电子科技大学计算机组成原理5IO系统3直接程序传送
5IO系统-3直接程序传送
程序查询方式——无条件传送 程序查询方式——无条件传送
——
系 统 总 线
IOW IOR
译码 设 备 /
程序查询方式——条件传送 程序查询方式——条件传送
查询传送方式 查询外设的状态信息 – 输入 输入——数据已准备好 数据已准备好 – 输出 输出——接收装置已准备好 接收装置已准备好 状态端口、 状态端口、数据端口
(4)通道方式 (4)通道方式 DMA方式的出现已经减轻了 方式的出现已经减轻了CPU对I/O操作的控制，使得 操作的控制， 方式的出现已经减轻了 对 操作的控制 CPU的效率有显著的提高，而通道的出现则进一步提高了 的效率有显著的提高， 的效率有显著的提高 而通道的出现则进一步提高了CPU 的效率。这是因为， 将部分权力下放给通道。 的效率。这是因为，CPU将部分权力下放给通道。 将部分权力下放给通道 通道是一个具有特殊功能的处理器，某些应用中称为输入 通道是一个具有特殊功能的处理器，某些应用中称为输入 输出处理器(IOP)，它可以实现对外围设备的统一管理和外围设 输出处理器 ， 备与内存之间的数据传送。 备与内存之间的数据传送。 这种提高CPU效率的办法是以花费更多硬件为代价的。 效率的办法是以花费更多硬件为代价的。 这种提高 效率的办法是以花费更多硬件为代价的 (5)外围处理机方式 (5)外围处理机方式 外围处理机方式 外围处理机(PPU)方式是通道方式的进一步发展。由于 方式是通道方式的进一步发展。 外围处理机 方式是通道方式的进一步发展 由于PPU 基本上独立于主机工作，它的结构更接近一般处理机， 基本上独立于主机工作，它的结构更接近一般处理机，甚至就 是微小型计算机。在一些系统中，设置了多台PPU，分别承担 是微小型计算机。在一些系统中，设置了多台 ， I/O控制、通信、维护诊断等任务。 控制、 控制 通信、维护诊断等任务。 从某种意义上说，这种系统已变成分布式的多机系统。 从某种意义上说，这种系统已变成分布式的多机系统。
电子科技大学22春“软件工程”《计算机组成原理》期末考试高频考点版(带答案)试卷号：2
电子科技大学22春“软件工程”《计算机组成原理》期末考试高频考点版（带答案）一.综合考核(共50题)1.某SRAM芯片，其存储容量为64K×16位，该芯片的地址线和数据线数目为()。
A.64，8B.64，16C.16，64D.16，16参考答案：D2.单地址指令中为了完成两个数的算术运算，除地址码指明的一个操作数外，另一个数常需采用()。
A.隐含寻址方式B.间接寻址方式C.立即寻址方式D.堆栈寻址方式参考答案：A3.计算机使用总线结构的主要优点是便于实现积木化，同时()。
A、减少了信息传输量B、提高了信息传输的速度C、减少了信息传输线的条数参考答案：C4.目前的计算机，从原理上讲()。
A.指令和数据都以十进制形式存放B.指令和数据都以二进制形式存放C.指令以十进制形式存放，数据以二进制形式存放D.指令以二进制形式存放，数据以十进制形式存放5.某计算机的字长16位，它的存储容量是64KB，若按字编址，那么它的寻址范围是()。
A、64KB、32KC、64KBD、32KB参考答案：B6.周期挪用方式多用于()方式的输入输出中。
A.通道B.程序传送C.中断D.DMA参考答案：D7.用于笔记本电脑的外存储器是()。
A、软磁盘B、硬磁盘C、固态盘D、光盘参考答案：B8.寄存器间接寻址方式中，操作数处在()。
A、通用寄存器B、主存单元C、程序计数器D、堆栈参考答案：B描述多媒体CPU基本概念中正确表述的句子是()。
A、多媒体CPU是带有MMX技术的处理器B、多媒体CPU是非流水线结构C、MMX指令集是一种单指令流单数据流的串行处理指令D、多媒体CPU一定是CISC机器参考答案：A10.同步控制是()。
A、只适用于CPU控制的方式B、只适用于外围设备控制的方式C、由统一时序信号控制的方式D、所有指令控制时间都相同的方式参考答案：C11.描述PCI总线中基本概念不正确的是()。
A、PCI总线是一个与处理器无关的高速外围总线B、PCI总线的基本传输机制是猝发式传输C、PCI设备不一定是主设备D、系统中只允许有一条PCI总线参考答案：D12.程序计数器不属于控制器的部件。
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
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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)
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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
2022年杭州电子科技大学计算机科学与技术专业《计算机组成原理》科目期末试卷B(有答案)
2022年杭州电子科技大学计算机科学与技术专业《计算机组成原理》科目期末试卷B（有答案）一、选择题1、一个存储器的容量假定为M×N，若要使用I×k的芯片（I<M，k<N），需要在字和位方向上同时扩展，此时共需要（）个存储芯片。
A.M×NB.（M/I）×（N/k）C.M/I×M/ID.M/I×N/k2、假定主存地址为32位，按字节编址，主存和Cache之间采用直接映射方式，主存块大小为4个字，每字32位，采用写回（Write Back）方式，则能存放4K字数据的Cache的总容量的位数至少是（）。
A.146KB.147KC.148KD.158K3、关于浮点数在IEEE754标准中的规定，下列说法中错误的是（）。
I.浮点数可以表示正无穷大和负无穷大两个值Ⅱ.如果需要，也允许使用非格式化的浮点数Ⅲ.对任何形式的浮点数都要求使用隐藏位技术IⅣ.对32位浮点数的阶码采用了偏移值为l27的移码表示，尾数用原码表示4、在补码加减交替除法中，参加操作的数和商符分别是（）。
A.绝对值的补码在形成商值的过程中自动形成B.补码在形成商值的过程中自动形成C.补码由两数符号位“异或”形成D.绝对值的补码由两数符号位“异或”形成5、当满足下列（）时，x>-1/2成立。
A.x1必须为l，x2~x4至少有一个为1B.x1必须为1，x2~x4任意C.x1必须为0，x2~x4至少有一个为1D.x1必须为0，X2~x4任意6、下列关于同步总线的说法中，正确的有（）。
I.同步总线一般按最慢的部件来设置公共时钟II.同步总线一般不能很长III.同步总线一般采用应答方式进行通信IV.通常，CPU内部总线、处理器总线等采用同步总线A. I，IIB. I，II，IVC.III，IVD.II，III，IV7、控制总线主要用来传送（）。
I.存储器和1/O设备的地址码II.所有存储器和I/O设备的时序信号III.所有存储器和1/O设备的控制信号IV.来自I/O设备和存储器的响应信号A.II、IIIB. I，III，IVC. III，IVD.II，III. IV8、（）可区分存储单元中在放的是指令还是数据。
2021年电子科技大学数据科学与大数据技术专业《计算机组成原理》科目期末试卷A(有答案)
2021年电子科技大学数据科学与大数据技术专业《计算机组成原理》科目期末试卷A（有答案）一、选择题1、设存储器容量为32字，字长为64位。
模块数m=4，采用低位交叉方式。
存储周期T=200ns，数据总线宽度为64位，总线传输周期r=50ns。
该交叉存储器的带宽是（）。
A.32×107bit/sB.8×107bit/sC.73×107bit/sD.18×107bit/s2、下列存储器中，在工作期间需要周期性刷新的是（）。
A. SRAMB. SDRAMC.ROMD. FLASH3、关于浮点数在IEEE754标准中的规定，下列说法中错误的是（）。
I.浮点数可以表示正无穷大和负无穷大两个值Ⅱ.如果需要，也允许使用非格式化的浮点数Ⅲ.对任何形式的浮点数都要求使用隐藏位技术IⅣ.对32位浮点数的阶码采用了偏移值为l27的移码表示，尾数用原码表示4、在浮点机中，判断原码规格化的形式的原则是（）。
A.尾数的符号位与第一数位不同B.尾数的第一数位为1，数符任意C.尾数的符号位与第一位相同D.阶符与数符不同5、假设有7位信息码010101，则低位增设偶校验位后的代码和低位增设奇校验位后的代码分别为（）。
A.01101010 01101010B.0101010 01101011C.01101011 01101010D.01101011 011010116、总线的数据传输速率可按公式Q=Wf/N计算，其中Q为总线数据传输速率，W为总线数据宽度（总线位宽/8），f为总线时钟频率，N为完成一次数据传送所需的总线时钟周期个数。
若总线位宽为16位，总线时钟频率为8MHz，完成一次数据传送需2个总线时钟周期，则总线数据传输速率Q为（）。
A.16Mbit/sB.8Mbit/sC.16MB/sD.8MB/s7、下列关于多总线结构的叙述中，错误的是（）。
A.靠近CPU的总线速度较快B.存储器总线可支持突发传送方式C.总线之间需通过桥接器相连D.PCI-Expressx16采用并行传输方式8、下列描述中，正确的是（）。
计算机组成原理之IO系统
3
1、接口与主机的连接
•Ｉ/Ｏ设备在结构和工作原理上与主机有很大的差异，它们 都有各自单独的时钟，独立的时序控制和状态标准。
•主机与外部设备工作在不同速度下，它们速度之间的差别 一般能够达到几个数量级。
•主机与外设在数据格式上也不相同：主机采用二进制编码 表示数据，而外部设备一般采用ASCII编码。在主机与外 设进行数据交换时必须引入相应的逻辑部件解决两者之间 的同步与协调、数据格式转换等问题，这些逻辑部件就称 为输入输出接口，简称为接口。
6
3、接口的分类
接口类型与Ｉ/Ｏ设备的类型、Ｉ/Ｏ设备对接口的特殊要求、CPU 与接口之间信息交换的方式等因素有关，从不同的角度来考虑可以 分为： •按数据传输的宽度分类，分为并行接口与串行接口。在主机和接 口一侧，数据总是并行传送的，并行接口每次可传送一个字节（或 字）的所有位，所以传送速率高，但传输线宽。在串行接口中，外 设和接口间的数据每次只传送一位数据，传送速率低，但只需一根 数据线。常用在远程终端和计算机网络等设备离主机较远的场合下。 •按操作的节拍分类，可分为同步接口和异步接口。同步接口的数 据传送按照CPU的控制节拍进行。异步接口不由CPU的时钟控制， 而是利用应答方式实现CPU与Ｉ/Ｏ设备之间的信息交换。
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•Trap是一个引起陷阱的指令被执行后立刻会报告的异常。Trap 处理程序的返回地址指向引起陷阱指令的随后一条指令，因此返 回后会执行下一条指令。 •Abort是一种不会报告导致异常指令精确位置的异常，并且不允 许导致异常的程序重新继续执行。Abort用于报告严重错误，例 如硬件错误以及系统表中存在不一致性或非法值。
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主程序指令
是否有中断请求 Y N
主程序指令
电子科技大学计算机组成原理练习题
1 . 指令格式中的地址结构是指A.指令中给出几个地址B. 指令中采用几种寻址方式C. 指令中如何指明寻址方式D. 地址段占多少位2 . 将外围设备与主存统一编址，—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3 . 减少指令中地址数的办法是采用A. 隐地址B. 寄存器寻址C. 寄存器间址D. 变址寻址4 . 采用隐式I/O指令，是指用（）实现I/O操作。
A. I/O指令B. 通道指令C. 传送指令D. 硬件自动5 . 为了缩短指令中某个地址段(或地址码)的位数，有效的方法是采取（）。
A. 立即寻址B. 变址寻址C. 间接寻址D. 寄存器寻址6 . 零地址指令是采用（）方式的指令。
A. 立即寻址B. 间接寻址C. 堆栈寻址D. 寄存器寻址7 . 单地址指令（）。
A. 只能对单操作数进行加工处理B. 只能对双操作数进行加工处理C. 既能对单操作数进行加工处理，也能对双操作数进行运算D. 无处理双操作数的功能8 . 三地址指令常用于（）中。
A. 微型机B. 小型机C. 大型机D. 所有大、小、微机9 . 在以下寻址方式中，哪一种可缩短地址字段的长度（）。
A. 立即寻址B. 直接寻址C. 存储器间址D. 寄存器间址10 . 隐地址是指（）的地址。
A. 用寄存器号表示B. 存放在主存单元中C. 存放在寄存器中D. 事先约定，指令中不必给出10 . 堆栈指SP的内容是（）。
A. 栈顶地址B. 栈底地址C. 栈顶内容D. 栈底内容12 . 为了实现输入输出操作，指令中（）。
A. 必须指明外围设备的设备号B. 必须指明外围接口中寄存器的地址码C. 必须同时指明外围设备号与接口中寄存器的总线地址D. 对单独编址方式，可以指明设备号或端口地址。
对统一编址方式，可以指明寄存器的总线地址。
1 . 目前软盘中常用的磁记录方式是（）。
A. M2F制B. 不归零－1制C. 调相制D. 调频制2 . 在磁盘接口中（）。
电子科技大学,计算机组成原理3计算机组成原理-3-5-组合逻辑控制方式
3.5.3 微命令的综合与产生
归纳微命令,综合化简条件,用组合逻辑电路实现。 例： 读令R= FT0 +MOV(ST1+ST4+……) +…… CPPC = FT0 P +MOV(ST2+DT2) X P +……
组合逻辑方式的缺点： （1）设计不规整 （2）不容易修改或扩展
由硬件完成
（2）时钟周期(节拍)T 1）时钟周期时间： 1微秒 完成一步操作：
一次从M读出，并经数据通路传送的操作；或
一次数据通路传送操作；或
一次向M写入的操作
模型机以访存时间作为一步操作时间。 一个总线 周期等于一个时钟周期，可根据需要扩展。
2）时钟周期数： 一个工作周期中的时钟数可变。
每个工作周期第一拍T=0，
操作时间表中各微命令的含义:
(1) 控制访存操作的微命令 EMAR, R/W, SIR, … (2) 控制CPU内部数据通路操作微命令
PCA, S3S2S1S0M, DM, CPPC, …
(3) 控制时序切换的微命令
1ST/DT/ET, CPFT/ST/DT/ET, CPT, …
（2）传送指令 1）流程图 例1：MOV R0，R1； FT0： M ET0： R1 ET1： PC 例2：MOV(R0),(R1)； FT0： M ST0： R1 ST1： M DT0： R0 ET0： C ET1： MDR ET2： PC
IR，PC+1 R0 MAR
PC
IR， PC+1 PC MAR 源数 MDR C MAR 目的地址 MDR M MAR
IR 例3：MOV X(R0),X(R1)；FT0： M PC+1 PC 形地 MAR ST0： PC 取源操作数， MDR C ST1： M 暂存于C， ST2： PC+1 PC 源数 MAR ST3： C+R1 需5步。 MDR C ST4： M 形地 MAR DT0： PC 取目的地址， MDR D DT1： M 暂存于MAR， 目的地址 PC+1 PC DT2： 需4步。 MAR DT3： D+R0 MDR ET0： C 源数送存储器， M ET1： MDR 需3步。 MAR ET2： PC
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设
命令/状态字寄存器
备
数据缓冲寄存器
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工作
再请求
结束
完成一次 工作
设备完成工作。
10
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2.查询流程
启动外设
外设工作完成？ N
3.优缺点
Y 入/出操作
硬件开销小； 实时处理能力差,并行程度低。
4.应用场合
对CPU效率要求不高的场合，或诊断、调试过程。பைடு நூலகம்
第3页/共4页
程序查询方式接口功能模型
地址
IOW
译码.
系
IOR
外
统
部
总 线
主机与外设备输入/输出操作可以 有三种: 1、直接程序传送方式 2、程序中断方式 3、存储器直接访问DMA方式
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5.3 直接程序传送方式与接口
本质：用I/O指令编程实现信息传送
1.外设状态
在接口中设
00 启动
01
置状态字表 空闲
示这些状态。
空闲：调用前， 调用完 设备不工作； 结束：调用后，