举例说明专用计算机和通用计算机的区别,计算机原理答案

现行程序 CPU DMAC I/O

CPU DMAC I/O B C D

周期窃取方式的DMA工作流程如下：

现行程序 CPU DMAC I/O

CPU DMAC I/O B C D

31.假设某设备向CPU传送信息的最高频率是40K次/秒，而相应的中断处理程序其执行时间为40μs。试问该外设是否可用程序中断方式与主机交换信息，为什么？

解：该设备向CPU传送信息的时间间隔 =1/40K=0.025×1000=25μs < 40μs

则：该外设不能用程序中断方式与主机交换信息，因为其中断处理程序的执行速度比该外设的交换速度慢。

举例说明：(输入)

假设初始CPU空闲，则当I/O将第一个数据放在接口的数据缓冲寄存器中后，向CPU发第一个中断请求，CPU立即响应；I/O设备匀速运行，25s后，第二个中断请求到来，CPU正在执行中断程序接收第一个数据，40s时响应；

50s后，第三个中断请求到来，CPU正在执行中断程序接收第二个数据，要到80s时响应；

75s后，第四个中断请求到来，但此时第三个中断请求还没有响应，则放在数据缓冲寄存器中的第三个数据来不及接收，被第四个数据冲掉；

32. 设磁盘存储器转速为3000转/分，分8个扇区，每扇区存储1K字节，主存与磁盘存储器数据传送的宽度为16位(即每次传送16位)。假设一条指令最长执行时间是25μs，是否可采用一条指令执行结束时响应DMA请求的方案，为什么？若不行，应采取什么方案？

解：先算出磁盘传送速度，然后和指令执行速度进行比较得出结论。

道容量=1K×8位×8扇区=1KB×8=0.5K字×8=4K字

数传率=4K字×3000转/分=4K字×50转/秒 =200K字/秒

一个字的传送时间=1/(200*1024字/秒)=0.000005s/字=5μs/字

讨论：

扇面、扇段和扇区：扇面指磁盘分区后形成的扇形区域；扇段指扇面上一个磁道所对应的弧形区域；扇区通常用来泛指扇面或扇段。由于磁盘是沿柱面存取而不是沿扇面存取，因此习惯上扇区即指扇段，不用特别说明也不会引起误会。

问题：是否磁盘转一圈读完所有扇区上的磁道？

答：应为：磁盘转一圈读完一个磁道上的所有扇区，然后转到下一盘面的同一位置磁道接着读(如果文件未读完的话)。

33. 试从下面七个方面比较程序查询、程序中断和DMA三种方式的综合性能。

(1)数据传送依赖软件还是硬件；

(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。

解：比较如下：

(1)程序查询、程序中断方式的数据传送主要依赖软件，DMA主要依赖硬件。(注意：这里指主要的趋势)

(2)程序查询、程序中断传送数据的基本单位为字或字节，DMA为数据块。

(3)程序查询方式传送时，CPU与I/O设备串行工作；

程序中断方式时，CPU与I/O设备并行工作，现行程序与I/O传送串行进行；

DMA方式时，CPU与I/O设备并行工作，现行程序与I/O传送并行进行。

(4)程序查询方式时，CPU主动查询I/O设备状态；

程序中断及DMA方式时，CPU被动接受I/O中断请求或DMA请求。

(5)程序中断方式由于软件额外开销时间比较大，因此传输速度最慢；

程序查询方式软件额外开销时间基本没有，因此传输速度比中断快；

DMA方式基本由硬件实现传送，因此速度最快；

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