计算机组成原理第7,9章作业

习题八
8.1 解释下列名词
系统总线三态门总线事务总线复用突发传输总线仲裁数据传输模式总线事务分离波特率
8.2简要回答下列问题
4)集中式总线控制方下，确定总线使用权优先级的方法有哪几种？各有什么特点？
5)影响总线性能的因素有哪些?
6)什么是突发传输模式?采用突发传输模式有什么优点?
8.5有4个设备A、B、C、D的响应优先权为D>B>A>C，画出串行链式排队电路。

8.6 有4个设备A、B、C、D的响应优先权为A>B>C>D，试画出独立请求方式的排队电路。

8.7假定有一个具有以下性能的系统1)存储器和总线系统支持大小为4-16个32位字的数据块访问;2)总线的时钟周期频率为200MHZ，总线宽度为64位，每64位数据的传输需要一个时钟周期，向存储器发送一个地址需要一个时钟周期；每个总线操作之间需要2个总线周期(设一次存储之前总线总是处于空闲状态);3)对最初的4个字的访问时间为200ns,随后的4个字能在20ns的时内被读取,假定总线传输数据的操作可以与读下4个字的操作重叠进行。

读操作中，分别用4个字的数据块和16个字的数据块传输256个数据，计算机两种情况下总线传输的带宽和每秒中总线事务的次数。

（说明：一个总线传输操作包含一个地址和紧随其后的数据）
习题九
9.1解释下列名词
中断中断处理优先级中断屏蔽多重中断中断向量中断响应优先级中断隐指令
9.2 简要回答下列问题
1)什么是接口?它有哪些功能?
5)比较单级中断和多重中断处理流程的异同点.
6)中断隐指令完成什么功能?
7)为什么在保护现场和恢复现场的过程中,CPU必须关中断?
9.4 设某机有5级中断；L0，L1，L2，L3，L4，其中断响应优先次序为：L0最高，L1次之，L4最低。

现在要求将中断处理次序改为L1->L3->L0->l4->L2，试问：
(1)表9.4所示的中断屏蔽字该如何设置(“0”表示允许中断，“1”表示中断屏蔽)?
(2)若这5级中断同时都发出中断请求，按更改后的次序画出进入各级中断处理程序的过程示意图。

9.4 更新后的中断屏蔽表
9.5以图6.15所示的多周期方案数据通路高层视图为例,设计带异常处理的控制器有限状态
机示意图。

9.7假设某个主频为1GHZ的处理器需要从某个成块传送的I/O设备读取1000字节的数据到主存缓冲区中,该I/O设备一旦启动就按50KBps的数据传输率向主机传送1000字节的数据,每个字节的读、处理及送内存缓冲区共需要1000个时钟周期的时间，则以下四种方式下，在1000字节的读取过程中，CPU花费在该设备I/O操作上的时间分别为多少？这部分时间占处理器时间的百分比分别是多少？
（1）采用独占式查询方式，每次处理一个字节，一次状态查询需要60个时钟周期；
（2）采用中断I/O方式，外设每准备好一个字节发送一次中断请求。

每次中断请求需要2个时钟周期，中断服务程序的执行需要1200个时钟周期；
（3）采用周期挪用的DMA方式，每挪用一次主存周期处理一个字节，一次DMA传送完成1000字节数据的传输，DMA初始化和后处理的总时间为2000个时钟周期，CPU和DMA没有访存冲突。

（4）如将外设的速度提高到5MBps，则上述三种方式中，哪些不可行，为什么？对于可行的I/O方式，计算机CPU花费在I/O操作上的时间占CPU时间的百分比。