第7章输入输出系统(第1部分)
《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。
第7章 Java的输入 输出流
第7章 Java的输入/输出流
String dirList[]=f1.list(m); for(int i=0;i<dirList.length;i++) Transcript.println(dirList[i]); } } public MyClass3(File f) { this.f=f; } public boolean accept(File dir, String name){ return name.startsWith("un"); } }
第7章 Java的输入/输出流
该程序的运行结果如图7.3所示。 此程序中，我们为了说明路径分隔符的使用方法， 实例化文件对象的时候给出了全路径，其实由于我们 已经在Java系统中设置好了源路径，只要给出文件名 就行了。 表7.1中，list方法用于列出一个目录中所有的文件 或与某个模式相匹配的文件。下面我们给出两个例子 来讨论带参数或不带参数的list方法的使用。
返回指定格式的目录中的文件名 返回当前目录中的所有文件名 创建目录，成功返回真 创建路径中所有目录，成功则返回真 返回路径分隔符 文件更名，成功返回真 返回文件分隔符 返回对象的字符串表示
第7章 Java的输入/输出流
下面我们给出几个File类的应用实例。通过例题的 使用，希望读者对File类有更清楚的认识。 例7.1 import java.io.*; public class MyClass1 { public static void main(String args[]){ Filef=new File("c:\\jbuilder3\\myprojects\\untitled5\\MyClass1.java"); if(!f.exists())
西安电子科技大学_计算机组成原理第7章输入输出IO系统_课件PPT
7.2 外部设备：习题
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_____。
A. 10MB/s
B. 60MB/s
C. 83.3MB/s D. 20MB/s
14
7.3 I/O接口(I/O控制器)：习题
在统一编址的情况下，就I/O设备而言，其对应的I/O 地址说法错误的是_____。 A. 要求固定在地址高端 B. 要求固定在地址低端 C. 要求相对固定在地址的某部分 D. 可以随意在地址的任何地方
7 第 章 输入输出(I/O)系统
7.4 I/O方式
2021年9月3日 21:40:22
7.4 I/O方式
程序查询方式 实现简单；CPU与I/O设备只能串行工作。
程序中断方式 中断的基本类型 按中断源的位置： 内中断 外中断 如何得到中断服务程序的入口地址： 向量中断: 由中断事件自己提供(硬件向量法) 非向量中断：由CPU查询得到(软件查询法)
19
7.4 I/O方式
程序中断方式
中断的过程：
中断请求：由中断源发出
中断响应：每条指令执行阶段结束前，未屏蔽
断点保护（硬件完成） 中断判优
PUSH PSW 关中断: IF=0; TF=0
中断源识别
PUSH CS
获得中断服务程序首地址 PUSH IP
中断处理
PUSH regs STI （选） 中断处理
一台字符显示器的VRAM中存放的是_____。
A. 显示字符的ASCII码
B. BCD码
C. 字模
D. 汉字内码
第7章控制系统接口技术输入输出通道ppt课件全
2. DAC1210芯片及接口电路（续）
DAC1210与计算机总线的连接如图7.17所示，由于片内有两级缓冲锁
存器，直接与计算机总线连接。高8位数据输入线DI4～DI11连接数据总线的 D0～D7；低4位数据输入线DI0～DI3连接数据总线的D4～D7。电流型输出接
运放A1，输出负极性电压，经运算放大器A2进行反相，输出正极性电压。
PC 总
接
采样
保持器 多
V/I变换器
通道1
D/A
路
开
线
口
关
采样
保持器
V/I变换器
通道 n
图7.13 共享D/A结构
7.2.2 D/A转换器及其接口 模/数(A/D)和数模(D/A)转换技术是数字测量和 数字控制领域的分支。D/A转换器输入的是数字量， 经转换后输出的是量化的模拟量。有关D/A转换器的 技术性能指标很多，例如绝对精度、相对精度、线性 度、输出电压范围、温度系数、输入数字代码种类（ 二进制或BCD码）等。
(MSB)
DI7
13 D Q
DI6
14
DI5 DI4
15 16
8位
DI3 DI2
4 5
输入
DI1 DI0
6 7 寄存器
DQ
(LSB)
ILE 19
1 2 17 18
DQ 8位 DAC 寄存器 DQ
当 当
8
12 8位
11 D/A
VREF IOUT2 IOUT1
寄存器 9
Rfb
3
AGND
Q=D 10 锁存数据
7.3 开关量输入接口技术
在计算机控制系统中，需要处理一些基本 的输入输出信号，即开关量（数字量）信号。 这些信号包括，开关的闭合与断开、继电器或 接触器的吸合与释放、指示灯的亮与灭、阀门 的打开与关闭和电机的启动与停止等。这些信 号都可以用二进制的 “1”和“0”来表示。
第7章输入和输出
微机原理及应用
图7-19
2024年1月27日星期六
第 7 章 输入和输出
7.3 DMA 控 制 器
7.3.1 8237的结构
Intel 8237的方框图如图7-21所示。图中的通道(4个)部分 只画出了一个通道的情况。
每个通道都有一个基地址寄存器(16位)，基字节数计数器 (16位)，现行地址寄存器(16位)和现行字节数计数器(16位)， 每一个通道都有一个模式寄存器以控制不同的工作模式，所 以，8237的内部寄存器的类型和数量如表7-1所示。
第 7 章 输入和输出
POLL：
IN AL，2；输入状态信息D0
SHR AL，1
JNC POLL；若未READY=0， 程序循环等待
IN AL，3；否则，输入数据
STOSB ； 存至内存 ,AL存入[DI]
INC
DL；修改多路开关控制
信号，指向下一个模拟量
JNE
AGAIN；8个模拟量未输
入完，循环已完，执行别的程序段
据缓冲区的地址偏移量→DI
AGAIN： MOV
AL，DL
AND
AL，0EFH；使D4=0
OUT
4，AL；停止A/D转换
CALL
DELAY；等待停止A/D操作 的完成
MOV
AL，DL; D4=1
DELAY: O…UT
4，AL；启动A/D，且选择 模拟量A0
RET
微机原理及应用
2024年1月27日星期六
微机原理及应用
2024年1月27日星期六
第 7 章 输入和输出
7.2.3 直接数据通道传送(DMA)方式
但是中断传送仍然是由CPU通过程序来传送的，每次要 保护断点、保护现场需用多条指令，每条指令要有取指和执 行时间。这对于一个高速I/O设备，以及成组交换数据的情 况，例如磁盘与内存间的信息交换，就显得速度太慢了。
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
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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。
第7章 输入输出系统与接口
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。
第2页
2013年8月1日星期四
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
第8页 2013年8月1日星期四
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
第24页 2013年8月1日星期四
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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2016/3/17
开关量可表示两个状态，如开关的断开和闭合，机
器的运转与停止，阀门的打开与关闭等。这些开关量 通常要经过相应的电平转换才能与计算机连接。开关
量只要用一位二进制数即可表示。
2016/3/17
2. 状态信息
状态信息作为CPU与外设之间交换数据时的联络信息， 反映了当前外设所处的工作状态，是外设通过接口送 往CPU的。CPU通过对外设状态信号的读取，可得知输
用4K×4位的RAM扩展为4K×16位的RAM
A11 ┇ A0 ┇ ┇
CS R/W
R/W
· · ·
A0 · · ·A11 4K×4位（1） CS
I/O2 I/O3
· · ·
R/W CS
I/O0 I/O1
A0 · A11 · ·
I/O2 I/O3
4K×4位（4）
I/O0 I/O1
D0
D1
D2
D3
D12 D13
数据端口
端口
状态端口 控制端口
控制端口
2016/3/17
1、端口与内存统一编址（存储器映象）
特点：
指令及控制信号统一， 无需专门指令 内存地址资源减少 无法区分是对内存还 是对I/O操作
00000H 内存 地址
960KB
F0000H I/O地址 FFFFFH 64KB
MC6800、MCS-51
2016/3/17
2) 模拟量
当计算机应用于控制系统中时，输入的信息一般为
来自现场的连续变化的物理量，如温度、压力、流量、 位移、湿度等，这些物理量通过传感器并经放大处理 得到模拟电压或电流，这些模拟量必须先经过模拟量 向数字量的转换(A/D转换)后才能输入计算机。
2016/3/17
3) 开关量
放外设或者接口部件本身状态的状态寄存器称为状态
端口；用来存放CPU发往外设的控制命令的控制寄存器
称为控制端口。
2016/3/17
DB AB CB
数据端口 译 码 状态端口 控制端口 I/O 设 备
CPU
一个典型的I/O接口
2016/3/17
数据端口一般是双向的，数据是输入还是输出，取决
于读/写控制信号。 状态端口只做输入操作，控制端口只做输出操作，在 设计接口时往往将这两个端口共用一个端口地址，再用 读/写信号来分别选择访问。 接口和端口是两个不同的概念，若干个端口加上相应 的控制电路才构成接口。
AB CPU DB 驱动器 收发器 AB DB
存储器
（2）CPU 的时序与存储器的存取速度之间的配合问题
首先要弄清楚CPU的操作时序 然后，选择满足CPU操作时序的存储器芯片，其中最重要的是存储 器的存取速度。
（3）存储器的地址分配与片选问题 （4）控制信号的连接
2016/3/17
第7章 输入输出系统
入设备的数据是否准备好、输出设备是否空闲等情况。
因此，状态信息能够保障CPU与外设正确地进行数据交
换。
2016/3/17
3．控制信息
控制信息是CPU通过接口传送给外设的，CPU通过发
送控制信息设置外设(包括接口)的工作模式、控制外设
的工作。如外设的启动信号和停止信号就是常见的控
制信息。实际上，控制信息往往随着外设的具体工作
2016/3/17
7.1.4 I/O接口的功能 外设接口电路应具有如下功能： 转换信息格式。 提供联络信号。 协调定时差异。 进行译码选址。 实现电平转换。 具有时序控制功能。 对外围设备进行中断管理。 最好可编程。
2016/3/17
7.1.5 I/O端口的编址方式
2016/3/17
2、端口独立编址（I/O映象）
特点：
00000H 内存 地址
内存地址资源充分 利用
需专门的访问端口 的指令：IN、OUT
80X86、Z80系列
FFFFFH 0000H FFFFH
I/O
Байду номын сангаас
地址
2016/3/17
8086与存储器及I/O端口连接相关信号线 RD、WR、M/IO、A19-A0
2016/3/17
本章要点
♦了解I/O 接口的概念、功能和一般结构 ♦掌握CPU与I/O 设备之间三种数据传送方式、 各自优缺点和使用场合 ♦掌握 DMA传送方式的原理、过程和DMA控制 器结构及功能 ♦了解并行接口与串行接口、并行通信与串行 通信有关知识
2016/3/17
7.1 I/O接口的基本概念
2016/3/17
由于简单外设作为输入设备时，输入数据保持时间 相对于CPU的处理速度要长的多，可直接使用输入缓冲 器和数据总线相连，当CPU执行输入指令时，RD有效， M/IO为低电平。因而，输入缓冲器被选通，使其中早已 准备好的数据进入数据总线，再达到CPU。
2016/3/17
无条件传送方式的工作原理简图
原理不同而含义不同。
2016/3/17
7.1.3 I/O接口的基本结构 每个接口电路中都包含一组寄存器，CPU与外设进行 信息交换时，各类信息在接口中存入不同的寄存器， 一般称这些寄存器为I/O端口，简称为口(Port)。 用来保存CPU和外设之间传送的数据、对输入/输出 数据起缓冲作用的数据寄存器称为数据端口；用来存
2016/3/17
7.2 CPU与I/O设备数据传送方式 输入/输出的控制方式： ①程序控制方式 ②中断控制方式 ③直接存储器存取方式
2016/3/17
7.2.1 无条件传送方式
程序控制方式：无条件传送方式和条件传送方式
如果计算机能够确信一个外设已经准备就绪， 那就不必查询外设的状态，可直接进行信息传输， 这种方式称为无条件传送方式。 在无条件传送条件下，程序设计较简单，不过， 名为无条件传送，实际上是有条件的，那就是传 送不能太频繁，以保证每次传送时，外设处于就 绪状态。所以此方式用得很少，只用于一些简单 外设如开关和七段显示管等。
8 0 8 6 总 线
MEMR、MEMW A19-A0
IOR、IOW 、ALE
存储器
A15-A0
输入/输出
2016/3/17
8086的I/O端口编址
采用I/O独立编址方式(但地址线与存储器共用)
地址线上的地址信号用M/IO来区分 I/O操作只使用20根地址线中的16根：A15～A0 可寻址的I/O端口数为64K(65536)个 I/O地址范围为0～FFFFH
7.1.2 CPU与外设交换的信息 主机与I/O设备之间交换的信息可分为数据信息、状态信息和
控制信息三类。通过不同的端口地址来区分不同的信息。
1．数据信息 数据信息又分为数字量、模拟量和开关量三种形式。 1) 数字量
数字量是计算机可以直接发送、接收和处理的数据。例如，由
键盘、显示器、打印机及磁盘等I/O外设与 CPU交换的信息，它 们是以二进制形式表示的数或以ASCII码表示的数符。
锁存器：没有输入数据时，数据仍然被保存在 锁存器中，直到数据被取走，锁存器才为空。
缓冲器：如果输入数据被撤销，缓冲器便为空， 不能起到锁存作用。
2016/3/17
2016/3/17
1、ROM的分类 按存储矩阵 中器件类型
二极管ROM 三极管ROM MOS管ROM
按写入 方式
掩膜ROM-- 厂家装入数据，永不改变 PROM-- 用户装入，只可装一次，永不改变 EPROM-E2PROM--
用户装入，紫外线擦除
用户装入，电可擦除
2016/3/17
2、位数（字长）的扩展
位扩展可以用多片芯片并联的方式来实现。即地址线、读/写线、片选 信号对应并联，各芯片的I/O口作为整个RAM输入/出数据端的一位。
D14
D15
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3、字数的扩展
将8K×8位的RAM扩展为32K×8位的RAM
芯 片
I II III
74139
有效输 出端
A14A13
00 01 10
Y0 Y1 Y2
IV
2016/3/17
Y3
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4、CPU与存储器的连接
（1）CPU 总线的负载能力
一个存储器系统，通常由多片存储器芯片组成,需加驱动器。