计算机组成原理——习题与解析 第八章 接口 邵桂芳
8.3.2 分析题
1.用多路DMA控制器控制磁盘、磁带、打印机三个设备同时工作。磁盘以30μs的间隔向控制器发DMA请求，磁带以45μs的间隔向控制器发DMA请求，打印机以150μs的间隔发DMA请求，假设DMA控制器每完成一次DMA传送所需的时间是5μs，如图8.13(a)所示。请画出多路DMA控制器的工作时空图。
图8.13（a）
解：DMA控制器的工作时空图如图8.13(b)所示。
图8.13（b）
由图可知，在T1，时间段中控制器首先为打印机服务，因为此时只有打印机有请求。在T2时间段，磁盘、磁带同时有请求，首先为优先权高的磁盘服务，然后为磁带服务，每次服务传送一个字节。在90μs的时间段中，为打印机服务只有一次(T1)，为磁盘服务四次(T2，T4，T6，T7)，为磁带服务三次(T3，T5，T8)，从图上看到，在这种情况下DMA尚有空闲时间，说明控制器还可以容纳更多设备。
2．磁盘、磁带、打印机三个设备同时工作，磁盘以201μs的间隔向控制器发DMA请求，磁带以30μs的间隔发DMA请求，打印机以120μs间隔发DMA请求。假定DMA控制器每完成一次DMA传送所需时间为2μs，画出多路DMA控制器工作时空图。 解：时空图如图8.14所示。
图8.14
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3．已知程序中断方式接口的基本结构框图如图8.15(a)所示，请针对图8.15(a)标出输入一个数据的工作过程的序号，并简述其工作过程。
解：输入—个数据的工作过程的序号如图8.15(b)所示。
工作过程：
① 主机启动外设。 ② 外设准备数据。
③ 数据准备好后向中断接口发“准备好”信号。 ④ 经中断请求逻辑向主机发“IRQ”信号。
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⑤ 主机响应“IRQ”信号，发“INTA”信号。
⑥ 经中断排队电路选中设备地址送主机。
⑦ 由设备地址形成中断服务程序入口地址，从而进入中断服务程序。 ⑧ 数据输入完毕后，主机发清“INR”触发器信号。
4．某计算机系统共有五级中断，其中断响应优先级从高到低为1?2?3?4?5。现按如下规定修改：各级中断处理时均屏蔽本级中断，且处理1级中断时屏蔽2、3、4和5级中断：处理2级中断时屏蔽3、4、5级中断；处理4级中断时不屏蔽其他级中断：处理3级中断时屏蔽4级和5级中断；处理5级中断时屏蔽4级中断。试问中断处理优先级(从高到低)顺序如何排列?并给出各级中断处理程序的中断屏蔽字?
解：实际中断处理优先级(从高到低)顺序应为1?2?3?5?4。 1级中断屏蔽字为 11111； 2级中断屏蔽字为 01111； 3级中断屏蔽字为 00111； 4级中断屏蔽字为 00001；
5级中断屏蔽字为 00011。
5．某计算机有四级中断，优先级从高到低为1—2—3—4。假定将优先级顺序改为2—1—3—4，试问各级中断屏蔽字是什么?请画出处理该多重中断的示意图。 解：中断屏蔽字为：1级1011；2级1111；3级0011。 该多重中断的示意图如图8.16所示。
图8.16
6．设某机有四级中断A、B、C、D，其硬件排队优先次序为A>B>C>D，后面的图8．23中各级中断程序的屏蔽位设置如表8．1所示(其中“0”为允许，“1”为屏蔽，CPU状态时屏蔽码为0000)。
表8.1
(1)请给出中断处理次序。
(2)设A、B、C、D同时请求中断，试画出CPU执行程序的轨迹。 解：
(1)中断处理次序为： C>A>D>B
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(2)CPU执行程序的轨迹如图8.17所示。
图8.17
7．设某机有四级中断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C>A>D>B。
(1) 表8.2(a)中各级中断程序的屏蔽位应如何设置(设“0”为允许，“1”为屏蔽，CPU
状态时屏蔽码为0000)?
(2)请按图8.18(a)所示时间轴给出的设备中断请求时刻，画出CPU执行程序
的轨迹。设A、B、C、D中断服务程序的时间宽度均为20比。
图8.18（a）
解：（1）中断程序的屏蔽位设置见表8.2（b）。
（2）CPU执行程序的轨迹如图8.18（b）所示。
图8.18（b）
8．设有8个中断源，用软件方式排队判优。(1)设计中断申请逻辑电路。(2)如何判别中断源?画出中断处理流程。
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