9.在计数器定时查询方式下，若每次计数从上一次计数的终止点开始，则（） A.设备号小的优先级高 B.每个设备使用总线的机会相等 C.设备号大的优先级高 D.无法确定设备的优先级 10.在链式查询方式下，若有N个设备，则（）。

A.有N条总线请求线 B.无法确定有几条总线请求线 C.只有一条总线请求线 D.有N条总线请求线和N条总线响应线 11.在三种集中式总线控制中，（）方式响应速度最快；（）方式对电路故障最敏感。 A.链式查询；独立请求 B.计数器定时查询；链式查询 C.独立请求；链式查询 D.无正确选项 12.以下错误的是（）。

A.总线的独立请求裁决方式的优点是线路简单 B.PROM存储器只能写一次数据

C.总线的分布式裁决算法难以实现各种不同的裁决算法 D.在总线中，增加传输的数据长度可提高总线数据传输速度 13.信息可以分时地在两个方向上传输的总线称为（）总线。 A.单双工 B.全双工 C.半双工 D.单工 14.下列各项中，符合同步定时方式特点的选项是（）。

A.总线的长度较长 B.总线连接设备速度相近 C.请求信号与应答信号互锁 D.允许总线周期有较大的变化 15.在不同速度的设备之间传送数据（）。

A.必须采用同步控制方式 B.必须采用异步控制方式 C.可以选用同步方式，也可选用异步方式 D.必须采用应答方式 16.异步总线中，传送操作（）。

A.由设备控制器控制 B.由CPU控制 C.由统一时序信号控制 D.按需分配时间 17.同步通信与异步通信相比传输速度较快的原因是（）。

A.同步通信使用公共时钟进行同步 B.同步通信不需要等待应答信号 C.进行同步通信的部件运行速度相近 D.以上都正确 18.以下描述PCI总线的基本概念中，正确的是（）。 A.PCI总线是一个与处理器时钟频率无关的高速外围总线 B.PCI总线需要人工方式与系统配置 C.系统中只允许有一条PCI总线 D.PCI不支持即插即用 综合应用题

1．在异步串行传输方式下，起始位为1位，数据位为7位，偶校验位为1位，停止位为1位，如果波特率为1200bit\\s，求这时的比特率为多少？

2.简述分别从物理层次和逻辑层次上提高总线性能的措施是什么，是如何实现的？ 3.试比较链式查询方式、计数器定时查询方式和独立请求方式各自的特点。 4.比较同步定时与异步定时的优缺点。

5.异步通信和同步通信的主要区别是什么，说明通信双方如何联络。

6.1）某总线在一个总线周期中并行传送4个字节的数据，假设一个总线周期等于一个时钟周期，总线时钟频率为33MHz，问总线带宽是多少？

2）如果一个总线周期中并行传送64位数据，总线时钟频率升为66MHz，求总线带宽多少？ 3）分析哪些因素影响带宽。

第7章 输入输出（I/O）系统

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例题精析

1.下述打印机属于击打式的是（）。

A.激光打印机 B.喷墨打印机 C.热敏打印机 D.针式打印机

2.假定一台计算机的显示存储器用DRAM芯片实现，若要求显示分辨率为1600×1200，颜色深度为24位，帧频为85Hz，显示总带宽的50%用来刷新屏幕，则需要的显存总带宽至少约为_____。

3.在统一编址方式下，就I/O设备而言，其I/O对应的地址的说法错误的是（）。 A.要求固定在地址高端 B.要求固定在地址低端 C.要求相对固定在地址某部分 D.可随意在地址任何地方 4.下列选项中能引起外部中断的事件是（）。

A.键盘输入 B.除数为0 C.浮点运算下溢 D.访存缺页 5.中断地址是（）。

A.子程序入口地址 B.中断服务程序入口地址 C.中断服务程序入口地址表 D.中断返回地址 6.单级中断系统中，中断服务程序执行顺序是（）。

I 保护现场 II开中断 III关中断 IV保存断点 V中断事件处理 VI恢复现场 VII中断返回

A.I?V?VI?II?VII B.III?I?V?VII C.III?IV?V?VI?VII D.IV?I?V?VI?VII

7.通道程序时由（）组成，通道对CPU的请求通过（）形式，CPU对通道的访问通过（）形式。

A.I/O指令，自馅，中断 B.通道指令（通道控制字），中断，I/O指令 C.通道状态字，通道命令，自馅

D.通道状态字，跳转指令，通道命令

8.一个DMA接口可采用周期窃取方式把字符传送到存储器，它支持的最大批量为400个字节。若存取周期为0.2?s，每处理一次中断需5?s，现有的字符设备的传输率为9600bit/s。假设字符之间的传输是无间隙的，试问DMA方式每秒因数据传输占用处理器多少时间？如果完全采用中断方式，又需占处理器多少时间？（忽略预处理所需时间）

9.设某机有四个中断源A、B、C、D，其硬件排队优先次序为A>B>C>D，现要求将中断处理次序改为D>A>C>B。

1）写出每个中断源对应的屏蔽字。

2）按图7-6所示的时间轴给出的四个中断源的请求时刻，画出CPU执行程序的轨迹。设每个中断源的中断服务程序时间均为20?s。

程序B510D203040A5060C708090t

图7-6

10.某计算机的CPU主频为500MHz，CPI为5（即执行每条指令平均需5个时钟周期）。假定某外设的数据传输率为0.5MB/s，采用中断方式与主机进行数据传送，以32位为传输单位，对应的中断服务程序包含18条指令，中断服务程序的其他开销相当于2条指令的执行时间。请回答下列问题，要求给出计算给出。

1）在中断方式下，CPU用于该外设I/O的时间占整个CPU时间的百分比是多少？

2）当该外设的数据传输率达到5MB/s时，改用DMA方式传送数据。假定每次DMA传送块大小为5000B，且DMA预处理和后处理的总开销为500个时钟周期，则CPU用于该外设I/O的时间占

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整个CPU时间的百分比是多少？（假设DMA与CPU之间没有访存冲突）

试题精选

单项选择题

1.对输入输出系统产生决定性影响的是哪些基本要求（）。

①异步性 ②同步性 ③分时性 ④实时性 ⑤设备相关性 ⑥设备无关性 A. ②③⑤ B. ①④⑥ C. ②④⑥ D. ①③⑤ 2.显示器的主要参数之一是分辨率，其含义是（）。

A.显示屏幕的水平和垂直扫描频率 B.显示屏幕上光栅的列数和行数

C.可显示不同颜色的总数 D.同一幅画面允许显示不同颜色的最大数目 3.一台分辨率为1024×1024，可显示256种颜色的显示器，其视频缓冲区容量为（）。 A.1MB B.1024B C.1Mbit D.256Mbit

4.磁盘驱动器向盘片磁道记录数据时采用（）方式写入。

A.并行方式 B.串行方式 C.并行-串行方式 D.串行-并行方式 5.某磁盘的转速为7200r/min，传输速度为4MB/s，控制器开销为1ms。要保证读或写一个512B的扇区的平均时间为11.3ms，那么，该磁盘的平均寻道时间不超过（）。

A.3.9ms B.4.7ms C.5.5ms D.6.1ms 6.I/O接口中数据缓冲器的作用是（）。

A.用来暂存外设和CPU之间数据的传送 B.用来暂存外设的状态 C.用来暂存CPU发出的指令 D.以上全部 7.在统一编址的方式下，存储单元和I/O设备是靠（）来区分的。 A.不同的地址码 B.不同的地址线 C.不同的控制线 D.不同的数据线 8.程序员进行系统调用访问设备用的是（）。

A.逻辑地址 B.物理地址 C.主设备地址 D.从设备地址 9.主机与设备传送数据时，采用（），主机与设备是串行工作的。 A.程序查询方式 B.程序中断方式 C.通道方式 D.DMA方式

10.中断发生时，程序计数器内容的保护和更新，是由（）完成的。 A.硬件自动 B.进栈指令和转移指令 C.访存指令 D.中断服务程序 11.隐指令是指（）。

A.操作数隐含在操作码中的指令

B.在一个机器周期里完成全部操作的指令 C.用户看不到（透明），且是实实在在存在的指令 D.指令系统中没有的指令 12.中断向量是（）。

A.子程序入口地址 B.子程序入口地址的地址

C.中断服务程序入口地址 D.中断服务程序入口地址的地址 13.鼠标器适合于用（）方式实现输入操作。

A.程序查询 B.程序中断 C.DMA D.通道 14.中断系统是由（）实现的。

A.硬件 B.固件 C.软硬件结合 D.中断服务程序 15.为了便于实现多级中断，保存现场信息最有效的办法是采用（）。 A.通用寄存器 B.堆栈 C.存储器 D.外存 16.中断屏蔽字的作用是（）。

A.暂停外设对主存的访问 B.暂停对某些中断的处理

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C.暂停对一切中断的处理 D.暂停CPU对主存的访问

17.某机有四级中断，优先级从高到低为1?2?3?4.若将优先级顺序修改，改后1级中断的屏蔽字为1011,2级中断的屏蔽字为1111,3级中断的屏蔽字为0011,4级中断的屏蔽字为0001，则修改后的优先顺序从高到低为（）。

A. 1?2?3?4 B. 3?2?1?4 C. 1?3?4?2 D.2?1?3?4 18.I/O与主机交换信息的方式中，中断方式的特点是（）。 A.CPU与设备串行工作，传送与主程序串行工作 B.CPU与设备并行工作，传送与主程序串行工作 C.CPU与设备并行工作，传送与主程序并行工作 D.CPU与设备串行工作，传送与主程序并行工作 19.CPU响应DMA请求的条件是当前（）执行完。

A.时钟周期 B.总线周期 C.硬件和软件 D.固件 20.DMA方式的接口电路中有程序中断部件，其作用是（）。 A.实现数据传送 B.向CPU提出总线使用权 C.向CPU提出传输结束 D.运算结果溢出处理

21.在DMA方式传送数据的过程中，由于没有破坏（）的内容，所有CPU可以正常工作（访存除外）。

A.程序计数器 B.程序计数器和寄存器 C.指令寄存器 D.非以上答案 22.采用DMA方式传送数据时，周期窃取是指窃取（）。

A.一个指令周期 B.一个机器周期 C.一个存取周期 D.一个时钟周期 23.DMA方式将建立一条直接数据通路，它位于（）。

A.I/O设备和主存之间 B.两个I/O设备之间 C.I/O设备和CPU之间 D.CPU和主存之间

24.CPU程序和通道程序可以并行执行，并通过（）实现彼此间的通信和同步。 A.I/O指令 B.I/O中断 C.I/O指令和I/O中断 D.操作员干预 25.CPU对通道的请求形式是（）。

A.自馅 B.中断 C.通道命令 D.I/O指令 26.通道处理器不具备（）功能。

A.中断 B.DMA C.程序控制 D.数据运算 27.通道程序是由（）组成。

A.I/O指令 B.微指令 C.通道指令 D.通道状态字 28.对于单通道工作过程，下列可以并行工作的是（）。 A.程序和程序之间 B.程序和通道之间 C.程序和设备之间 D.设备和设备之间 29.对于低速输入输出设备，应该选用的通道是（）。 A.数组多路通道 B.字节多路通道 C.选择通道 D.DMA专用通道

30.某计算机系统字长为32位，包含两个选择通道和一个多路通道，每个选择通道上连接了两台磁盘机和两台磁带机，多路通道上连接了两台行式打印机、两台读卡机、10台终端。假定各设备的传输率如下：磁盘机：800KB/s，磁带机：200KB/s，行式打印机：6.6KB/s，读卡机：1.2KB/s，终端：1KB/s，则该计算机系统的最大I/O数据传输率为（）。

A.1625.6KB/s B.825.6KB/s C.1025.6KB/s D.225.6KB/s

综合应用题

1. I/O指令和通道指令有何区别？

2. 通道方式与DMA方式有什么共同点和区别？

3. 试从五个方面比较程序中断方式和DMA方式有何区别？

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4. 设某机有六个中断源，优先顺序按0?1?2?3?4?5降序顺序。

1）若在某用户程序的运行过程中，依次发生了3、2、1级中断请求，画出CPU的程序运行轨迹。

2）若在3、2、1级中断请求发生之前，用改变屏蔽字的方法，将优先级的顺序从高到低改为0?5?3?4?1?2.试在与1）相同的请求顺序和请求时间的情况下，画出CPU程序的运行轨迹。

5. 设某机有四个中断源1、2、3、4，其硬件排队优先次序按1?2?3?4降序排列，各中断源的服务程序中对应的屏蔽字见表7-2. 屏蔽字 中断源 1 2 3 4 1 1 1 0 1 2 0 1 0 0 3 1 1 1 1 4 0 1 0 1 表7-2

1）给出上述四个中断源的中断处理次序。

2）若四个中断源同时有中断请求，画出CPU执行程序的轨迹。

6.一个计算机系统有三个I/O通道：①字节多路通道，带有数据传输率为1.2KB/s的CRT终端5台，传输率为7.5KB/s的打印机2台；②选择通道，带有传输率为1000KB/s的光盘1台，同时带传输率为800KB/s的磁盘1台；③数组多路通道，带传输率为800KB/s和600KB/s的磁盘各1台。则通道总的最大数据传输率为多少KB/s？

7.在程序查询方式的输入输出系统中，假设不考虑处理时间，每一个查询操作需要100个时钟周期，CPU的时钟频率为50MHz。现有鼠标和硬盘两个设备，而且CPU必须每秒对鼠标进行30次查询，硬盘以32位字长为单位传输数据，即每32位被CPU查询一次，传输率为2MB/s。求CPU对这两个设备查询所花费的时间比率，由此可得出什么结论？

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