第八章作业及答案

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Chapter6习题解答

6.2什么是I/O 端口?一般接口电路中有哪些端口?

I/O 端口指的是I/O 接口电路中的一些寄存器;一般接口电路中有数据端口、控制端口和状态端口。

6.3 CPU 对I/O 端口的编址方式有哪几种?各有什么特点?80x86对I/O 端口的编址方式属于哪一种? (1)独立编址

其特点:系统视端口和存储单元为不同的对象。 (2)统一编址(存储器映像编址总线结构)

其特点:将端口看作存储单元,仅以地址范围的不同来区分两者。 80x86对I/O 端口的编址方式属于独立编址方式。

6.4某计算机系统有8个I/O 接口芯片,每个接口芯片占用8个端口地址。若起始地址为9000H ,8个接口芯片的地址连续分布,用74LS138作为译码器,试

画出端口译码电路图,并说明每个芯片的端口地址范围。

6.6 CPU 与I/O 设备之间的数据传送有哪几种方式?每种工作方式的特点是什么?各适用于什么场合?

①无条件控制(同步控制):特点:方式简单,CPU 随时可无条件读/写数据,无法保证数据总是有效,适用面窄。适用于外设数据变化缓慢,操作时间固定,可以被认为始终处于就绪状态。

A15 A14 … … A7 A6

②条件控制(查询控制):特点:CPU主动,外设被动,执行I/O操作时CPU总要先查询外设状态;若传输条件不满足时,CPU等待直到条件满足。解决了CPU与外设间的同步问题,可靠性高,但CPU利用率低,低优先级外设可能无法及时得到响应。适用于CPU不太忙,传送速度不高的场合。

③中断方式:特点:CPU在执行现行程序时为处理一些紧急发出的情况,暂时停止当前程序,转而对该紧急事件进行处理,并在处理完后返回正常程序。CPU利用率高,外设具有申请CPU中断的主动权,可以实现实时故障处理,实时响应外设的处理,但中断服务需要保护断点(占用存储空间,降低速度)。适用于CPU的任务较忙,传送速度要求不高的场合,尤其适用实时控制中紧急事件的处理。

④DMA控制:特点:数据不通过CPU,而由DMAC直接完成存储单元或I/O端口之间的数据传送。接口电路复杂,硬件开销大,大批量数据传送速度极快。适用于存储器与存储器之间,存储器与外设之间的大批量数据传送的场合。

⑤通道方式:特点:以程序方式进行I/O管理,可直接访问主存储器,不需CPU干预,可通过通道程序实现除数据传输外的其他操作。

6.7常用的中断优先级的管理方式有哪几种?分别有哪些优缺点?

①软件查询:方法简单,实现起来较容易,效率低。

②硬件排序:占用硬件资源,效率较高。

③中断控制芯片:成本较高,效率很高。

6.8在微机与外设的几种输入/输出方式中,便于CPU处理随机事件和提高工作效率的I/O方式是哪一种?数据传输速率最快的是哪一种?

便于CPU处理随机事件和提高工作效率的是中断方式,数据传输速率最快的是DMA控制方式。

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