期为100ns，每处理一次中断需5μs，现有的字符设备的传输率为9600b/s。假设字符之间的传输是无间隙的，若忽略预处理所需的时间，试问采用DMA方式每秒因数据传输需占用处理器多少时间？如果完全采用中断方式，又需占用处理器多少时间？

11 A、B、C、D四个中断源，其优先级由高向低按A、B、C，D顺序排列。若中断服务程序的执行时间为20μs，请根据图 7-4时间轴给出的中断源请求中断的时刻，画出CPU执行程序的轨迹。

图7-4 A、B、C、D四个中断源的中断请求

12设某机配有A、B、C三台设备，其优先顺序是A>B>C，为改变中断处理次序，将它们的屏蔽字分别设置为如表7.1所示：

表7.1 例8.9各中断源对应的屏蔽字

请按图7-5中的时间轴给出的设备请求中断的时刻，画出CPU执行程序的轨迹。设A、B、C中断服务程序的执行时间均为20μs。

图7-5 A、B、C三个中断源的中断请求

13某机有五个中断源L0，L1，I2，L3，L4，按中断响应的优先次序由高向低排序为L0 ???L1 ???I2 ???L3 ???L4，现要求中断处理次序改为L1???L3

???I4 ???L0 ???L2写出各中断源的屏蔽字。

14某机有三个中断源，其优先级按1 ???2 ???3降序排列。假设中断处理时间均为r，在图7-6所示的时间内共发生五次中断请求，图中①表示1级中断源发出中断请求信号，其余类推，画出CPU执行程序的轨迹。

图7-6 第14题5次中断请求

15 为什幺外围殳备要通过接口与CPU相连？接口有哪些功能？ 16 I/O的编址方式有几种？各有何特点？

17 I/O与主机交换信息有哪几种控制方式？各有何特点？

18 一般小型或微型机中，I/O与主机交换信息有几种方式？各有何特点？哪种方式

CPU效率最高？

19 程序查询方式和程序中断方式都要有程序实现外围设备的输入输出，它们有何不同？

20 采用程序中断方式实现主机与I/O交换信息的接口电路中一般有哪些硬件？各有何作用？

21 以I/O设备的中断处理过程为例，说明一次程序中断的全过程。 22 DMA方式的主要特点是什么？DMA接口电路中应设置哪些硬件？ 23 DMA方式中的中断请求和程序中断方式中的中断请求有何区别?

24 在DMA方式中．CPU和DMA接口分时使用主存有几种方法?筒要说明之。 25 DMA接口主要由哪些部件组成?在数据交换过程中它应完成哪些功能?画出DMA工作过程的流程图(不包括预处理和后处理)。

26 画出单重中断和多重中断的处理流程，说明它们的不同之处。

27什幺是向量地址?何时形成向量地址？指出向量地址形成部件由什么电路组成？它的输人来自何处？又输出至何处？

28采用DMA方式实现主机与I/O交换信息的接口电路有哪些硬件？各有何作用？

29试述DMA方式的特点，并与其他四种主机与I/O交换信息的控制方式进行比

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