第7章 输入输出系统与接口
《Java基础入门》_课后习题答案大一计算机专业7
《Java基础入门》课后习题答案第7章IO（输入输出）一、填空题1、Java中的I/O流，按照传输数据不同，可分为：字节流、字符流2.在Buffer与Channel交互时，数据从：Channel、读取到Buffer 中，或从Buffer入到Channel 中。
3.用于将字节流转换为字符流的是：InputStreamReader、OutputStreamWriter2、NIO主要有三大核心部分：Buffer、Channel、Selector5、Java中提供了一个类：RandomAccesseFile，它不但具有读写文件的功能，而且可以随机地从文件的任何位置开始执行读写数据的操作。
二、判断题1. 如果一个File表示目录下有文件或者子目录，调用delete（）方法也可以将其删除。
错2.对象序列化是指将一个Java 对象转换成一个I/0 流中字节序列的过程。
对3.Channel 是一个接口对象，它类似于传统的流对象。
对4.InputStream类的close()方法是用于关闭流并且释放流所占的系统资源。
对5,BufferedInputStream 和BufferedOutputStream 不是字节缓冲流。
错三、选择题1.下面选项中，哪些是标准输人输出流?(多选) （AB）A. System.InB.System. OutC.InputStreamD.OutputStream2.File类中以字符串形式返回文件绝对路径的方法是哪一项？（C)A. getParent()B. getNamel)C. getAbsolutePathOD. getPath()3.以下创建RandomAccessFile类实例对象的代码，哪些是正确的？（多选）（AB)A.new RandomAccessFile(new File("D:\\itcast\\dirl\test. java"),”rw”);B.new RandomAccessFile("D:\\itcast\\dirl\test. java","r");C. new RandomAccessFile("D:\\itcast\\dir1\\test.java");D. new RandomAccessFile("D:\\itcast\\dir1\\test.java","wr")4.以下选项中,哪个流中使用了缓冲区技术? (A)A. BufferedOutputStreamB. FileInputStreamC. DataOutputStreamD. FileReader5.以下选项中，关于Java NIO 中Buffer类的常用说法正确的是哪一项?(B)A.clearO方法会清除缓冲区数据，并将position 设置为0.limit 设置为capacity OB.fip()方法先将limit 设置为当前position 位置，然后再将pson设置为0C.mark()方法用于设置Buffer 的标记(mark),其能在0 与limi 之间做标记D.rewind()方法将position 设置为0,并设置mark 标记四、简答题1、简述I/O 流的概念。
8071第七章输入输出接口技术第一节内容2009.01.20(第三稿)
2.I/O端口独立编址
优点：
I/O端口的地址空间独立 控制和地址译码电路相对简单 专门的I/O指令使程序清晰易读 I/O指令没有存储器指令丰富
缺点：
80x86采用I/O端口独立编址
2013年8月1日星期四 中北大学《微机原理及接口技术》 37
Байду номын сангаас
2.I/O端口独立编址
特点：
00000H 内存 地址
12
7.1.3 I/O接口的主要功能
对输入输出数据进行缓冲和锁存 输出接口有锁存环节，输入接口有缓冲环节 实际的电路常用： 输出锁存缓冲环节，输入锁存缓冲环节 对信号的形式和数据的格式进行变换 微机直接处理：数字量、开关量、脉冲量 对I/O端口进行寻址 与CPU和I/O设备进行联络
中北大学《微机原理及接口技术》 24
2013年8月1日星期四
外设接口
输入接口 输出接口 并行接口 串行接口
数字接口
模拟接口
2013年8月1日星期四
中北大学《微机原理及接口技术》
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输入输出接口的特点
输入接口：
要求对数据具有控制能力（常用三态门实现）
输出接口：
要求对数据具有锁存能力（常用锁存器实现）
中北大学《微机原理及接口技术》
6
7.1.2 I/O接口概述
为什么需要I/O接口（电路）？
多种外设
微机的外部设备多种多样
工作原理、驱动方式、信息格式、以及工作 速度方面彼此差别很大
它们不能与CPU直接相连 必须经过中间电路再与系统相连 这部分电路被称为I/O接口电路
第7章输入输出习题参考解答
第7章思考题与习题参考答案1．计算机的I/O系统的功能是什么？它由哪几个部分组成？答：计算机的I/O系统，主要用于解决主机与外部设备间的信息通讯，提供信息通路，使外围设备与主机能够协调一致地工作。
计算机的I/O系统由I/O硬件和I/O软件两大部分组成。
其中I/O硬件包括：系统总线、I/O接口、I/O设备及设备控制器。
I/O软件包括：用户的I/O程序、设备驱动程序、设备控制程序。
2．I/O硬件包括哪几个部分？各部分的作用是什么？答：I/O硬件包括：系统总线、I/O接口、I/O设备及设备控制器。
系统总线的作用是为CPU、主存、I/O设备（通过I/O接口）各大部件之间的信息传输提供通路。
I/O接口通常是指主机与I/O设备之间设置的一个硬件电路及其相应的控制软件。
它用于在系统总线和外设之间传输信号，并起缓冲作用，以满足接口两边的时序要求。
I/O设备的作用是为主机与外部世界打交道提供一个工具。
设备控制器用来控制I/O设备的具体动作，不同的I/O设备需要完成的控制功能不同。
3．什么是用户I/O程序？什么是设备驱动程序？什么是设备控制程序？答：用户I/O程序是指用户利用操作系统提供的调用界面编写的具体I/O设备的输入输出程序。
例如用户编写的用打印机输出文本的程序。
设备驱动程序是一种可以使计算机和设备通信的特殊程序。
可以说相当于操作系统与硬件的接口，操作系统只有通过这个接口，才能控制硬件设备的工作，假如某设备的驱动程序未能正确安装，便不能正常工作。
设备控制程序就是驱动程序中具体对设备进行控制的程序。
设备控制程序通过接口控制逻辑电路，发出控制命令字。
命令字代码各位表达了要求I/O设备执行操作的控制代码，由硬件逻辑解释执行，发出控制外设的有关控制信号。
4．说明设计I/O系统的三个要素的具体内容。
答：设计I/O系统应该考虑如下三个要素：①数据定位： I/O系统必须能够根据主机提出的要求进行设备的选择，并按照数据在设备中的地址找到相应的数据。
计算机组成原理(第七章 输入输出系统
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：将输入输出设备中控制寄存器、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来实现的，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1/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1/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。
数字信号输入输出接口电路
2019/2/16
单片机原理与应用
2. 编码输入/输出方式
在这种方式中，将若干条用途相同（均为输入或输 出）的I/O引脚组合在一起，按二进制编码后输入或输出。 例如，对于n条输出引脚，经过译码后，可以控制2n个设 备；对于2n个不同时有效的输入量，经过编码器与CPU连 接时，也只需要n个引脚，如图7-1(b)所示。
8255 I/O口有三种工作方式： 方式0，基本输入/输出方式。特点是对输出信号锁存功 能；对输入信号没有锁存功能。 方式1，选通输入/输出方式。特点是使用C口部分引脚 作为 A 、 B 通信联络信号，对输入、输出数据均具有锁存 功能。 方式2，双向传输方式。只有A口可以工作于方式2， 使用C口部分引脚作为双向传输联络信号，对输入、输出 数据均具有锁存功能。
表7-2 8255工作方式控制字各含义
1 b6 b5 b4 b3 b2 b1 b0
工作 方式 控制 字特 征
A口 工作方式控制 00（方式0） 01（方式1） 1x（方式2）
A口 输入/输出 控制 0（输出） 1（输入）
C口高4位 输入/输出 控制 0（输出） 1（输入）
B口 工作方式 控制 0（方式0 ） 1（方式1 ）
2019/2/16 单片机原理与应用
P A N
第7章 数字信号输入输出接口电路
7.1 开关信号输入/输出方式
开关信号包括脉冲信号、电平信号。在单片机控制系 统中，常采用如下几种方式现实开关信号的输入和输出。
2019/2/16
单片机原理与Βιβλιοθήκη 用P A N第7章 数字信号输入输出接口电路
1. 直接解码输入/输出方式
微机原理第七章题库
第七章注意的问题：本章中控制信号后面的#表示此信号低电平有效。
一、选择1、 8086/8088CPU对I/O端口使用（）编址方法。
A、独立B、统一C、直接D、间接2、 8086/8088CPU使用（）根地址线对I/O编址。
A、 8B、 10C、16D、203、 8086/8088CPU对I/O端口的最大寻址空间为（）。
A、 8KBB、 16KBC、64KBD、1MB4、 8086有一个独立的I/O空间，该空间的最大范围是（）A、 8KBB、 16KBC、64KBD、1MB5、 8086CPU采用I/O独立编址方式，可使用（）线的地址信息寻址I/O端口。
A、 AD7-AD0B、 AD15-AD0C、 AD19-AD0D、 AD23-AD06、某8088CPU构成的系统中，用10根地址线对I/O端口寻址，因而I/O端口的地址空间为（）A、 1KBB、 10KBC、16KBD、64KB7、某8088CPU构成的系统中，占用地址空间0-1FFH，因而至少需用（）根地址线对I/O端口寻址。
A、 8B、 9C、 10D、 118、若某8086CPU构成的系统中，具有1024个8位端口，则至少需用（）根地址线对I/O端口寻址。
A、 4B、 8C、 10D、 169、 8086/8088CPU读写一次存储器或I/O端口操作所需要的时间称为一个（）A、总线周期B、指令周期C、时钟周期D、基本指令执行周期10、 8086/8088CPU的基本I/O总线周期为（）个时钟周期A、 6B、 5C、 4D、 311、在8088CPU构成的系统中，组合16位的I/O端口时，最好将其起始地址选为（）地址A、奇B、偶C、页D、段12、在8088CPU构成的系统中，组合16位的I/O端口时，最好将其起始地址选为偶地址是为了（）A、减少执行指令的总线周期B、减少执行指令的字节数C、节省占用的内存空间D、对内存单元快速寻址13、 8086/8088CPU按I/O指令寻址方式得到的地址是( )A、物理地址B、有效地址C、段内偏移量D、 I/O端口地址14、 8088 CPU对地址为240H的I/O端口读操作指令为（）A、 MOV AL,240HB、 MOV AL,[240H]C、 IN AL，240HD、 MOV DX，240H IN AL，DX15、 8086/8088CPU的输出指令OUT Dest，Src中目的操作数Dest只能是（）A、 8位或16位端口地址B、 8位端口地址或DX寄存器C、 16位寄存器D、任意16、 8086/8088CPU的输入指令IN Dest，Src中目的操作数Dest只能是（）A、 8位或16位端口地址B、 8位端口地址或DX寄存器C、 16位寄存器D、任意17、 8086CPU的输入指令是将输入设备的一个端口中的数据传送到（）寄存器。
第七章 输入输出(IO)系统
一、选择1、计算机所配置的显示器中，若显示控制卡上双薪存储器的容量是1MB，则当采用800×600像素的分辨率时，每个像素最多可以有（C）种不同的颜色。
A.256B.65536C.16MD.40962、CRT的分辨率为1024×1024像素，像素的颜色数为256，则刷新存储器的容量约为（B）A.256MB.1MC.256KBD.32MB3、CRT的分辨率为1024×1024像素，像素的颜色总数为256色，则刷新存储器每单元字长是（A）A.1个字节B.2个字节C.256个字节D.1024个字节4、若计算机屏幕上每个像素的灰度级为256，则刷新存储每个单元的宽度是。
5、显示汉字采用点阵字库，若每个汉字用16×16的点阵表示，7500个汉字的字库容量是240KB 。
6、磁盘存储器的等待时间通常是磁盘旋转半周所用的时间。
7、某磁盘的转速为7200r/min，传输速度为4MN/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（D）A.3.9msB.4.7msC.5.5msD.6.1ms8、一个磁盘的转速为7200转/分，每个磁道有160个扇区，每扇区有512字节，那么理想情况下，其数据传输率为（C）A.7200×160KB/s B.7200KB/sC.9600KB/sD.19200KB/s9、某计算机系统中，假定硬盘以中断方式与处理机进行数据输入输出，以16位为传输单位，传输率为50KB/s，每次传输的开销（包括中断）为100个CPU时钟，处理器的主频为50MHz，请问软盘数据传送时占处理器的时间比例是10、设一个磁盘盘面共有200个磁道，盘面总存储容量60MB，磁盘旋转一周的时间为25ms，每磁道有8个扇区，各扇区之间有一间隙，磁头通过每个间隙需 1.25ms。
则磁盘通道所需最大传输率是11、下列有关程序中断I/O方式的叙述中，错误的是（D）A. 程序中断I/O方式是CPU和外设能够并行工作B. 中断I/O方式下，外设和CPU直接交换数据C. 中断I/O方式下，CPU会有额外的开销用于断点、现场的保护和回复等D. 中断I/O方式适用于像磁盘一类的高速设备12、指令执行结果出现异常而引起的中断是（B）A.I/O中断B.程序性中断C.机器校验中断D.外中断13、主存故障引起的中断是（C）A.I/O中断B.程序性中断C.机器校验中断D.外中断14、为了实现多级中断，保存现场信息最有效的方法是（B）A.通用寄存器B.堆栈C.存储器D.外存15、在中断处理过程中，完全由硬件自动执行的步骤是（A）A.保存中断点B.识别中断点C.保存将被中断服务程序破坏的通用寄存器的内容D.返回中断点16、在蛋鸡中断系统中，CPU一旦响应，则立即关闭中断允许标志，以防止本次中断任务结束前同级的其他中断产生另一次中断进行干扰。
操作系统 第7章操作系统的接口
操作系统的接口种类
操作系统是用户与计算机系统之间的接 口，用户在操作系统的帮助下，可以安 全可靠、方便、快速地使用计算机系统。 操作系统的三种接口 命令级接口 程序级接口 图形级接口
北京林业大学信息学院
（一）命令级接口
系统提供作业控制语言或操作控制命令，来 使用户利用这些命令组织和控制作业的执行。
JOB1 JOB2 JOB3 JOB4
北京林业大学信息学院
最高响应比优先作业算法计算结果
估计运 开始时 结束时 行时间 间 间 （分钟） JOB1 120 8：00 8：00 10：00 JOB2 50 8：50 10：10 11：00 JOB3 10 9：00 10：00 10：10 JOB4 20 9：50 11：00 11：20 作业平均周转时间 T = 102.5 作业带权平均周转时间 W = 3.775 作业 进入时 间 周转时 带权周 间 转时间 （分钟） 120 1 130 2.6 70 7 90 4.5 410 15.1
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作业的处理过程
运行
待 等 O I/
进 调 程 度
完成
作业调度 用户 提交 收容 就绪
I/O 完成
阻塞
执行 作业录入 作业调度
作业提交：作业的输入； 作业执行：先到"就绪"，经调度"运行"，有I/O请求" 等待"，I/O完成到"就绪" 作业完成：作业的输出；
北京林业大学信息学院
北京林业大学信息学院
访管指令
用户程序在算态下运行，只能使用算态指令，而
操作系统是系统程序，在管态下运行，它既可使用算
态指令，也能使用特权指令。而用户要使用外设， 必须在管态下完成， 因而引入访管指令。 访管指令主要功能为： ① 实现从算态到管态的改变； ② 在管态下由操作系统代替用户完成其请求； ③ 操作系统工作完成后由管态返回到算态。
数控机床第7章 典型数控系统通信接口与系统连接(2015-08)
周德卿 2015.8
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图7-7 802S/802C型经济型数控系统组成各主要单元连接示意图
周德卿 2015.8
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(3)802D普及型数控系统
SINUMERIK 802D是输出数字量插补指令信号的半闭环数控系统， 核心部件是CNC的面板控制单元(PCU210)，可控制4个联动进给轴和1 个模拟主轴或串行数字主轴。
【教学课时】 6课时
周德卿 2015.8
1
7.1 典型数控系统产品简介
根据我国机床行业数控系统应用和发展的水平情况，机床数控系统 产品大致可分为经济型(步进电动机，二至三轴联动开环控制)、普及 型(交流伺服电动机、三轴联动、半闭环控制)、中高档或高档型(交流 伺服电动机、三轴以上联动、全闭环控制)。随着我国国民经济的发展， 机械加工制造业技术水平正在迅速提高，近年来主流数控机床也以普 及型和中高档数控系统为主。
新系统与同类产品相比，具有精度高、硬件结构简单可靠、操作 便捷、智能编程、连接与安装调试容易、性价比高及采用了现场总 线技术等特点，有的功能甚至巳达到原高档系统才具有的水平。西 门子公司机床数控系统产品系列型谱进程表如图7-6所示。
周德卿 2015.8
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图7-6 西门子SINUMERIK机床数控系统产品系列型谱进程表
802D无论在处理速度、功能等都提供了良好的性能/价格比，到了 中档数控系统水平，被广泛应用于数控铣床、加工中心上。但是目前 有被性能价格比更高的828D系统取代的趋势。
3
图7-1 KND-100Ti-D数控系统各单元产品图
(初一数学)第7章输入输出
对于函数 (f(x) = x^2)，当输入 (x = 2) 时，输出结果为 (4)。
方程输入
总结词
方程的输入和输出是解决方程问题的关键。
详细描述
方程是数学中描述等量关系的工具。方程的输入是指已知的等量关系和未知数的取值范围，而输出是指解得的未知数 的值。通过对方程进行输入和输出的计算，可以找到满足等量关系的未知数。
输入格式
文本、图像、音频、视频 等，根据处理需求选择合 适的输入格式。
输出基础
输出设备
显示器、打印机、音响等， 用于将处理结果呈现给用 户。
输出方式
文本、图像、音频、视频 等，根据需求选择合适的 输出方式。
输出格式
PDF、Word、Excel、 PPT等，根据不同需求选 择合适的输出格式。
输入与输出的关系
本章重点回顾
输入输出与其他章节的联系 与前序章节的关联知识点
与后续章节的关联知识点
学习建议与思考题
学习建议
深入理解输入输出的概念和作用，掌握基本类型 和格式
通过实际应用案例，理解输入输出的应用场景和 优势
学习建议与思考题
• 结合其他章节的知识点，形成完整的知识体系
学习建议与思考题
思考题
1
2
1. 什么是输入输出？它在数学建模中的作用是什 么？
例子
对于代数表达式 (2x + 1)，当输入 (x = 5) 时，输出结果为 (11)。
函数输入
01
总结词
理解函数的输入和输出是掌握函数性质的基础。
02 03
详细描述
函数是数学中描述变量之间关系的工具。函数的输入是指自变量的取值， 而输出是指因变量的取值。通过观察函数的输入和输出，可以了解函数 的性质，如单调性、奇偶性等。
计算机操作系统---第7章 操作系统接口
命令接口包括:联机用户接口和脱机用户接口
终端用户利用该 接口可以调用操 作系统的功能， 取得操作系统 的服务。
专为批处理 作 业的用户提 供 的。（批处 理 用户接口）
7.1.1 联机用户接口
也称联机命令接口。 分类：字符显示式用户界面；图形化用 户界面
命令 语言 命令行方 式和批命 令方式
中断和异常的区别如下(2)： •异常是由处理器正在执行现行指
令而引起的，一条指令执行期间允 许响应异常，异常处理程序提供的 服务是为当前进程所用的。 异常又分为出错和陷入。
出错和陷入的区别如下： •它们发生时保存的返回指令地址 不同，出错保存指向触发异常的那 条指令，而陷入保存指向触发异常 的那条指令的下一条指令。 •从异常返回时，出错会重新执行 那条指令，而陷入就不会重新执行 那条指令。如缺页异常是一种出错， 而陷入主要应用在调试中。
首先,将处理机状态由用户态转为系统态 其次,是分析系统调用类型,转入相应的系 统调用处理程序 在系统调用处理子程序执行完后,应恢复 被中断的或设置新进程的CPU现场,然后 返回被中断进程或新进程,继续往下执行
4.系统调用处理子程序的处理过程
7.4
UNIX系统调用
7.4.1 UNIX系统调用的类型
在程序设计语言(如C语言)中，往往 提供与各系统调用对应的库函数， 应用程序可通过对应的库函数来使 用系统调用， 库函数的目的是隐藏访管指令细节， 使系统调用更象过程调用，但一般 地说，库函数属于用户程序而非系 统程序。
操作系统为用户提供系统调用 也出于安全和效率考虑，使得 用户态程序不能自由地访问内 核关键数据结构或直接访问硬 件资源。
1.命令行方式：Command arg1 arg2…argn
计算机组成原理第7章习题11
习题7一．单选选择题12．计算机系统的输入/输出接口通常是的交界面。
A. CPU与存储器之间B. 存储器与打印机之间C. 主机与外围设备之间D. CPU与系统总线之间13．在具有中断向量表的计算机中，中断向量地址是。
A. 子程序入口地址B. 中断服务程序的入口地址C. 中断服务程序入口地址的地址D. 例行程序入口地址16．如果有多个中断同时发生，系统将根据中断优先级响应优先级最高的中断请求。
若要调整中断事件的处理次序，可以利用。
A. 中断嵌套B. 中断向量C. 中断响应D. 中断屏蔽^18．中断系统中的断点是指。
A．子程序入口地址B．中断服务子程序入口地址C．中断服务程序入口地址表D．中断返回地址19．在独立编址方式下，CPU对存储单元和I/O设备的访问是靠来区分的。
A．不同的地址代码B．不同的地址总线C．不同的指令和不同的控制信号D．上述都不对23．采用DMA方式高速传输数据时，数据传送是。
A．在总线控制器发出的控制信号控制下完成的B．由CPU执行的程序完成的C．在DMA控制器本身发出的控制信号控制下完成的~D．由CPU响应硬中断处理完成的24. 下列有关DMA方式进行输入输出的描述中，正确的是。
A. 一个完整的DMA过程，部分由DMAC控制，部分由CPU控制B. 一个完整的DMA过程，完全由CPU控制C. 一个完整的DMA过程，完全由CPU采用周期窃取方式控制D. 一个完整的DMA过程，完全由DMAC控制，CPU不介入任何控制25. 在DMA传送方式中，发出DMA请求的是。
A. 主存B. DMA控制器C. CPUD. 外部设备26. DMA访问主存时让CPU进入等待状态，等DMA的一批数据访存结束后再恢复工作，这种情况称为。
A. CPU暂停方式B. 存储器分时方式C. 周期挪用方式D. 透明的DMA >27. 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.发中断请求D. 向CPU提出传输结束28. 下列关于DMA方式的正确说法是。
第7章 外部设备(输入输出设备)
13
2.写入过程 写入时，在写磁头线圈中通以一定 方向的写电流，所产生的磁通将从磁头的 头隙进入记录介质，然后流回磁头，形成 一个回路，于是在磁头下方的一个局部区 域被磁化，形成一个磁化单元（或称记录 单元）。 3.读出过程 读出时，读磁头线圈不外加电流。 当某一磁化单元运动到读磁头下方时，使 得磁头中流过的磁通有很大的变化，于是 在读磁头线圈两端产生感应电动势e。
按位编码记录方式
T0 1 PE FM MFM M2 FM 0 1 1 1 0 0 0 1
图7-2(b) 按位编码记录方式的写电流波形
24
第7章 外部设备
2.按位编码记录方式 ⑴调相制（PE） 调相制又称相位编码方式。它采用 0 °和 180 °相位的不同分别表示“ 1 ”或 “0”。它的编码规则是：记录“1”时， 写电流在位周期中间由负变正；记录“ 0 ” 时，写电流在位周期中间由正变负。当连 续出现两个或两个以上“1”或“0”时， 为了维持上述原则，在位周期的边界上也 要翻转一次。这种记录方式常用于磁带机 中。
第7章 外部设备
25
2.按位编码记录方式（续） ⑵调频制（FM） 调频制是根据写电流的频率来区分 记录“ 1 ”或“ 0 ”的。记录“ 1 ”时，写 电流在位周期中间和边界各改变一次方向； 记录“ 0 ”时，写电流仅在位周期边界改 变一次方向。因此，记录“ 1 ”的磁通翻 转频率为记录“ 0 ”时的两倍，故又称倍 频制。若以T0表示位周期，则调频制的磁 通翻转间距为 0.5T0 和 T0。这种记录方式 主要应用于早期的硬磁盘机和单密度软磁 26 第7章 外部设备 盘机中。
3
本章学习内容 • 7.1 外部设备概述 • 7.2 磁介质存储器的性能和原理 • 7.3 磁介质存储设备 • 7.4 磁盘阵列（RAID） • 7.5 光盘存储器 • 7.6 新型辅助存储器 • 7.7 键盘输入设备 • 7.8 其他输入设备 • 7.9 打印输出设备 • 7.10 显示设备
第7章 计算机网络的组成
（三）调制解调器
调制解调器(modem)包括：
– 调制器(MOdulator)：把要发送的数字信号转
换为频率范围在 300~3400 Hz 之间的模拟信 号，以便在电话用户线上传送。
– 解调器(DEModulator)：把电话用户线上传送
来的模拟信号转换为数字信号。
（三）调制解调器
分类：
外置式
线外有一层起绝缘作用的塑性材料，再包上一层金属 屏蔽网，用于屏蔽外界的干扰，最外面是起绝缘保护 作用的塑性外壳。 既可用于传输模拟信号，也可用于传输数字信号。 同轴电缆的最大传输距离随电缆型号和传输信号的不 同而不同，一般可达几公里甚至几十公里。 绝缘保护套层 外导体屏蔽层 绝缘层
内导体
（二）光纤和光缆
内置式 插卡式（笔记本) 机架式（网络中心） 重要的性能指标：传输速率 常见：56Kbps
调制解调器可分为多种类型
外置式(放置于机箱外，通过串行通讯口与主机 连接)
内置式(安装在机器主板或PCI总线上)
（四）中继器（
Repeater ）
用于延伸拓扑结构相同的局域网，在物理层连接 两个网。
•作用：
2.连接方式：每个工作站是用双绞线连接到集线 器上，由集线器对工作站进行集中管理。
HUB
......
HUB HUB
......
Workstation Workstation Workstation
......
Workstation
Server
3.分类：
共享式集线器 :连结在总线上的所有设备 共享该总线的带宽（物理上看是星型结构 但实际上是总线型）。
核心设备。 网络服务器根据其提供的服务可以分为：
文件服务器、打印服务器、域名服务器、通讯服务器、 消息服务器、应用服务器和数据库服务器等
微机原理、汇编语言与接口技术 第七章 习题答案 人民邮电出版社(周杰英 张萍 郭雪梅 著)
第7章输入/输出接口习题与参考答案这一章的习题与参考答案分为两大部分，一部分是输入输出概述及DMA控制器的习题与参考答案；另一部分是中断及中断控制器部分的习题与参考答案。
一、输入输出概述及DMA控制器的习题与参考答案1、请说明为什么输入接口的数据缓冲寄存器必须有三态输出功能而输出接口却不需要的原因。
解：输入接口的数据缓冲寄存器的输出端是直接接在数据总线上的，如果数据寄存器没有三态输出功能，则无论数据寄存器被寻址选中或未被选中，其数据都会被送上数据总线，若此时总线上真正要传送的数据与该输入缓存器的内容不一致时，就会发生总线冲突。
所以，输入接口的数据缓冲器必须有三态输出功能，以便当接口未被寻址选中时，其输出端处于高阻态，从而与总线隔离。
对于输出接口来说，是输入端与数据总线相连，而输出端是与外设相连，因此其输出不影响总线状态；另外，一个外设一般只与一个输出数据缓存器相连，因此输出接口的数据缓存器无须有三态输出功能。
2、8086/8088CPU中哪些寄存器可以用于I/O寻址？若I/O端口地址分别是10H和100H，分别写出向这两个端口写入73H的程序段。
解：8086/8088CPU内可以用于I/O寻址的寄存器为AL、AX和DX。
向端口10H写入73H的程序段为：MOV AL，73HOUT 10H，AL向端口10H写入73H的程序段为：MOV AL，73HMOV DX，100HOUT DX，AL3、图为7段显示器接口，显示器采用共阳极接法，试编写程序段，使AL中的一位十六进制数显示于显示器上。
输出锁存器地址为40H。
解：TABLE DB 3FH，06H，5BH，4FHDB 66H，6DH，7DH，07HDB 7FH，67H，77H，7CH，DB 39H，5EH，79H，71HLEA BX，TABLEXLA TOUT 40H，AL4、PC/XT机有哪些输入输出方式？各自的特点如何？DMA控制器应具备哪些功能？解：无条件方式：需要外设处于就绪状态，硬件简单；查询方式：CPU需要不断地查询外设是否就绪，浪费CPU时间，硬件较简单；中断方式：外设准备好后，向CPU发中断请求，请求CPU完成数据传输，外设与CPU 并行；硬件又比前两者复杂。
计算机组成原理习题第七章
计算机组成原理习题第七章第七章一．填空题1CPU响应中断时需要保存当前现场，这里现场指的是和的内容，它们被保存到中。
2在中断服务程序中，保护和恢复现场之前需要中断。
3DMA只负责总线上进行数据传送，在DMA写操作中，数据从传送到4总线的裁决方式速度最高。
5某机有四个中断源，优先顺序按1→2→3→4降序排列，若想将中断处理次序改为3→1→4→2，则1、2、3、4中断源对应地屏蔽字分别是、、和6I/O接口电源通常具有、、和功能。
7I/O的编址方式可分为和两大类，前者需有独立的I/O指令，后者可通过指令和设备交换信息。
8主机与设备交换信息的控制方式中，方式主机与设备是串行工作的，方式和方式主机与设备是并行工作的，且方式主程序与信息传送是并行进行的。
9I/O与主机交换信息的方式中，和都需通过程序实现数据传送，其中体现CPU与设备是串行工作的。
10CPU响应中断时要保护现场，包括对和的保护，前者通过实现，后者可通过实现。
11一次中断处理过程大致可分为、、、和等五个阶段。
12在DMA方式中，CPU和DMA控制器通常采用三种方法来分时使用主存，它们是、、和13中断接口电路通过总线将向量地址送至CPU.14I/O与主机交换信息共有、、、和五种控制方式。
15单重中断的中断服务程序的执行顺序为、、、和中断返回。
16多重中断的终端服务程序的执行顺序为、、、和中断返回。
二．选择题1.将外围设备与主存统一编址，一般是指A.每台设备占一个地址码B．每个外围接口占一个地址码C．接口中的有关寄存器各占一个地址码D．每台外设由一个主存单元管理2.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．中断方式C．DMA方式D．通道方式3.当有中断源发出请求时，CPU可执行相应的中断服务程序。
提出中断请求的可以是A.通用寄存器B．专用寄存器C．外部事件D．cache4.在中断周期，CPU主要完成以下工作：A.关中断，保护断点，发中断响应信号并形成中断服务程序入口地址B.开中断，保护断点，发中断响应信号并形成中断服务程序入口地址C．关中断，执行中断服务程序D．开中断，执行中断服务程序5.CPU响应在中断的时间是A.一条指令结束B．外设提出中断C．取指周期结束D．任一机器周期结束6.向量中断是A.外设提出中断B．由硬件形成中断服务程序入口地址C．由硬件形成向量地址，再由向量地址找到中断服务程序入口地址D．以上都不对7.中断允许触发器用于A.向CPU发中断请求B．指示正有中断在进行C．开放或关闭中断系统D．指示中断处理结束8.以下论述正确的是A.CPU响应中断期间仍执行原程序B．在中断过程中，若又有中断源提出中断请求，CPU立即响应C．在中断响应中，保护断点、保护现场应由用户编程完成D．在中断响应中，保护断点是由中断隐指令自动完成的9.DMA方式是在之间建立一条直接数据通路。
微机原理和接口技术[第四版]课后习题答案解析
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第1章微型计算机系统〔习题1.1〕简答题（2）总线信号分成哪三组信号？（3）PC机主存采用DRAM组成还是SRAM组成？（5）ROM-BIOS是什么？（6）中断是什么？（9）处理器的“取指－译码－执行周期”是指什么？〔解答〕②总线信号分成三组，分别是数据总线、地址总线和控制总线。
③PC机主存采用DRAM组成。
⑤ROM-BIOS是“基本输入输出系统”，操作系统通过对BIOS的调用驱动各硬件设备，用户也可以在应用程序中调用BIOS中的许多功能。
⑥中断是CPU正常执行程序的流程被某种原因打断、并暂时停止，转向执行事先安排好的一段处理程序，待该处理程序结束后仍返回被中断的指令继续执行的过程。
⑨指令的处理过程。
处理器的“取指—译码—执行周期”是指处理器从主存储器读取指令（简称取指），翻译指令代码的功能（简称译码），然后执行指令所规定的操作（简称执行）的过程。
〔习题1.3〕填空题（2）Intel 8086支持___________容量主存空间，80486支持___________容量主存空间。
（3）二进制16位共有___________个编码组合，如果一位对应处理器一个地址信号，16位地址信号共能寻址___________容量主存空间。
（9）最初由公司采用Intel 8088处理器和（）操作系统推出PC机。
②1MB，4GB③216，64KB（9）IBM,DOS〔习题1.4〕说明微型计算机系统的硬件组成及各部分作用。
〔解答〕CPU：CPU也称处理器，是微机的核心。
它采用大规模集成电路芯片，芯片内集成了控制器、运算器和若干高速存储单元（即寄存器）。
处理器及其支持电路构成了微机系统的控制中心，对系统的各个部件进行统一的协调和控制。
存储器：存储器是存放程序和数据的部件。
外部设备：外部设备是指可与微机进行交互的输入（Input）设备和输出（Output）设备，也称I/O设备。
I/O设备通过I/O接口与主机连接。
总线：互连各个部件的共用通道，主要含数据总线、地址总线和控制总线信号。
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计算机通过输入设备获取来自外部的信息。 计算机通过输出设备把处理结果显示出来。
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第7章
输入输出系统及接口
7.1 接口电路概述 7.1.1 接口基本概念
输入设备：输入信息 输出设备：送出结果 输入设备
各设备的组成 结构、电气性 能和工作原理 各不相同
键盘、鼠标、扫描仪、磁带机、磁盘机、光盘机、 解调器、A/D转换器 输出设备 显示器、打印机、绘图仪、磁带机、磁盘机、光盘 机、调制器、D/A转换器
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第7章
输入输出系统及接口
7.1.3 接口信号
与计算机交换的信息 数据信息、状态信息和控制信息 。 1．数据信息
数字量 、模拟量 、开关量 2．状态信息
外设发送给计算机，反映外设工作状态 有BUSY和READY
3．控制信息 计算机发送给外设，控制外设的工作
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2．输出指令
第7章
输入输出系统及接口
7.3 输入输出的数据传送方式
计算机与I/O接口间的数据传送即数据交换。 数据传送的控制方式 程序直接控制传送方式、中断方式、DMA方式和 I/O处理机方式
7.3.1 程序直接控制传送方式
定义：是指在程序控制下进行的数据传送，通常是 在用户程序中安排一段由I/O指令和其它指令组成的 程序段，直接控制I/O接口的输入/输出操作。
目标寄存器为AX时，读取16位数据 直接寻址 端口地址n只能为8位地址信号，最多可以访问 28=256个不同的端口。对应指令有： IN AL, n ;AL←(n) IN AX, n ;AX←(n)
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第7章
输入输出系统及接口
寄存器间接寻址 间接寻址寄存器只能使用DX寄存器，最多可访问 216=65536个不同的端口 IN AL, DX ;AL←((DX)) IN AX, DX ;AX←((DX)) 把累加器的数据输出到指定端口 输出指令也有直接寻址方式和寄存器间接寻址方式 OUT n, AL ;(n)←AL OUT n, AX ;(n)←AX OUT DX, AL ;((DX))←AL OUT DX, AX ;((DX))←AX
端口的读、写操作由IOR和IOW信号控制，用IN指 令和OUT指令操作 存储器的读、写操作由MEMR和MEMW信号控制
存储器访问和I/O端口访问不会发生冲突
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第7章
输入输出系统及接口 接口与存储器 空间相互独立
AB DB
地址空间的分配
CPU 存储器 CB I/O 端口
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第7章
输入输出系统及接口
1．门电路译码
此为部分地址译码（由于A 当接口电路中需要端口较少时采用此方式 10～ A15信号任意，则34EH、74EH、 如图示：I/O端口独立编址时的译码电路，对A0～A9 B4EH…等都有效） 地址信号进行译码，信号为1101001110B，即34EH。
≥1
A15～A3的地址 组合为 0000001110000 时选中74LS138
≥1
&
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ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
第7章
输入输出系统及接口
7.2.4 8086 I/O端口的指令操作
采用I/O端口独立编址方式时，使用专用I/O指令
1．输入指令 从指定端口输入数据到累加器AL或AX中 目标寄存器为AL时，读取8位数据
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第7章 1．数据格式转换
输入输出系统及接口
接口与系统总线之间，采用并行传送 接口与外设之间，采用并行传送或串行传送
串行外设，接口具有串/并转换、并/串转换能力
并行外设，接口具有拼装和分解的能力 接口产生校验位及对数据进行校验的功能 即状态信息：协调数据传送
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第7章
输入输出系统及接口
7.1.2 接口电路的功能
外部设备的多样性，导致接口电路多样性。 接口的基本功能 传输信号 提供缓冲功能 满足接口两边的时序要求 外设接口电路应具有的功能 1．数据格式转换 3．数据缓冲功能 5．实现电平转换及驱动 7．可编程序功能 2．提供联络信号 4．译码选址 6．具备时序控制 8．错误检测功能
I/O端口独立编址方式的缺点
需要专门的I/O指令，且只有IN和OUT两类指令 只能对I/O端口进行输入和输出操作，不能进行其 它运算处理 所以程序设计的灵活性较差
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第7章
输入输出系统及接口
2．I/O端口与存储器统一编址(存储器映像编址)
端口被看作存储器单元，分配给一个地址
硬件 不需要状态端口和控制端口
软件 只需等待一段时间后进行输入/输出即可 使用场合 用于对一些简单外设的操作，如读取 开关状态、驱动七段数码管显示
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第7章 输入输出系统及接口 无条件传送的接口电路： 接发光二极管
地址总线 端译 码 口器 M/IO
地址300H
当接口电路中需多个端口地址时，采用专用译码器 译码。
A0 A1 A2 A B C G2A G2B G1 74LS138 Y0 Y1 Y2 Y3 Y4 Y5 Y6 Y7 380H 381H 382H 383H 384H 385H 386H 387H
IOR IOW
&
AEN A15 A14 A13 A12 A11 A10 A6 A5 A4 A3 A9 A8 A7
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第7章
输入输出系统及接口
7.2.3 输入输出端口的地址译码
通过CPU给出的地址信号选定一个端口 可附加控制信号参与地址译码 按照译码电路采用的元器件的不同，分为门 电路译码与专用译码器译码 据使用的地址信号多少，分为全译码方式和 部分译码方式
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存储器和I/O端口共用一个地址空间，两者的 地址是连续的，大小总共为2n字节
CPU把I/O端口当作存储单元一样进行访问， 不再需要专门的I/O指令对I/O端口操作，可 使用所有的存储器指令
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第7章
输入输出系统及接口 接口与存储器 空间合而为一
AB DB
地址空间的分配
CPU 存储器与 I/O 端口 CB M EM R 控制逻辑 M EM W
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2013年8月1日星期四
第7章
输入输出系统及接口
I/O端口与存储器统一编址的优点 所有指令都可用于I/O端口
从而编程灵活，操作方便 I/O端口与存储器统一编址的缺点
端口地址占用了存储器地址，使得存储器的地址空 间相对减少 受地址空间的限制，不利于系统扩展 由于地址位数长，指令码相对增长，使得指令执行 速度较慢
第3页 2013年8月1日星期四
第7章
输入输出系统及接口
外部设备需要接口电路与计算机相连，
而为什么不能象存储器那样直接连接到数 据总线、地址总线和控制总线呢？
外部设备种类繁多，输入/输出的信号各不相同
计算机只能处理数字信号，外设提供的是模拟信号 或数字信号 外设的数字信号可以是并行信号或串行信号，而计 算机只能接收和发送并行信号 外设的输入/输出速度有很大差别。 计算机与外部设备之间传送的信息格式和电平高低 也是多种多样
又分为无条件传送方式和程序查询传送方式
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第7章 1．无条件传送方式
输入输出系统及接口
又称同步传送方式。传送时无需查询外设的状态， 而直接使用I/O指令进行数据传送。 外设的状态固定、事先已知其状态，不需进行查询 判断，直接利用I/O指令进行数据的传送
优点 硬件、软件开销小
2．提供联络信号
3．数据缓冲功能
具有输入缓冲、输出锁存的功能
第7页 2013年8月1日星期四
第7章
输入输出系统及接口
4．译码选址 根据地址信号提供地址译码的功能 5．实现电平转换及驱动 计算机与外设的电源可能不同 数据总线的驱动能力有限 6．具备时序控制 对于工作同步，提供复位电路 对于信号同步，具有时钟发生器 7．可编程序功能 编程决定接口的功能 8．错误检测功能 检测数据传输错误和覆盖错误
MEMR MEMW IOW IOR 控制逻辑
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2013年8月1日星期四
第7章
输入输出系统及接口
I/O端口独立编址方式的优点
端口地址码短，译码电路简单，指令执行速度快 存储器与端口操作指令不同，程序清晰，便于理解 存储器地址和端口地址独立，端口地址空间不占用 存储器地址空间 存储器和端口的控制结构相互独立，可分别设计， 且利于系统扩展
第7章
输入输出系统及接口
采用无条件传送的数据采集系统
数据总线 M/IO·WR·12
随着外设的具体工作原理不同而具有不同含义
第9页 2013年8月1日星期四
第7章
输入输出系统及接口
7.2 输入输出端口 7.2.1 输入输出端口的概念
数据信息、状态信息和控制信息都是信息，存放在 接口的不同寄存器（端口，Port）中 ，每个端口有 端口地址。 数据端口：存放数据信息。输入端口、输出端口 状态端口：存放外设或接口部件本身的状态信息
I/O接口 数据信息
数据输出端口
CPU
DB
数据输入端口 状态端口 控制端口
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外部 输入 设备 或输 出设 备
AB
AB
状态信息 控制信息