计算机组成原理-考研试题(中国科学院计算机技术研究所 1999年输入输出系统概述)

填空题（1999年中国科学院计算机技术研究所）

外设接口的主要功能是__________、__________、__________。

答案解析

数据缓冲、数据格式变换、CPU与I/O之间的通信控制

讨论

计算机组成原理

DMA是主存与外设间交换数据的方式，它也可用于主存与主存之间的数据交换。

CPU可任选CPU停止法、总线挪用法或总线周期分时法来实现DMA。

CPU对外部设备的控制方式按CPU的介入程度，从小到大分别为__________、__________、__________、__________。

半导体存储器的速度指标是__________，磁盘存储器的速度指标是__________、__________和__________，其中__________和__________与磁盘的旋转速度有关。CPU与外部设备交换数据时用__________、__________、__________和__________等方法来协调它们之间的速度不同步。

磁盘存储器是一种以__________方式存取的存储器。

主存储器最小的存取单位是__________，而磁盘存储器的最小存取单位是__________。

磁盘存储器的访问时间主要包括__________时间、__________时间和__________时间。

某磁盘存储器的转速为n转/分，共有4个记录面，每道记录信息为m字节，共256道，问：（1）磁盘存储器的容量是多少？（2）磁盘传输率是多少？（3）平均等待时间是多少？

评价磁记录方式的基本因素一般有__________、__________和__________。

在输入输出系统中，DMA方式是否可以替代中断方式？

输入输出系统概述

外设的识别方法有两种，它们是__________。

三态门电路比普通门电路多一种__________状态。

I/O接口按数据传送的宽度可分为__________和__________两类。

CPU与外部设备交换数据时用__________、__________、__________和__________等方法来协调它们之间的速度不协调。

主机和外设间的信息交换通过访问与外设相对应的寄存器（端口）来实现，对这些端口的编址方式有几种？它们各有哪些优缺点？80X86微机采用的是哪一种方式？它的I/O地址空间可以直接寻址和间接寻址，它们各自最大可以提供多少个8位端口、16位端口或32位端口？

某机主存的读写周期为1μs。今采用增设Cache方案和采用多体交叉存取方案来使其有效访问周期减少到0.2μs，试问：① 设Cache的命中率为90%，则Cache的读写周期应为多少才能满足要求？② 设在多体交叉存取访问时，产生存储体访问冲突的概率为10%，则应有多少存储体并行工作才能满足要求？

设某计算机采用单地址格式，指令和数据的长度均为4个字节，存储系统由Cache和主存组成，Cache的存取周期为40μs，命中率为90%。若程序中访存指令（访问存储系统以存取数据）占80%，且机器运行程序的速度为每秒400万条指令。试问该主存的供数率是多少？又若不配置Cache，在同样的机器速度下，主存的供数率是多少？

设有主存M1和辅存M2构成的2级存储体系，其中M1和M2的读出时间分别是1微秒和1毫秒。经实测，该2级存储系统的平均读出时间为100微秒。欲使其减小为10微秒，试改出两种改进的实现方法。

在指令格式中，采用扩展操作码设计方案的目的是【】。

某计算机的字长为16位，存储器按字编址，访内存指令格式如图所示。其中，OP是操作码，M是寻址方式，A为形式地址。设PC和Rx分别为程序计数器和变址寄存器，字长16位，问：（1）该格式能定义多少种指令？（2）各种寻址方式的寻址范围为多少字？（3）写出各种寻址方式的有效地址EA的计算式。寻址模式定义如下：M值寻址方式0 立即寻址1 直接寻址2 间接寻址3 变址寻址4 相对寻址

输入输出系统

DMA方式是在【】之间建立一条直接数据通路。

从中断源的急迫程序、CPU响应时间和接口控制电路3个方面，说明程序中断和DMA方式的差别。

何为DMA传送？一个DMA控制器至少应包括哪些部件？它们各自起什么作用？DMA控制器通过是如何获取总线控制权的？

DMA控制器与CPU分别使用内存，通常采用以下3种方法：①__________；②__________；③DMA与CPU交替访内。

某计算机处理器主频为50MHz，采用定时查询方式控制设备A的I/O，查询程序运行一次所用的机器周期至少为500个。在设备A工作期间，为了保证数据不丢失。每秒需对其查询至少200次，则CPU用于设备A的I/O的时间占整个CPU时间的百分比至少是【】。

一个计算机系统有I/O通道：① 字节字节多路通道，带有传输速率为1.2KB/s的CRT终端5台，传输速率为7.5KB/s的打印机2台；② 选择通道，带有传输速率为1000KB/s的光盘一台，同时带有传输速率为800KB/s的温盘一台；③ 数组多路通道，带传输速率为800KB/s及600KB/s的磁盘各一台，则通道的最大传输速率为【】KB/s。

主机和外设之间的信息传送控制方式有哪几种（至少说出3种）？它们各有哪些特点？各适用于什么场合？试写出程序查询方式的工作过程，并画出流程图。

DMA只负责在__________总线上进行数据传送，在DMA写操作中，数据从__________传送到__________。

在DMA传送方式中，由【】发出DMA请求。

下列关于中断I/O方式和DMA方式比较的论述中，错误的是【】。