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问答题假定CPU主频为50MHz，CPI为4。设备D采用异步串行通信方式向主机传送7位ASCII字符，通信规程中有1位奇校验位和1位停止位，从D接收启动命令道字符送入I/O端口需要0.5ms。请回答下列问题，要求说明理由。　　（1）每传送一个字符，在异步串行通信线上共需传输多少位？在设备D持续工作过程中，每秒钟最多可向I/O端口送入多少个字符？　　（2）设备D采用中断方式进行输入/输出，示意图如下所示。　　I/O端口每收到一个字符申请一次中断，中断响应需10个时钟周期，中断服务程序共有20条指令，其中第1

题目
问答题
假定CPU主频为50MHz，CPI为4。设备D采用异步串行通信方式向主机传送7位ASCII字符，通信规程中有1位奇校验位和1位停止位，从D接收启动命令道字符送入I/O端口需要0.5ms。请回答下列问题，要求说明理由。　　（1）每传送一个字符，在异步串行通信线上共需传输多少位？在设备D持续工作过程中，每秒钟最多可向I/O端口送入多少个字符？　　（2）设备D采用中断方式进行输入/输出，示意图如下所示。　　I/O端口每收到一个字符申请一次中断，中断响应需10个时钟周期，中断服务程序共有20条指令，其中第15条指令启动D工作。若CPU需从D读取1000个字符，则完成这一任务所需时间大约是多少个时钟周期？CPU用于完成这一任务的时间大约是多少个时钟周期？在中断响应阶段CPU进行了哪些操作？
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1.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、I/O方式

2.主机与I／O设备传送数据时,主机与I／O设备是串行工作的,说明采用()A、程序查询方式B、程序中断方式C、通道方式D、DMA方式

3.主机与I／O设备传送数据时,采用()CPU的效率最高。A、程序查询方式B、中断方式C、DMA方式D、I/O方式

4.●I／O与主机交换信息的方式中，中断方式的特点是 (17) 。(17) A．CPU与设备串行工作，传送与主程序串行工作B．CPU与设备并行工作，传送与主程序串行工作C．CPU与设备并行工作，传送与主程序并行工作D．CPU与设备串行工作，传送与主程序并行工作

参考答案和解析
正确答案：
(1)每传送一个ASCII字符,需要传输的位数有1位起始位、7位数据位(ASCII字符占7位)、1位奇校验位和1位停止位,故总位数为1+7+1+1=10。
I/O端口每秒钟最多可接收1000/0.5=2000个字符。
(2)一个字符传送时间包括:设备D将字符送到I/O端口的时间、中断响应时间和中断服务程序前15条指令的执行时间。时钟周期为15/(50MHz)=20ns,设备D将字符送I/O端口的时间为0.5ms/20ns=2.5×104个时钟周期。一个字符的传送时间大约为2.5×104+10+15×4=25070个时钟周期。
CPU用于该任务的时间大约是1000×(10+20×4)=9×104个时钟周期。
在中断响应阶段,CPU主要进行以下操作:关中断、保护断点和程序状态、识别中断源。
解析： 暂无解析
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  • 第1题：

    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、一位停止位。若要求每秒钟传送480个字符，那么该I／O设备的数据传送速率应为________bps(位／秒)。

    A．1 200

    B．4 800

    C．9 600


    正确答案：B

  • 第2题：

    I/O与主机信息的交换采用中断方式的特点是( )。

    A．CPU与设备串行工作，传送与主程序串行工作

    B．CPU与设备并行工作，传送与主程序串行工作

    C．CPU与设备串行工作，传送与主程序并行工作

    D．CPU与设备并行工作，传送与主程序并行工作


    正确答案：B

  • 第3题：

    80×86 CPU通过下列指令可对I/O端口进行读写( )。

    A．中断指令

    B．传送指令和串操作指令

    C．输入/输出指令

    D．中断指令和输入/输出指令


    正确答案：C

  • 第4题：

    ● 关于在I/O 设备与主机间交换数据的叙述， （4） 是错误的。

    （4）

    A. 中断方式下，CPU 需要执行程序来实现数据传送任务

    B. 中断方式和DMA 方式下，CPU 与I/O 设备都可同步工作

    C. 中断方式和DMA 方式中，快速I/O 设备更适合采用中断方式传递数据

    D. 若同时接到DMA 请求和中断请求，CPU 优先响应DMA 请求


    正确答案：C


  • 第5题：

    关于在I/O设备与主机间交换数据的叙述，(4)是错误的。

    A．中断方式下，CPU需要执行程序来实现数据传送任务

    B．中断方式和DMA方式下，CPU与I/O设备都可同步工作

    C．中断方式和DMA方式中，快速I/O设备更适合采用中断方式传递数据

    D．若同时接到DMA请求和中断请求，CPU优先响应DMA请求


    正确答案：C
    解析：本题考查I/O设备与主机间交换数据的方式和特点。I/O设备与主机间进行数据输入输出主要有直接程序控制方式、中断方式、DMA方式和通道控制方式。直接程序控制方式的主要特点是：CPU直接通过I/O指令对I/O接口进行访问操作，主机与外设之间交换信息的每个步骤均在程序中表示出来，整个输入输出过程是由CPU执行程序来完成的。中断方式的特点是：当I/O接口准备好接收数据或向CPU传送数据时，就发出中断信号通知CPU。对中断信号进行确认后，CPU保存正在执行的程序的现场，转而执行提前设置好的I/O中断服务程序，完成一次数据传送的处理。这样，CPU就不需要主动查询外设的状态，在等待数据期间可以执行其他程序，从而提高了CPU的利用率。采用中断方式管理I/O设备，CPU和外设可以并行地工作。虽然中断方式可以提高CPU的利用率，能处理随机事件和实时任务，但一次中断处理过程需要经历保存现场、中断处理和恢复现场等阶段，需要执行若干条指令才能处理一次中断事件，因此这种方式无法满足高速的批量数据传送要求。直接内存存取(Direct Memory Access，DMA)方式的基本思想是：通过硬件控制实现主存与I/O设备间的直接数据传送，数据的传送过程由DMA控制器(DMAC)进行控制，不需要CPU的干预。在DMA方式下，需要CPU启动传送过程，即向设备发出“传送一块数据”的命令。在传送过程结束时，DMAC通过中断方式通知CPU进行一些后续处理工作。DMA方式简化了CPU对数据传送的控制，提高了主机与外设并行工作的程度，实现了快速外设和主存之间成批的数据传送，使系统的效率明显提高。通道是一种专用控制器，它通过执行通道程序进行I/O操作的管理，为主机与I/O设备提供一种数据传输通道。用通道指令编制的程序存放在存储器中，当需要进行I/O操作时，CPU只要按约定格式准备好命令和数据，然后启动通道即可；通道则执行相应的通道程序，完成所要求的操作。用通道程序也可完成较复杂的I/O管理和预处理，从而在很大程度上将主机从繁重的FO管理工作中解脱出来，提高了系统的效率。

  • 第6题：

    下列说法中错误的是()。

    A.程序查询方式下，CPU与I/O设备串行工作
    B.程序中断方式下，CPU与I/O设备并行工作
    C.DMA方式下，主程序可与I/O数据传送并行工作
    D.实现了DMA方式的系统中，程序中断方式没有存在的必要

    答案：D
    解析：
    DMA方式比较适合成块数据的I/O传送，但在实现了DMA方式的系统中，DMA传送结束时需要用中断方式来通知CPU进行后处理；当有紧急情况发生时，也需要中断方式来进行处理。

  • 第7题：

    在计算机中，I/O系统可以有5种不同的工作方式，分别是程序控制方式（包括无条件传送与程序查询方式）、程序中断方式、DMA工作方式、通道方式、I/O处理机。（ ）方式I/O端口总是准备好接受主机的输出数据，或是总是准备好向主机输入数据，并且只适用于简单的I/O控制。（ ）允许主存储器和I/O设备之间通过某种控制器直接进行批量数据交换，除了在数据传输开始和结束时，整个过程无须CPU的干预。（ ）在一定的硬件基础上利用软件手段实现对I/O的控制和传送，更多地免去了cpu的接入。（ ）指专门负责输入/输出的处理机。可以有独立的存储器、运算部件和指令控制部件。上述工作方式中，（请作答此空）工作方式CPU与I/O设备是串行工作的。

    A.中断方式
    B.DMA方式
    C.无条件传送
    D.程序查询

    答案：D
    解析：
    在计算机中，I/O系统可以有5种不同的工作方式，分别是程序控制方式、程序中断方式、DMA工作方式、通道方式、I/O处理机。1、程序控制方式分为无条件查询和程序查询方式。①无条件传送方式，I/O端口总是准备好接受主机的输出数据，或是总是准备好向主机输入数据，而cpu在需要时，随时直接利用I/O指令访问相应的I/O端口，实现与外设的数据交换。优点是软、硬件结构简单，缺点是对时序要求高，只适用于简单的I/O控制。②程序查询方式程序查询方式也称为程序轮询方式，该方式采用用户程序直接控制主机与外部设备之间输入/输出操作。CPU必须不停地循环测试I/O设备的状态端口，当发现设备处于准备好（Ready）状态时，CPU就可以与I/O设备进行数据存取操作。这种方式下的CPU与I/O设备是串行工作的。2、中断方式当I/O设备结束（完成、特殊或异常）时，就会向CPU发出中断请求信号，CPU收到信号就可以采取相应措施。当某个进程要启动某个设备时，CPU就向相应的设备控制器发出一条设备I/O启动指令，然后CPU又返回做原来的工作。CPU与I/O设备可以并行工作，与程序查询方式相比，大大提高了CPU的利用率。3、DMA（直接内存存取）方式DMA方式也称为直接主存存取方式，其思想是：允许主存储器和I/O设备之间通过“DMA控制器（DMAC）”直接进行批量数据交换，除了在数据传输开始和结束时，整个过程无须CPU的干预。4、通道控制方式在一定的硬件基础上利用软件手段实现对I/O的控制和传送，更多地免去了cpu的接入，使主机和外设并行工作程度更高。5、I/O处理机指专门负责输入/输出的处理机。可以有独立的存储器、运算部件和指令控制部件。

  • 第8题：

    在串行异步通信时，传送一个具有奇偶校验位的ASCⅡ码字符，传送速率为1200波特，此时每秒传送的字符数最多为（）个。

    • A、171；
    • B、150；
    • C、133；
    • D、120

    正确答案:D

  • 第9题：

    关于在I/O设备与主机间交换数据的叙述，（）是错误的。

    • A、中断方式下，CPU需要执行程序来实现数据传送任务
    • B、中断方式和DMA方式下，CPU与I／O设备都可并行工作
    • C、中断方式和DMA方式下，快速I/O设备更适合采用中断方式传递数据
    • D、若同时接到DMA请求和中断请求，CPU优先响应DMA请求

    正确答案:C

  • 第10题：

    异步通信，当波特率为9600时，对1字符帧为1个起始位、7个数据位、2个停止位（无校验位）。试求每秒钟最多传输多少个字符？


    正确答案: 1字符帧总位数=1+7+2（位）
    1秒传输的位数=波特率=9600（位）
    1秒传输的字符数=9600/（1+7+2）=960

  • 第11题：

    在异步串行通信中若要传送扩展ASCII码，则异步串行码字符格式第8位数据（）

    • A、不传送
    • B、恒为0
    • C、恒为1
    • D、为有用数据

    正确答案:D

  • 第12题：

    单选题
    主机与I/O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

    都一样


    正确答案： C
    解析： 暂无解析

  • 第13题：

    试题(16)

    以下关于在I/O设备与主机间交换数据的叙述中，错误的是(16)。

    (16)A．中断方式下，CPU需要执行程序来实现数据传送

    B．中断方式和DMA方式下，CPU与I/O设备都可同步工作

    C．中断方式和DMA方式相比，快速I/O设备更适合采用中断方式传递数据

    D．若同时接到DMA请求和中断请求，CPU优先响应DMA请求


    正确答案：C
    试题(16)分析
    本题考查计算机系统基础知识。
    常用的I/O设备和CPU之间数据传送控制方式有4种，分别为程序直接控制方式、中断控制方式、DMA方式和通道方式。
    程序直接控制方式和中断控制方式都只适用于简单的、外设很少的计算机系统，因为程序直接控制方式耗费大量的CPU时间，而且无法检测发现设备或其他硬件产生的错误，设备与CPU、设备与设备只能串行工作。中断控制方式虽然在某种程度上解决了上述问题，但由于中断次数多，因而CPU仍需要花费较多的时间处理中断，而且能够并行操作的设备台数也受到中断处理时间的限制，中断次数增多也导致数据丢失。DMA方式和通道方式较好地解决了上述问题。这两种方式采用了外设和内存直接交换数据的方式。只有在一段数据传送结束时，才发出中断信号要求CPU做善后处理，从而大大减少了CPU的工作负担。DMA方式与通道控制方式的区别是，DMA方式要求CPU执行设备驱动程序来启动设备，给出存放数据的内存起始地址以及操作方式和传送字节长度等；而通道控制方式则是在CPU发出I/O启动命令之后，由通道指令来完成这些工作。
    参考答案
    (16)C

  • 第14题：

    I/O与主机交换信息的方式中，中断方式的特点是(17)。

    A．CPU与设备串行工作，传送与主程序串行工作

    B．CPU与设备并行工作，传送与主程序串行工作

    C．CPU与设备并行工作，传送与主程序并行工作

    D．CPU与设备串行工作，传送与主程序并行工作


    正确答案：B
    解析：当有中断发生时，CPU将暂停当前的主程序，转去处理中断事务，中断处理完后，继续原来暂停的主程序。因此，中断方式的特点是：1)CPU的效率高，不必查询等待；2)CPU与外设可并行工作；3)外设具有申请服务的主动权。在I/O与主机交换信息时，传送与主程序串行工作。

  • 第15题：

    ● 下面关于在I/O 设备与主机间交换数据的叙述， （4） 是错误的。

    （4）

    A. 中断方式下，CPU 需要执行程序来实现数据传送任务

    B. 中断方式和DMA 方式下，CPU 与I/O 设备都可同步工作

    C. 中断方式和DMA 方式中，快速I/O 设备更适合采用中断方式传递数据

    D. 若同时接到DMA 请求和中断请求，CPU 优先响应DMA 请求


    正确答案：C


  • 第16题：

    ●在单CPU系统中，若I/O设备与主机采用中断控制方式交换信息，则CPU与I/O设备间是 (7) 。

    (7)

    A．串行工作，数据传送过程与主程序也是串行工作

    B．串行工作，数据传送过程与主程序间是并行工作

    C．并行工作，数据传送过程与主程序是串行工作

    D．并行工作，数据传送过程与主程序也是并行工作


    正确答案：C

  • 第17题：

    关于在I/O设备与主机间交换数据的叙述，（ ）是错误的。

    A.中断方式下，CPU需要执行程序来实现数据传送任务
    B.中断方式和DMA方式下，CPU与I/O设备都可同步工作
    C.中断方式和DMA方式中，快速I/O设备更适合采用中断方式传递数据
    D.若同时接到DMA请求和中断请求，CPU优先响应DMA请求

    答案：C
    解析：
    本题考查I/O设备与主机间交换数据的方式和特点。I/O设备与主机间进行数据输入输出主要有直接程序控制方式、中断方式、DMA方式和通道控制方式。直接程序控制方式的主要特点是：CPU直接通过I/O指令对I/O接口进行访问操作，主机与外设之间交换信息的每个步骤均在程序中表示出来，整个输入输出过程是由CPU执行程序来完成的。中断方式的特点是：当I/O接口准备好接收数据或向CPU传送数据时，就发出中断信号通知CPU。对中断信号进行确认后，CPU保存正在执行的程序的现场，转而执行提前设置好的I/O中断服务程序，完成一次数据传送的处理。这样，CPU就不需要主动查询外设的状态，在等待数据期间可以执行其他程序，从而提高了CPU的利用率。采用中断方式管理I/O设备，CPU和外设可以并行地工作。虽然中断方式可以提高CPU的利用率，能处理随机事件和实时任务，但一次中断处理过程需要经历保存现场、中断处理和恢复现场等阶段，需要执行若干条指令才能处理一次中断事件，因此这种方式无法满足高速的批量数据传送要求。直接内存存取（Direct Memory Access，DMA）方式的基本思想是：通过硬件控制实现主存与I/O设备间的直接数据传送，数据的传送过程由DMA控制器（DMAC）进行控制，不需要CPU的干预。在DMA方式下，需要CPU启动传送过程，即向设备发出“传送一块数据”的命令。在传送过程结束时，DMAC通过中断方式通知CPU进行一些后续处理工作。DMA方式简化了CPU对数据传送的控制，提高了主机与外设并行工作的程度，实现了快速外设和主存之间成批的数据传送，使系统的效率明显提高。通道是一种专用控制器，它通过执行通道程序进行I/O操作的管理，为主机与I/O设备提供一种数据传输通道。用通道指令编制的程序存放在存储器中，当需要进行I/O操作时，CPU只要按约定格式准备好命令和数据，然后启动通道即可；通道则执行相应的通道程序，完成所要求的操作。用通道程序也可完成较复杂的I/O管理和预处理，从而在很大程度上将主机从繁重的FO管理工作中解脱出来，提高了系统的效率。

  • 第18题：

    在计算机中，I/O系统可以有5种不同的工作方式，分别是程序控制方式（包括无条件传送与程序查询方式）、程序中断方式、DMA工作方式、通道方式、I/O处理机。（请作答此空）方式I/O端口总是准备好接受主机的输出数据，或是总是准备好向主机输入数据，并且只适用于简单的I/O控制。（ ）允许主存储器和I/O设备之间通过某种控制器直接进行批量数据交换，除了在数据传输开始和结束时，整个过程无须CPU的干预。（ ）在一定的硬件基础上利用软件手段实现对I/O的控制和传送，更多地免去了cpu的接入。（ ）指专门负责输入/输出的处理机。可以有独立的存储器、运算部件和指令控制部件。上述工作方式中，（ ）工作方式CPU与I/O设备是串行工作的。

    A.中断方式
    B.I/O处理机
    C.无条件传送
    D.程序查询

    答案：C
    解析：
    在计算机中，I/O系统可以有5种不同的工作方式，分别是程序控制方式、程序中断方式、DMA工作方式、通道方式、I/O处理机。1、程序控制方式分为无条件查询和程序查询方式。①无条件传送方式，I/O端口总是准备好接受主机的输出数据，或是总是准备好向主机输入数据，而cpu在需要时，随时直接利用I/O指令访问相应的I/O端口，实现与外设的数据交换。优点是软、硬件结构简单，缺点是对时序要求高，只适用于简单的I/O控制。②程序查询方式程序查询方式也称为程序轮询方式，该方式采用用户程序直接控制主机与外部设备之间输入/输出操作。CPU必须不停地循环测试I/O设备的状态端口，当发现设备处于准备好（Ready）状态时，CPU就可以与I/O设备进行数据存取操作。这种方式下的CPU与I/O设备是串行工作的。2、中断方式当I/O设备结束（完成、特殊或异常）时，就会向CPU发出中断请求信号，CPU收到信号就可以采取相应措施。当某个进程要启动某个设备时，CPU就向相应的设备控制器发出一条设备I/O启动指令，然后CPU又返回做原来的工作。CPU与I/O设备可以并行工作，与程序查询方式相比，大大提高了CPU的利用率。3、DMA（直接内存存取）方式DMA方式也称为直接主存存取方式，其思想是：允许主存储器和I/O设备之间通过“DMA控制器（DMAC）”直接进行批量数据交换，除了在数据传输开始和结束时，整个过程无须CPU的干预。4、通道控制方式在一定的硬件基础上利用软件手段实现对I/O的控制和传送，更多地免去了cpu的接入，使主机和外设并行工作程度更高。5、I/O处理机指专门负责输入/输出的处理机。可以有独立的存储器、运算部件和指令控制部件。

  • 第19题：

    主机与I/O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、都一样

    正确答案:A

  • 第20题：

    设异步串行通信时，每个字符对应1个起始位，7个信息位，1个奇/偶校验位和2个停止位，每秒传送这样字符240个，其波特率为（）b/s。

    • A、2400
    • B、2640
    • C、1200
    • D、1920

    正确答案:B

  • 第21题：

    什么叫波特率？在一个异步通信系统中，如果数据速率为2400波特，数据格式为8个数据位，1个校验位，2个停止位，那么每秒钟能传送多少个字符？为什么同步传输比异步传输效率高？


    正确答案: 波特率是指单位时间内电信号变化的数目，用波特做单位。
    异步传输要有一位起始位，一个字符为1位起始位、8个数据位，1个校验位，2个停止位，共12位，每秒钟可以传送字符2400/12=200个。
    同步传输不需要起始位和停止位，所以比异步传输效率高。

  • 第22题：

    计算题：某串行通信设备以异步方式进行ASCII字符传送，约定用7位数据位、1位偶校验位、1位停止位。该设备每秒钟能传送120个字符，试问其波特率至少为多少？


    正确答案: 120*（1+7+1+1）=1200bps

  • 第23题：

    I/O与主机交换信息的方式中，中断方式的特点是（）

    • A、 CPU与设备串行工作
    • B、 CPU与设备并行工作
    • C、 传送与主程序串行工作
    • D、 传送与主程序并行工作

    正确答案:B,C

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