计算机基础第7章 习题及答案.pdfVIP

第七章习题 1．简述输入/输出接口的组成及作用。难度 1 答：接口是由若干端口加上地址译码电路和相关控制电路组成，其 作用为完成主机和外设之间的速度匹配、信号转换，和某些控制功 能。 2．CPU 与外设交换数据的传送方式有哪几种？各有何特点？难度 3 答：在微型计算机系统中，CPU 与外设之间的数据传送方式主要有程 序传送方式、中断传送方式和直接存储器存取(DMA)传送方式。程序 传送方式分为无条件传送方式和查询传送方式(条件传送方式)两种， 无条件传送方式下，程序设计和接口电路都很简单，但是为了保证 每一次数据传送时外设都能处于就绪状态，传送不能太频繁。对少 量的数据传送来说，无条件传送方式是最经济实用的一种传送方法。 查询传送方式的主要优点是能保证主机与外设之间协调同步地工作， 且硬件线路比较简单，程序也容易实现；缺点是浪费 CPU 时间，实 时性差。所以，查询传送方式适用于数据输入/输出不太频繁且外设 较少、对实时性要求不高的情况。中断传送方式的优点是 CPU 不必 查询等待，工作效率高，CPU 与外设可以并行工作。但采用中断传送 方式的接口电路相对复杂，而且每进行一次数据传送就要中断一次 CPU，CPU 每次响应中断后，都要转去执行中断处理程序，且都要进 行断点和现场的保护和恢复，浪费了很多 CPU 的时间。故这种传送 方式一般适合于少量的数据传送。DMA 传送方式是在存储器和外设之 间、存储器和存储器之间直接进行数据传送，传送过程无需 CPU 介 入，传输速度基本取决于存储器和外设的速度。DMA 传送方式需要一 个专用接口芯片 DMA 控制器(DMAC)对传送过程加以控制和管理。在 进行DMA 传送期间，CPU 放弃总线控制权，将系统总线交由DMAC 控 制，整个过程便全部由硬件实现，所以数据传送速率非常高。 1 3. 当接口电路与系统总线相连时，为什么要遵循“输入要经三态， 输出要锁存”的原则？难度 2 答：输入时，要求外设的数据是准备好的，即数据已经存入三态缓 冲器中，当执行输入指令时三态缓冲器被选通，使其中准备好的输 入数据送到数据总线上，再到达CPU。输出时，由于外设取数的速度 比较慢，要求 CPU 送出的数据在接口电路的输出端保持一段时间， 因而一般都需要锁存器，输出锁存器保持这个数据，直到外设取走。 4．说明接口电路中控制寄存器与状态寄存器的功能。难度 1 答：控制寄存器用来存放 CPU 发往接口或外设的控制命令。状态寄 存器用来存放外设或者接口部件本身状态。 5．什么叫中断？什么叫中断源？难度 1 答：在CPU 执行程序的过程中，出现了某种紧急或异常的事件(中断 请求)，CPU 需暂停正在执行的程序，转去处理该事件(执行中断服务程 序)，并在处理完毕后返回断点处继续执行被暂停的程序，这一过程称为 中断。任何能够引发中断的事件都称为中断源，可分为硬件中断源和软 件中断源两类。 6．CPU 响应可屏蔽中断INTR 的条件是什么？难度 2 答：CPU 内部的中断允许触发器的状态为1，且CPU 在现行指令执行 完后。 7．什么叫屏蔽中断和允许中断？怎样实现？难度 2 答：屏蔽中断就是关中断，即不响应可屏蔽中断请求；允许中断就 是开中断，即可以响应中断请求。将IF 标志位清零为屏蔽中断，置1 为 允许中断。 8．请说明怎样为一个外设编写中断服务程序，并写出程序框图。难 度 2 答： 中断服务程序的一般结构如图所示。若该中断处理能被更高级 别的中断源中断，则需加入开中断指令。在中断服务程序的最后，一定 要有中断返回指令，以保证断点的恢复。 2 关中断 保护现场 开中断 中断服务 恢复现场 中断返回 9．一般来说中断的处理过程有哪几步？中断处理程序包