【文章內容簡介】 沖； 3）同步脈沖的出現(xiàn)時間應能“包裹”要選的讀出感應信號，才能保證選通有效的讀出數(shù)據信號，并屏蔽掉無用的感應信號。 4）最后讀出的數(shù)據代碼應與寫入代碼一致。 26. 磁盤組有六片磁盤，每片有兩個記錄面，存儲區(qū)域內徑22厘米，外徑33厘米，道密度為40道/厘米，內層密度為400位/厘米，轉速2400轉/分，問： （1）共有多少存儲面可用？ （2）共有多少柱面？ （3）盤組總存儲容量是多少？ （4）數(shù)據傳輸率是多少？ 解： （1）若去掉兩個保護面，則共有：6 2 2 = 10個存儲面可用； （2）有效存儲區(qū)域 =（3322）/ 2 = 柱面數(shù) = 40道/cm = 220道=p （3）內層道周長=22 道容量=400位/cm = 3454B 面容量=3454B 220道 = 759，880B 盤組總容量 = 759，880B 10面 = 7，598，800B（4）轉速 = 2400轉 / 60秒 = 40轉/秒 數(shù)據傳輸率 = 3454B 40轉/秒 = 138，160 B/S 注意：1）計算盤組容量時一般應去掉上、下保護面；的精度選取不同將引起答案不同，一般取兩位小數(shù)；p2）盤組總磁道數(shù)（=一個盤面上的磁道數(shù)）185。3）柱面數(shù)4）數(shù)據傳輸率與盤面數(shù)無關；5）數(shù)據傳輸率的單位時間是秒，不是分。 27. 某磁盤存儲器轉速為3000轉/分，共有4個記錄盤面，每毫米5道，每道記錄信息12 288字節(jié)，最小磁道直徑為230mm，共有275道，求： （1）磁盤存儲器的存儲容量； （2）最高位密度（最小磁道的位密度）和最低位密度； （3）磁盤數(shù)據傳輸率； （4）平均等待時間。解： （1）存儲容量 = 275道12 288B/道4面 = 13 516 800B （2）最高位密度 = p12 288B/230= 17B/mm = 136位/mm（向下取整） 最大磁道直徑 =230mm+275道/5道 2 = 230mm + 110mm = 340mmp 最低位密度 = 12 288B / 340= 11B/mm = 92位 / mm （向下取整） （3）磁盤數(shù)據傳輸率 = 12 288B 3000轉/分 =12 288B 50轉/秒=614 400B/S （4）平均等待時間 = 1/50 / 2 = 10ms討論： 本題給出的道容量單位為字節(jié)，因此算出的存儲容量單位也是字節(jié)，而不是位； 由此算出的位密度單位最終應轉換成bpm(位/毫米）； 平均等待時間是磁盤轉半圈的時間，與容量無關。第 五 章1. I/O有哪些編址方式？各有何特點？ 解：常用的I/O編址方式有兩種： I/O與內存統(tǒng)一編址和I/O獨立編址； 特點： I/O與內存統(tǒng)一編址方式的I/O地址采用與主存單元地址完全一樣的格式，I/O設備和主存占用同一個地址空間，CPU可像訪問主存一樣訪問I/O設備，不需要安排專門的I/O指令。 I/O獨立編址方式時機器為I/O設備專門安排一套完全不同于主存地址格式的地址編碼，此時I/O地址與主存地址是兩個獨立的空間，CPU需要通過專門的I/O指令來訪問I/O地址空間。討論：I/O編址方式的意義： I/O編址方式的選擇主要影響到指令系統(tǒng)設計時I/O指令的安排，因此描述其特點時一定要說明此種I/O編址方式對應的I/O指令設置情況。180。 I/O與內存統(tǒng)一編址方式將I/O地址看成是存儲地址的一部分，占用主存空間； 問題：確切地講， I/O與內存統(tǒng)一編址的空間為總線空間，I/O所占用的是內存的擴展空間。 I/O獨立編址方式有明顯的I/O地址標識，180。 而I/O與內存統(tǒng)一的編址方式沒有； 問題：無論哪種編址方式，I/O地址都是由相應的指令提供的，而地址本身并沒有特殊的標識。 2. 簡要說明CPU與I/O之間傳遞信息可采用哪幾種聯(lián)絡方式？它們分別用于什么場合？ 答： CPU與I/O之間傳遞信息常采用三種聯(lián)絡方式：直接控制（立即響應）、 同步、異步。 適用場合分別為： 直接控制適用于結構極簡單、速度極慢的I/O設備，CPU直接控制外設處于某種狀態(tài)而無須聯(lián)絡信號。 同步方式采用統(tǒng)一的時標進行聯(lián)絡，適用于CPU與I/O速度差不大，近距離傳送的場合。 異步方式采用應答機制進行聯(lián)絡，適用于CPU與I/O速度差較大、遠距離傳送的場合。討論：注意I/O交換方式、I/O傳送分類方式與I/O聯(lián)絡方式的區(qū)別： 串行、并行I/O傳送方式常用于描述I/O傳送寬度的類型； I/O交換方式主要討論傳送過程的控制方法； I/O聯(lián)絡方式主要解決傳送時CPU與I/O之間如何取得通信聯(lián)系以建立起操作上的同步配合關系。180。 同步方式適用于CPU與I/O工作速度完全同步的場合。 問題： I/O 要達到與CPU工作速度完全同步一般是不可能的。同步方式的實質是“就慢不就快”，如采用同步方式一般CPU達不到滿負荷工作。 6. 字符顯示器的接口電路中配有緩沖存儲器和只讀存儲器，各有何作用？ 解：顯示緩沖存儲器的作用是支持屏幕掃描時的反復刷新；只讀存儲器作為字符發(fā)生器使用，他起著將字符的ASCII碼轉換為字形點陣信息的作用。 8. 某計算機的I/O設備采用異步串行傳送方式傳送字符信息。字符信息的格式為一位起始位、七位數(shù)據位、一位校驗位和一位停止位。若要求每秒鐘傳送480個字符，那么該設備的數(shù)據傳送速率為多少？ 解：48010=4800位/秒=4800波特； 波特——是數(shù)據傳送速率波特率的單位。 注：題意中給出的是字符傳送速率，即：字符/秒。要求的是數(shù)據傳送速率，串行傳送時一般用波特率表示。 兩者的區(qū)別：字符傳送率是數(shù)據的“純”有效傳送率，不含數(shù)據格式信息；波特率是“毛”傳送率，含數(shù)據格式信息。 10. 什么是I/O接口?為什么要設置I/O接口？I/O接口如何分類？ 解： I/O接口一般指CPU和I/O設備間的連接部件； I/O接口分類方法很多，主要有： 按數(shù)據傳送方式分有并行接口和 串行接口兩種； 按數(shù)據傳送的控制方式分有程序控制接口、程序中斷接口、DMA接口三種。 12. 結合程序查詢方式的接口電路，說明其工作過程。 解：程序查詢接口工作過程如下（以輸入為例）：開命令接收門；174。選中，發(fā)SEL信號174。設備選擇器譯碼174。接口174。地址總線174。 1）CPU發(fā)I/O地址 設備開始工作；174。接口向設備發(fā)啟動命令174。 D置0，B置1 174。 2）CPU發(fā)啟動命令 DBR；174。 3）CPU等待，輸入設備讀出數(shù)據 B置0，D置1；174。接口174。4）外設工作完成，完成信號 CPU；174?？刂瓶偩€174。 5）準備就緒信號 6）輸入：CPU通過輸入指令（IN）將DBR中的數(shù)據取走； 若為輸出，除數(shù)據傳送方向相反以外，其他操作與輸入類似。工作過程如下： 開命令接收門；174。選中，發(fā)SEL信號174。設備選擇器譯碼174。接口174。地址總線174。1）CPU發(fā)I/O地址 2）輸出： CPU通過輸出指令（OUT）將數(shù)據放入接口DBR中； 設備開始工作；174。接口向設備發(fā)啟動命令174。 D置0，B置1 174。 3）CPU發(fā)啟動命令 4）CPU等待，輸出設備將數(shù)據從 DBR取走； B置0，D置1；174。接口174。 5）外設工作完成，完成信號 CPU，CPU可通過指令再次向接口DBR輸出數(shù)據，進行第二次傳送。174?？刂瓶偩€174。6）準備就緒信號 13. 說明中斷向量地址和入口地址的區(qū)別和聯(lián)系。 解： 中斷向量地址和入口地址的區(qū)別： 向量地址是硬件電路（向量編碼器）產生的中斷源的內存地址編號，中斷入口地址是中斷服務程序首址。 中斷向量地址和入口地址的聯(lián)系： 中斷向量地址可理解為中斷服務程序入口地址指示器（入口地址的地址），通過它訪存可獲得中斷服務程序入口地址。 (兩種方法：在向量地址所指單元內放一條JUM指令；主存中設向量地址表。）討論： 硬件向量法的實質： 當響應中斷時，為了更快、更可靠的進入對應的中斷服務程序執(zhí)行，希望由硬件直接提供中斷服務程序入口地址。但在內存地址字較長時這是不可能的。因此由硬件先提供中斷源編號、再由編號間接地獲得中斷服務程序入口地址。這種中斷源的編號即向量地址。 由于一臺計算機系統(tǒng)可帶的中斷源數(shù)量很有限，因此向量地址比內存地址短得多，用編碼器類邏輯部件實現(xiàn)很方便。 14. 在什么條件下，I/O設備可以向CPU提出中斷請求？ 解：I/O設備向CPU提出中斷請求的條件是：I/O接口中的設備工作完成狀態(tài)為1（D=1），中斷屏蔽碼為0 （MASK=0），且CPU查詢中斷時，中斷請求觸發(fā)器狀態(tài)為1（INTR=1）。 15. 什么是中斷允許觸發(fā)器？它有何作用？ 解：中斷允許觸發(fā)器是CPU中斷系統(tǒng)中的一個部件，他起著開關中斷的作用（即中斷總開關，則中斷屏蔽觸發(fā)器可視為中斷的分開關）。 16. 在什么條件和什么時間，CPU可以響應I/O的中斷請求？ 解：CPU響應I/O中斷請求的條件和時間是：當中斷允許狀態(tài)為1（EINT=1），且至少有一個中斷請求被查到，則在一條指令執(zhí)行完時，響應中斷。 17. 某系統(tǒng)對輸入數(shù)據進行取樣處理，每抽取一個輸入數(shù)據，CPU就要中斷處理一次，將取樣的數(shù)據存至存儲器的緩沖區(qū)中，該中斷處理需P秒。此外，緩沖區(qū)內每存儲N個數(shù)據，主程序就要將其取出進行處理，這個處理需Q秒。試問該系統(tǒng)可以跟蹤到每秒多少次中斷請求？ 解：這是一道求中斷飽和度的題，要注意主程序對數(shù)據的處理不是中斷處理，因此Q秒不能算在中斷次數(shù)內。 N個數(shù)據所需的處理時間=PN+Q秒 平均每個數(shù)據所需處理時間= （PN+Q） /N秒； 求倒數(shù)得： 該系統(tǒng)跟蹤到的每秒中斷請求數(shù)=N/（PN+Q）次。 19. 在程序中斷方式中，磁盤申請中斷的優(yōu)先權高于打印機。當打印機正在進行打印時，磁盤申請中斷請求。試問是否要將打印機輸出停下來，等磁盤操作結束后，打印機輸出才能繼續(xù)進行？為什么？ 解：這是一道多重中斷的題，由于磁盤中斷的優(yōu)先權高于打印機，因此應將打印機輸出停下來，等磁盤操作結束后，打印機輸出才能繼續(xù)進行。因為打印機的速度比磁盤輸入輸出的速度慢，并且暫停打印不會造成數(shù)據丟失。討論：180。 打印機不停，理由有如下幾種： 打印內容已存入打印機緩存；180。 問題：1）如果打印機無緩存呢？ 2）如果打印機有緩存，還需要用程序中斷方式交換嗎？（應用DMA) 由于在指令執(zhí)行末查中斷，因此執(zhí)行打印指令時不會響應磁盤中斷。180。 問題：打印中斷處理程序=打印指令？ 采用字節(jié)交叉?zhèn)魉头绞?，當兩者同時請求中斷時，先響應盤，再響應打印機，交叉服務。180。 問題：這是程序中斷方式嗎？ 由于打印機速度比CPU慢得多，CPU將數(shù)據發(fā)送給打印機后，就去為磁盤服務，而這時打印機可自己慢慢打印。180。 問題：停止打印機傳送=停止打印機動作？ 我有打印機，感覺上打印機工作是連貫的；180。 問題：人的感覺速度=計算機工作速度？ 22. CPU對DMA請求和中斷請求的響應時間是否一樣？為什么？ 解： CPU對DMA請求和中斷請求的響應時間不一樣，因為兩種方式的交換速度相差很大，因此CPU必須以更短的時間間隔查詢并響應DMA請求（一個存取周期末）。討論： CPU對DMA的響應是即時的；180。 隨時都能響應？ CPU響應DMA的時間更短；180。 180。 DMA比中斷速度高； 短、高或不一樣的具體程度？ 180。 不一樣。因為DMA與CPU共享主存，會出現(xiàn)兩者爭用主存的沖突，CPU必須將總線讓給DMA接口使用，常用停止CPU訪存、周期竊取及DMA與CPU交替訪存三種方式有效的分時使用主存； 這種情況僅僅存在于DMA與中斷程序之間嗎？答非所問。 24. DMA的工作方式中，CPU暫停方式和周期挪用方式的數(shù)據傳送流程有何不同？畫圖說明。 解：兩種DMA方式的工作流程見下頁，其主要區(qū)別在于傳送階段，現(xiàn)行程序是否完全停止訪存。停止CPU訪存方式的DMA工作流程如下：現(xiàn)行程序 CPU DMAC I/O CPU DMAC I/O B C 16