计算机组成原理(第七章输入输出系统

(6页)

本资源提供全文预览，点击全文预览即可全文预览,如果喜欢文档就下载吧，查找使用更方便哦！

9.9 积分

第七章输入输出系统第一节基本的输入输出方式一、 外围设备的寻址1. 统一编址：将输入输出设备屮控制寄存器、数据寄存器、状态寄存器等与内存单元一样看待，将它们 和内存单元联合在一起编排地址，用访问内存的指令来访问输入输出设备接口的某个寄存器，从而实现数据 的输入输出。2. 单独编址：将输入输出设备中控制寄存器、数据寄存器、状态寄存器单独编排地址，用专门的控制信 号进行输入输出操作。3. CPU与外围设备进行通信有三种类型：(1) CPU向外围设备发出操作控制命令。(2) 外围设备向CPU提供状态信息。(3) 数据在CPU与外围设备之间的传递。历年真题1. 对外设统一编址是指给每个外设设置一个地址码。(2002年)【分析】CPU与外设之间的信息传送是通过硬件接口來实现的，各种外设的硬件接口上又都包含有多个 寄存器，如控制寄存器、数据寄存器、状态寄存器等。统一编址是将外设接口上的各种寄存器等同于内存储 器的存储单元，通过使用访问内存单元的指令来访问外设接口上的各个寄存器，这样就可以使用访存指令来 访问外设，输入输出操作简单，程序设计比较简便。由于外设接口上的寄存器种类和数量通常不止一个，所 以一个外设至少对应一个以上的内存地址。【答案】对外设统一编址是将外设接口上的寄存器等同内存单元，给每个外设设置至少一个地址码。二、 外围设备的定时1. 外围设备的定时方式有异步传输方式和同步定时方式两种。2. 实现输入输出数据传输的方式主要有：程序控制方式、直接存储访问(DMA)方式、通道方式。程 序控制方式又可分为程序查询方式和中断方式两种。历年真题1. 对I/O数据传送的控制方式，可分为程序中断控制方式和独立编址传送控制方式两种。(2001年)【分析】对I/O数据传送的控制方式，可分为程序直接控制方式、程序中断控制方式、DMA控制方式、 通道控制方式等。程序中断控制方式只是其中的一种方法，独立编址是指对I/O设备的控制寄存器、数据寄 存器、状态寄存器等单独进行地址编排，使用专门的指令对其进行操作，可用在各种数据传送的控制方式中。【答案】对I/O数据传送的控制方式，可分为：程序控制方式、DMA方式、通道控制方式等三、 程序查询输入输岀方式了解程序查询输入输出过程即可(从未考过)。第二节中断—、中断的基本概念1. 中断：是指CPU在接到随机产生的中断请求信号后，暂停原程序，转去执行相应的中断处理程序， 以处理该随机事件，处理完毕后返回并继续执行原程序。2. 中断方式的特点：中断方式的输入输出操作可以减少CPU等待外围设备的时间，提高CPU的工作效 率。3. 中断方式的应用范围：中断方式主要应用于处理复杂随机事件、控制中低速I/O。4. 简单的中断方式下，CPU响应中断的步骤：(1) 关中断(2) 保护现场(3) 识别发出中断的外围设备，判别中断信号，确定中断来源，形成中断服务程序入口地址。(4) 执行中断服务程序(5) 恢复现场信息(6) 开中断5. 现场保护：在CPU开始执行中断服务程序之前，将PC寄存器的值及任何可能影响返回后连续执行 的信息(如状态寄存器及有关的寄存器的值)都需要进行保存，这种保存现场有关信息的操作称为现场保护。6. 中断向量：是指当外设在提出中断请求的同时，通过硕件向主机提供中断服务程序的入口地址，此地 址称为屮断向量。历年真题1. 何谓中断方式？它主要应用在什么场合？请举二例。(2001年)【答案】①中断方式指：CPU在接到随机产生的中断请求信号后，暂停原程序，转去执行相应的中断处 理程序，以处理该随机事件，处理完毕后返冋并继续执行原程序；② 主要应用于处理复杂随机事件、控制中低速I/O；③ 例：打印机控制，故障处理。2. 现场保护：在CPU开始执行屮断服务程序之前，将PC寄存器的值及任何可能影响返冋后连续执行 的信息(如状态寄存器及有关的寄存器的值)都需要进行保存，这种保存现场有关信息的操作称为现场保护。(2006 年)二、 中断裁决机制实现屮断裁决的方式有：1. 轮询方式：是一种软件裁决方式，CPU依次查询各外围设备的状态寄存器，以确定中断源，遇到发 出屮断的外围设备就响应其屮断请求。2. 菊花链方式：各外围设备合用一条中断请求信号线送，中断许可信号线串接在各设备间。3. 独立请求：每一个外围设备都有一个独立的屮断请求信号线送CPU, CPU也给各外围设备分別发送 一个中断许可信号。4. 分组的菊花链方式：每一组外］韦I设备采用菊花链连接，组间是独立请求的。历年真题1 ?设置屮断排队判优逻辑的目的是()o (2000年)A. 产生中断源编码B. 使同时提出的请求屮的优先级别最高者，得到及时响应C. 使CPU能方便地转入中断服务子程序D. 提高屮断响应速度【分析】当有多个中断请求同时出现，中断服务系统必须能从中选出当前最需要给予响应的最重要的中 断请求，这就需要预先对所有的屮断进行优先级排队，这个工作可由屮断优先级判断逻辑来完成，排队的规 则可由软件通过对中断屏蔽寄存器进行设置来确定。【答案】B三、 多重中断与中断屏蔽1. 多级中断：CPU在执行屮断服务程序的过程屮可以响应级别更高的屮断请求。2. 中断嵌套：在多重中断系统中，CPU处理一个中断的过程中可以去响应新的中断请求。这种重叠处 理屮断的现象称为屮断嵌套。在屮断嵌套过程屮，每次屮断处理完成时再返冋上一次被屮断的服务程序。3. 多重中断系统中CPU响应处理一次中断的步骤。(1) 关中断；(2) 保存现场信息；(3) 判别中断条件，确定中断服务入口地址；(4) 开中断；(5) 执行中断服务程序；(6) 关中断;(7) 恢复现场信息；(8) 开中断。4. 中断屏蔽：CPU处理一个中断的过程中，对其他一些外部设备的中断进行阻止。通过CPU内部的一 个中断屏蔽寄存器，用软件的方法修改中断屏蔽寄存器，以改变中断响应的优先顺序，实现对不同中断的分 别禁止。历年真题1. 在不改变中断响应次序的条件下，通过 可以改变中断处理次序。(2000年)【分析】在多重中断系统中，可以通过设置中断优先级来决定各个中断的级别。在实际的计算机系统中 是通过CPU内部的一个屮断屏蔽字寄存器来实现对不同屮断的分别禁止的，这个寄存器可在中断处理程序中 重新设置，这样就可以改变原有的中断优先级别。【答案】改写中断屏蔽字2. 何谓多重屮断?如何保证它的实现？(2002年)【答案】多重中断：CPU在响应处理中断过程中，允许响应处理更高级别的中断请求，这种方式称为多 重屮断。实现方法：在中断服务程序的起始部分用一段程序來保存现场、送新屏蔽字以屏蔽同级别和低级别的中 断请求、然后开屮断，这样CPU就可响应更高级别的屮断请求，实现多重屮断。3. 简述多重中断系统中CPU响应处理一次中断的步骤。(2005年)【答案】①关屮断；②保存现场信息；③判別屮断条件；④开屮断；⑤ 关 键 词： 计算机 组成 原理 第七 输入输出 系统

 天天文库所有资源均是用户自行上传分享，仅供网友学习交流，未经上传用户书面授权，请勿作他用。