第3章习题选解(解答3).ppt

计算机组成原理教程 第三章习题选解 3.1 计算机外部设备分为哪几类 答: 外部设备分类可从不同角度分为不同类别。 从使用的角度可分为三类：人—机交互设备，机—机通讯设备和计算机信息驻在设备。 从与CPU的关系角度可以分为：输入设备、输出设备、拾取设备和输入输出设备。 3.2 用于人—机交互的计算机外部设备的发展经历了哪几个阶段，今后的发展趋势是什么？ 答： (p91) 用于人—机交互的计算机外部设备的发展经历了符号界面、图形界面、多媒体界面技术、虚拟现实技术。 今后的发展方向是更接近人的自然交互界面发展，比如具有视觉、听觉和语音能力的外部设备。 3.3 什么是绿色计算机？它有哪些要求？ 答： 绿色计算机是指不会对人类及其生活环境造成不良影响的计算机。它的主要要求： (1)节能。主要是计算机本身的耗电量要降低。 (2)低污染。生产、包装过程中尽量使用无毒、可再生的材料；打印机的噪声要降到最小限度；电磁辐射也要符合环保标准。 (3)易回收。生产、运输、使用等各过程使用的材料应容易销毁或回收。 (4)符合人体工程学。各种设备外形符合人体健康标准。 3. 8 试指出计算机外部设备的发展趋势。 答： 新一代的外部设备正在向智能化、微型化的方向发展，其结构逐渐趋于模块化，同时采取各种自检、诊断、容错技术，使得外部设备的使用越来越方便和可靠。 此外，人—机交互设备还向更接近人的自然交互界面发展，而机—机通讯设备向带宽更大、信息驻在设备则向容量更大发展。 3.9——3.13 选择题 3. 14 一次中断大致可以分为哪些过程？ 答： 一次中断大致可以分为： 中断请求。某一中断源提出中断请求。 中断判优。CPU对不同的中断分轻重缓急进行排队处理。 中断响应。一旦CPU响应中断的条件满足，则停止原来执行的程序开始响应中断：(1)保护源程序的断点状态， (2) 转向中断服务程序 中断处理。开中断, 执行中断服务程序, 关中断。 中断返回。恢复源程序的状态和断点，继续执行原来的程序。 3.15 设计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）如何判别中断源，画出中断处理流程图。 答: (1) 使用一个“或门”和一个存放8个请求信号的寄存器，“或门”的输出可判别有无中断请求，若有，则对寄存器中对应位进行检测和程序判断。 (2) 中断处理程序流程图 3.16 设有A、B、C三个中断源，其中A的优先权最高，B的优先权次之，C的的优先权最低，请分别用链式和独立请求设计判优电路 。 解： (参阅P116) (a) 独立请求中断判优电路 3.19 解： 硬件判优 软件判优 异常情况 特殊情况 3.20 解： 机器周期 3.21 解： 通道的功能是：接受CPU的I/O指令、控制外设与主存的数据交换。按通道的工作方式分，通道有字节多路通道、数组多路通道和选择通道3种类型，通道程序由一条或几条通道指令组成。 3.22 A (1) B (4) C(3) D(6) E(4) 3.23 何为单级中断与多级中断？如何实现？什么是中断向量？ (参见多重中断) 答: (1)单级中断是指中断响应后，进入中断服务程序的执行过程中，不允许其它中断再打断中断服务程序。为此，只要将所有中断源都处于同一级别，这样CPU中断响应后，就不会让其他的中断所打断。 (2)多级中断是指让计算机按中断事件的轻重缓急程度分成若干个中断级别，这样CPU响应中断时，更高级别的中断可以打断中断服务程序的执行。多级中断主要通过堆栈技术实现。 (3)中断向量就是中断服务程序的入口地址。 3. 24 DMA方式与通道方式有何异同？ 答： 最基本的相同点是把外设与主机交换数据过程从CPU中接管，使外设与主机并行工作。主要区别是： (1)工作原理不同。DMA完全借助于硬件完成数据传送，而通道则是通过一组通道命令与硬件一起完成数据传送； (2)功能不同。在DMA中，CPU必须进行设备的选择、切换、启动、终止，并进行数据效验，CPU开销较大，而通道则把这些工作都接管过来。另外， 一个通道可控制多台不同类型的设备，而DMA控制器通常只控制速度较快的一台或几台同类的设备。 3.25 中断控制方式中的中断与DMA的中断有何异同？ 答: DMA在控制外设与主机数据进行交换的过场中为向CPU申请总线控制权，并向CPU报告数据传送过程中的正常和异常情况也需要中断，但与程序中断控制方式中的中断有所不同： (1)对于DMA的中断，CPU在一个机器周期内就可以响应。对于程序中断，CPU必须执行完一条指令后方能响应。 (2)DMA的控制只在外设与内存之间进行, 不会破坏CPU的现场, 不需要保护现场, 应此可以快速