计算机组成原理(唐朔飞)习题附标准答案

第一章思考题与习题
1．什么是计算机系统、计算机硬件和计算机软件？硬件和软件哪个更重要？
2．如何理解计算机系统的层次结构？
3．说明高级语言、汇编语言和机器语言的差别和联系。

4．如何理解计算机组成和计算机体系结构？
5．冯·诺依曼计算机的特点是什么？
6．画出计算机硬件组成框图，说明各部件的作用及计算机硬件的主要技术指标。

7．解释下列概念：
主机、CPU、主存、存储单元、存储元件、存储基元、存储元、存储字、存储字长、存储容量、机器字长、指令字长。

8．解释下列英文代号：
CPU、PC、IR、CU、ALU、ACC、MQ、X、MAR、MDR、I/O、MIPS、CPI、FLOPS。

9．根据迭代公式
)
(
2
1
n
n y
x
y
x+
=
，设初态y0=1，要求精度为ε，试编制求x的解题程序（指令系统自
定），并结合所编程序简述计算机的解题过程。

10．指令和数据都存于存储器中，计算机如何区分它们？
第一章计算机系统概论习题答案
1、答：
计算机系统由硬件和软件两大部分组成。

硬件即指计算机的实体部分，它由看得见摸的着的各种电子元器件，各类光电、机设备的实物组成，如主机、外设等。

软件时看不见摸不着的，由人们事先编制成具有各类特殊功能的信息组成，用来充分发挥硬件功能，提高机器工作效率，便于人们使用机器，指挥整个计算机硬件系统工作的程序集合。

软件和硬件都很重要。

2、答：
从计算机系统的层次结构来看，它通常可有五个以上的不同级组成，每一个上都能进行程序设计。

由下至上可排序为：第一级微程序机器级，微指令由硬件直接执行；第二级传统机器级，用微程序解释机器指令；第三级操作系统级，一般用机器语言程序解释作业控制语句；第四级汇编语言机器级，这一级由汇编程序支持合执行；第五级高级语言机器级，采用高级语言，由各种高级语言编译程序支持合执行，还可以有第六级应用语言机器级，采用各种面向问题的应用语言。

3、答：
机器语言由0、1代码组成，是机器能识别的一种语言。

汇编语言是面向机器的语言，它由一些特殊的符号表示指令，高级语言是面向用户的语言，它是一种接近于数学的语言，直观，通用，与具体机器无关。

4、答：
计算机组成是指如何实现计算机体系结构所体现的属性，它包含了许多对程序员来说是透明的硬件细节。

计算机体系结构是指那些能够被程序员所见到的计算机系统的属性，即概念性的结构与功能特性，通常是指用机器语言编程的程序员所看到的传统机器的属性，包括指令集、数据类型、存储器寻址技术、I/O 机理等等，大都属于抽象的属性。

5、答：
特点是：
(1) 计算机由运算器、存储器、控制器和输入设备、输出设备五大部件组成
(2) 指令和数据以同等的地位存放于存储器内，并可以按地址寻访
(3) 指令和数据均可以用二进制代码表示
(4) 指令由操作码和地址码组成，操作码用来表示操作的性质，地址码用来表示操作数所在存储器中的位置
(5) 指令在存储器内按顺序存放。

通常，指令是顺序执行的，在特定情况下，可根据运算结果或根据设定的条件改变执行顺序
(6) 机器以运算器为中心，输入输出设备与存储器的数据传送通过运算器。

6、答：
见下图
运算器用来完成算术和逻辑运算，并将运算的中间结果暂存再运算器内，它内部各部分用途如下： ACC ：累加器，用于存放操作数，如被加数及和，被减数及差，乘积高位、被除数及系数等。

MQ ：乘商寄存器，用于存放乘数及乘积地位、商。

X ：操作数寄存器，用于存放加数、减数、被乘数、除数。

ALU ：算逻部件，用来完成算术逻辑运算。

控制器用来控制，指挥程序和数据的输入，运行以及处理运算结果。

它内部各部分用途如下：
CU ：控制但愿，用来分析当前指令所需完成的操作，并发出各种微操作命令序列，用以控制所有被控对象。

PC ：程序计数器，用来存放当前欲执行指令的地址，而且具有计数功能。

IR ：指令寄存器，存放当前指令。

存储器：用来存放数据和程序。

它内部各部分用途如下：
MAR ：存放欲访问的存储但愿和地址。

MDR ：存放从存储体某但愿取出的代码或者准备往某存储单元存入的代码。

硬件的主要技术指标：
(1) 机器字长：指CPU 一次能处理数据的位数，通常与CPU 的寄存器位数有关
(2) 存储容量：包括主存容量和辅存容量，存放二进制代码的总数＝存储单元个数×存储字长
(3) 运算速度：主频、Gibson 法、MIPS 每秒执行百万条指令、CPI 执行一条指令所需时钟周期数、FLOPS 每秒浮点运算次数7、答：
主机：中央处理器，CPU 与主存储器合起来称为主机。

CPU ：运算器合控制器合起来称为中央处理器。

主存：是存储器子系统的一类，用来存放程序合数据，可直接与CPU 交换信息。

存储单元：由若干个连续的存储元件构成，是组成存储体的单位
存储(基)元：即存储元件，是构成存储单元的单位，每个存储(基)元只能寄存一位二进制代码0或1。

存储字：一个存储单元可存储一串二进制代码，称这串二进制代码为一个存储字。

存储字长：存储字所对应的二进制代码的个数称为存储字长。

存储容量：存储单元个数×存储字长，存储容量包括主存容量合辅存容量。

机器字长：指CPU 一次能处理数据的位数，通常与CPU 寄存器位数有关。

指令字长：一条指令在计算机中用一串二进制代码表示，此二进制代码的个数称为指令字长。

8、答：
CPU: central processing unit 中央处理器
PC: program counter 程序计数器
IR: instruction register 指令寄存器
CU: control unit 控制单元
ALU: arithmetic logic unit 算术逻辑运算单元
ACC: accumulator 累加器
MQ: multiplier-quotient register 乘商寄存器
X: 操作数寄存器
MAR: memory address register 存储器地址寄存器
MDR: memory data register 存储器数据寄存器
I/O: input/output equipment 输入与输出设备
MIPS: million instruction per second 每秒执行百万条指令
CPI: cycle per instruction 执行一条指令所需的时钟周期数
FLDPS: floating point operation per second 每秒浮点运算次数来衡量运算速度。

9、答：
主要有以下步骤：
(1) 取X到ACC
(2) 加1存于ACC
(3) 除2存于MQ，又[MQ]→主存单元m
(4) 取X到ACC
(5) 将y1从m中取出，执行[m]→X，[ACC]÷[X]→MQ，得x/yn
(6) [MQ]→ACC，执行yn＋x/yn，即[ACC]＋[X]→ACC
(7) 除2得结果于MQ，又[MQ]→ACC，[MQ]→m
(8) [ACC]－[X]→ACC，然后判断[ACC]与ε的大小，若|[ACC]|≦ε则到(9)，否则返回(5)
(9) 打印[m]
(10) 停机
10、答：
在取指阶段从存储器取出的信息即为指令，在执行阶段从存储器取出的信息为数据。

第三章思考题与习题
1．什么是总线？总线传输有何特点？为了减轻总线的负载，总线上的部件都应具备什么特点？
2．总线如何分类？什么是系统总线？系统总线又分几类？它们各有何作用？是单向的还是双向的？它们与机器字长、存储字长、存储单元有何关系？
3．常用的总线结构有几种？不同的总线结构对计算机的性能有什么影响？举例说明。

4．为什么要设置总线判优控制？常见的集中式总线控制有几种？各有何特点？哪种方式响应时间最快？哪种方式对电路故障最敏感？
5．解释下列概念：总线的主设备（或主模块）、总线的从设备（或从模块）、总线的传输周期和总线的通信控制。

6．试比较同步通信和异步通信。

7．画图说明异步通信中请求与回答有那几种互锁关系？
8．为什么说半同步通信同时保留了同步通信和异步通信的特点？
9．分离式通信有何特点？主要用于什么系统？
10．为什么要设置总线标准？你知道目前流行的总线标准有哪些？什么叫plug and play？哪些总线有这一特点？
11．画一个具有双向传送功能的总线逻辑图。

12．设数据总线上接有A、B、C、D、四个寄存器，要求选用合适的74系列芯片，完成下列逻辑设计：（1）设计一个电路，在同一时间实现D→A、D→B和D→C寄存器间的传送；
（2）设计一个电路，实现下列操作：
T0 时刻完成D→总线；
T1 时刻完成总线→A；
T2 时刻完成A→总线；
T3 时刻完成总线→B。

第三章系统总线习题部分答案
1、答：
①总线是连接多个部件的信息传输线，是个部件共享的传输介质。

②总线传输特点：在某一时刻，只允许有一个部件向总线发送信息，而多个部件可以同时从总线上接受相同的信息。

③为减轻总线上的负载，各种I/O设备要通过I/O接口接在总线上，而且还要通过三态门挂在总线上，没有数据交换时置成高阻态。

2、答：
①分类：按数据传输方式，可分为并行传输总线和串行传输总线。

按使用范围，可分为计算机总线，控制总线，网络通信总线。

按连接部件，可分为片内总线，系统总线，通信总线。

②系统总线指CPU，主存，I/O各大部件之间的信息传输线，按系统总线传输信息的不同，分为数据总线，地址总线，控制总线。

数据总线：用来传输各功能部件之间的数据信息，是双向传输总线，其位数与机器字长，存储字长有关，一般为8位，16位或32位。

地址总线：用来指出数据总线上的源数据或目的数据在贮存单元的地址，是单向传输的，其位数与存储单元的个数有关（几次幂的关系）
控制总线：用来发出各种控制信号的，对任意控制线，是单向的；对与机器字长，存储字长，存储单元无关系。

3、答：
常用的总线结构有单总线结构，双总线结构，三总线结构，四总线结构。

①单总线结构：将CPU，主存，I/O设备都挂在一组总线上，允许I/O之间或I/O与主存之间直接交换信息。

因为所有的传送都通过这组共享总线，极易形成计算机系统的瓶颈，不允许两个以上部件在同一时刻向总线传输信息，必然会影响系统工作效率的提高，其结构图见课本图3.2ISA.EISA总线是单总线结构
②双总线结构：双总线结构的特点是将速度较低的设备从总线上分离出来，形成主存总线与I/O总线分开的结构，见课本图3.5。

途中通道是一个具有特殊功能的处理器，CPU将一部分功能下放给通道，使其对I/O设备具有统一管理的功能，系统的吞吐能力可以相当大。

如果将不同速率的I/O设进行分类，然后将它们连接在不同的通道上，将成为总线结构。

③三总线结构：图3.6：主存总线用于CPU与主存间的传输；I/O总线供CPU与各类I/O之间传递信息，DMA总线用于高速外设（磁盘，磁带等）与主存之间直接交换信息。

图3.7:处理器于高速缓冲存储器Cache之间怎叫一条局部总线，Cache可以通过系统总线与主存传输信息，I/O 与主存之间也不必通过CPU。

还有一条扩展总线，可以支持相当多的I/O设备。

④四总线结构（见图 3.8）在三总线基础上，增加一条与计算机系统机密相连的高速总线，这种结构对高速设备而言，其自身的工作可以很少依赖处理器，同时他们又比扩展总线上的设备更贴近处理器。

4、答：
①如多个主设备同时要使用总线时，就由总线控制器的判优，仲裁逻辑按一定的优先级顺序，确定那个主设备能使用总线，只有获得总线使用权的主设备才能开始传送数据。

②常见的集中式总线控制有三种
⑴链式查询：其特点是只需很少几根线就能按一定优先次序实现总线控制，并且很容易扩充设备，但对电路故障很敏感。

⑵计数器定时查询：其特点是，计数可以从“0”开始，此时设备的优先次序是固定的，计数也可以从终止点开始，既是一种循环方式，此时设备使用总线的优先级相等，计数器的初始值还可以由程序设置，故优先次序可以改变。

此外，对电路故障不如链式查询方式敏感，但增加了主控线数，控制也较复杂。

⑶独立请求方式：其特点是：响应速度快，优先次序控制灵活（通过程序改变），但控制线数量多，总线控制更复杂。

③独立请求方式响应时间最快，链式查询对电路故障最敏感。

第四章思考题与习题
1．解释下列概念
主存、辅存、Cache、RAM、SRAM、DRAM、ROM、PROM、EPROM、EEPROM、CDROM、Flash Memory
2．计算机中哪些部件可用于存储信息，请按其速度、容量和价格/位排序说明。

3．存储器的层次结构主要体现在什么地方？为什么要分这些层次，计算机如何管理这些层次？
4．说明存取周期和存取时间的区别。

5．什么是存储器的带宽？若存储器的数据总线宽度为32位，存取周期为200ns，则存储器的带宽是多少？6．某机字长为32位，其存储容量是64KB，按字编址它的寻址范围是多少？若主存以字节编址，试画出主存字地址和字节地址的分配情况。

7．一个容量为16K⨯32位的存储器，其地址线和数据线的总和是多少？当选用下列不同规格的存储芯片时，各需要多少片？
1K⨯4位，2K⨯8位，4K⨯4位，16K⨯1位，4K⨯8位，8K⨯8位
8．试比较静态RAM和动态RAM。

9．什么叫刷新？为什么要刷新？说明刷新有几种方法。

10．半导体存储器芯片的译码驱动方式有几种？
11．画出用1024⨯4位的存储芯片组成一个容量为64K⨯8位的存储器逻辑框图。

要求将64K分成4个页面①，每个页面分16组，指出共需多少片存储芯片。

12．设有一个64K⨯8位的RAM芯片，试问该芯片共有多少个基本单元电路（简称存储基元）？欲设计一种具有上述同样多存储基元的芯片，要求对芯片字长的选择应满足地址线和数据线的总和为最小，试确定这种芯片的地址线和数据线，并说明有几种解答。

13．某8位微型机地址码为18位，若使用4K⨯4位的RAM芯片组成模块板结构的存储器，试问：（1）该机所允许的最大主存空间是多少？
（2）若每个模块板为32K⨯8位，共需几个模块板？
（3）每个模块板内共有几片RAM芯片？
（4）共有多少片RAM？
（5）CPU如何选择各模块板？
R作读写14．设CPU共有16根地址线，8根数据线，并用MREQ（低电平有效）作访存控制信号，W
命令信号（高电平为读，低电平为写）。

现有下列存储芯片：
ROM（2K⨯8位，4K⨯4位，8K⨯8位），
RAM（1K⨯4位，2K⨯8位，4K⨯8位）
及74138译码器和其他门电路（门电路自定）。

试从上述规格中选用合适芯片，画出CPU和存储芯片的连接图。

要求：
（1）最小4K地址为系统程序区，4096~16383地址范围为用户程序区；
（2）指出选用的存储芯片类型及数量；
（3）详细画出片选逻辑。

15．CPU假设同上题，现有8片8K⨯8位的RAM芯片与CPU相连，试回答：
（1）用74138译码器画出CPU与存储芯片的连接图；
（2）写出每片RAM的地址范围；
（3）如果运行时发现不论往哪片RAM写入数据后，以A000H为起始地址的存储芯片都有与其相同的数据，分析故障原因。

（4）根据（1）的连接图，若出现地址线A13与CPU断线，并搭接到高电平上，将出现什么后果？16．反映主存和外存的速度指标有何不同？
17．某机字长16位，常规的存储空间为64K字，若想不改用其他高速的存储芯片，而使访存速度提高到8倍，可采取什么措施？画图说明。

18．什么是“程序访问的局部性”？存储系统中哪一级采用了程序访问的局部性原理？
19．计算机中设置Cache的作用是什么？能不能把Cache的容量扩大，最后取代主存，为什么？20．Cache做在CPU芯片内有什么好处？将指令Cache和数据Cache分开又有什么好处？
21．设某机主存容量为4MB，Cache容量为16KB，每字块有8个字，每字32位，设计一个四路组相联映象（即Cache 每组内共有4个字块）的Cache组织，要求：
（1）画出主存地址字段中各段的位数；
（2）设Cache的初态为空，CPU依次从主存第0、1、2、…… 99号单元读出100个字（主存一次读出一个字），并重复按此次序读8次，问命中率是多少？
（3）若Cache的速度是主存的6倍，试问有Cache和无Cache相比，速度约提高多少倍?
22．简要说明提高访存速度可采取那些措施？
23．画出NR、NRZ、NRZ1、PE、FM写入数字串1011001的写入电流波形图。

24．以写入10010110为例，比较调频制和改进调频制的写电流波形图。

25．画出调相制记录01100010的驱动电流、记录磁通、感应电势、同步脉冲及读出代码等几种波形。

26．磁盘组有六片磁盘，每片有两个记录面，存储区域内径22cm，外径33cm，道密度为40道/cm，内层密度为400 位/cm，转速2400 转/分，问：
（1）共有多少存储面可用？
（2）共有多少柱面？
（3）盘组总存储容量是多少？
（4）数据传输率是多少？
27．某磁盘存储器转速为3000转/分，共有4个记录盘面，每毫米5道，每道记录信息12288字节，最小磁道直径为230mm，共有275道，求：
（1）磁盘存储器的存储容量；
（2）最高位密度（最小磁道的位密度）和最低位密度；
（3）磁盘数据传输率；
（4）平均等待时间。

28．磁表面存储器和光盘存储器记录信息的原理有何不同？
29．试从存储容量、存取速度、使用寿命和应用场合方面比较磁盘、磁带和光盘存储器。

30．写出1100、1101、1110、1111对应的海明码。

（1）按配偶原则配置；
（2）按配奇原则配置。

31．已知接受到的海明码（按配偶原则配置）为1100100，1100111，1100000，1100001，检查上述代码是否出错？第几位出错？
32．已知接收到下列海明码，分别写出它们所对应的欲传送代码。

1100000（按偶性配置）；
1100010（按偶性配置）；
1101001（按偶性配置）；
0011001（按奇性配置）；
1000000（按奇性配置）；
1110001（按奇性配置）；
33．欲传送的二进制代码为1001101，用奇校验来确定其对应的海明码，若在第六位出错，说明它的纠错过程。

34．为什么海明码纠错过程中，新的检测位P4P2P1的状态即指出了编码中错误的信息位？
35．设有效信息为1100，试用生成多项式G(x)=1011，将其编成循环冗余校验码。

36．有一个（7，4）码，其生成多项式G(x)=x3+x+1，写出代码1001的循环冗余校验码。

第四章存储器习题部分答案
1、答：
主存：与CPU直接交换信息，用来存放数据和程序的存储器。

辅存：主存的后援存储器，用来存放当前暂时不用的程序和数据，不予CPU直接交换信息。

CACHE：为了解决CPU和主存的速度匹配，提高访存速度的一种存储器，它设在主存与CPU间，起缓冲作用。

RAM：可读可写存储器，是随机存取的，在程序执行过程中既可读出也可写入，而且存取时间与存储单元所在位置无关。

SRAM：静态RAM，以触发器原理寄存信息。

DRAM：动态RAM，以电容充放电原理寄存信息。

ROM：只能对其存储的内容读出，而不能对其写入的只读存储器。

PROM：可实现一次性编程的只读存储器。

EPROM：可擦洗可编程的只读存储器，用紫外线照射进行擦写。

EEPROM：用电气方法进行擦写的可擦洗可编程的只读存储器。

CDROM：只读型光盘，此中光盘内数据程序由厂家事先写入，用户只能读出，不能修改或写入新的内容。

Flash Memory：快擦型存储器，是性能价格比号，可靠性高的可擦写非易失型存储器。

2、答：
计算机中有以下部件可以存储信息：寄存器、缓存、主存、磁盘、磁带等。

速度上：寄存器>缓存>主存>磁盘>磁带
容量上：寄存器<缓存<主存<磁盘<磁带
价格/位：寄存器>缓存>主存>磁盘>磁带
3、答：
(1) 存储器的层次结构主要体现在：缓存－主存和主存－缓存这两个存储层次上。

(2) 从CPU的角度来看，缓存－主存这一层次的速度接近于缓存，高于主存，其容量和位价却接近于主存。

从主存－缓存这一层次，其速度接近于主存，容量接近辅存，平均位价也接近于辅存，从而解决了速度、容量、成本这三者间的矛盾。

(3) 主存与缓存之间的数据调动是由硬件自动完成的，CPU不能直接访问辅存，辅存只能与主存交换数据，他们之间的信息调动均由硬件和操作系统来实现。

4、答：
存取周期：是指存储器进行连续两次独立的存储器操作（如连续两次读操作）所需的最小间隔时间。

存取时间：是指启动一次存储器操作（读或写）到完成该操作所需的全部时间。

由概念可知，这两个概念是有很大区别的，通常存取周期大于存取时间。

5、答：
(1) 存储器带宽：每秒从存储器进出信息的最大数量。

(2) 带宽＝32bit/200ns＝160M位/秒
7、答：
因为容量为16K×32，所以需地址线14根，数据线32根，总和是46根。

需要128片1K×4，32片2K×8，32片4K×4，32片16K×1，16片4K×8，8片8K×8
8、答：
静态RAM是触发器存储信息，因此即使信息读出后，它仍保持其原状态，不需要在城，但电源掉电时，原存信息丢失。

动态RAM靠电容存储电荷的原理来寄存信息，即使电源不掉电，信息也会自动消失。

动态RAM的优点：
①在同样大小的芯片中，动态RAM的集成度远高于静态RAM，如动态RAM的基本单元电路为一个MOS 管，静态RAM的基本单元电路为六个MOS管；②动态RAM行、累地址按先后顺序输送，减少了芯片引脚，封装尺寸也减少；③动态RAM的功耗仅为静态RAM的1/6；动态RAM的价格仅为静态RAM的1/4
动态RAM的缺点：
①由于使用动态元件，因此他的速度比静态RAM低；②动态RAM需要再生，故需配置再生电路，也需要消耗一部分功率。

15、答：
(1) 见下图
(2) 第一片0000H~1FFFH，第二片2000H~3FFFH，……，第八片E000H~FFFFH
(3) 说明译码器有误，第六根线的输出始终是0。

24、答：
见下图
30、答：
配奇：1010100，0111101，1111110，0010111
配偶：0111100，1010101，0010110，1111111
31、答：
1100100第6位错，1100111第7位错，1100000第3位错，1100001第4位错
32、答：
1100000欲传送代码是1000，1100010欲传送代码是0110，1101001欲传送代码是0001，
0011001欲传送代码是1000，1000000欲传送代码是0010，1110001欲传送代码是1001
35、答：
1101100
36、答：
1001110
第五章思考题与习题
1.I/O有哪些编址方式？各有何特点？
2.简要说明CPU与I/O之间传递信息可采用哪几种联络方式？它们分别用于什么场合？
3.I/O与主机交换信息时，共有哪几种控制方式？简述它们的特点。

4.试比较程序查询方式、程序中断方式和DMA方式对CPU工作效率的影响。

5.图形显示和图像显示有何区别？
6.字符显示器的接口电路中配有缓冲存储器和只读存储器，各有何作用？
7.试比较针式打印机、激光打印机和喷墨打印机。

某计算机的I/O设备采用异步串行传送方式传送字符信息。

字符信息的格式为一位起始位、七位数据位、一位检验位和一位停止位。

若要求每秒钟传送480个字符，那么该设备的数据传送速率为多少？
9.什么是多媒体技术？简要说明研制多媒体计算机的关键技术。

10.什么是I/O接口？为什么要设置I/O接口？I/O接口如何分类？
11.简述I/O接口的功能和基本组成。

12.结合程序查询方式的接口电路，说明其工作过程。

13.说明中断向量地址和入口地址的区别和联系。

14.在什么条件下，I/O设备可以向CPU提出中断请求？
15.什么是中断允许触发器？它有何作用？
16.在什么条件和什么时间，CPU可以响应I/O的中断请求？
某系统对输入数据进行取样处理，每抽取一个输入数据，CPU就要中断处理一次，将取样的数据存至存储器的缓冲区中，该中断处理需P秒。

此外，缓冲区内每存储N个数据，主程序就要将其取出进行处理，这个处理需Q秒。

试问该系统可以跟踪到每秒多少次中断请求？
18.试用键盘设备为例，结合中断接口电路，说明其工作过程。

在程序中断方式中，磁盘申请中断的优先权高于打印机。

当打印机正在进行打印时，磁盘申请中断请求。

试问是否要将打印机输出停下来，等磁盘操作结束后，打印机输出才能继续进行？为什么？
20.试比较单重中断和多重中断服务程序的处理流程，说明他们不同的原因。

21.DMA方式有何特点？什么样的I/O设备与主机交换信息时采用DMA方式，举例说明。

22.CPU对DMA请求和中断请求的响应时间是否一样？为什么？
23.结合DMA接口电路说明其工作过程。

24.DMA的工作方式中，CPU暂停方式和周期挪用方式的数据传送流程有何不同，画图说明。

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？
设磁盘存储器转速为3 000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？
27.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。

28.解释周期挪用，分析周期挪用可能会出现的几种情况。

29.试从五个方面比较程序中断和DMA方式有何区别。

30.什么是多重中断？实现多重中断的必要条件是什么？
第五章输入输出系统习题部分答案
1、答：
I/O的编制方式有两种：统一编址和不统一编址。

统一编址就是将I/O地址看作是存储器地址的一部分。

不统一编址就是将I/O地址和存储器地址分开，所有对I/O的访问必须有专用的I/O指令。

统一编址占用了存储空间，减少了主存容量，但无需专用的I/O指令。

不统一编址由于不占用主存空间，所以不影响主存容量，但是需要设置I/O专用指令。

2、答：
CPU与I/O之间传递信息可以采用以下3种联络方式。

第一种是立即响应方式，它适用于一些工作速度十分缓慢的I/O设备。

第二种是异步工作采用应答信号联络，这种方式适用于I/O设备与主机工作速度不匹配时的情况。

第三种是同步工作采用同步时标联络，这种方式用于I/O设备与CPU的工作速度完全同步。