自考计算机组成原理真题讲解课件.pptx

1、第七章DMA 方式I/O接口中断屏蔽统一编址直接存储器访问，直接依靠硬件实现主存与外设之间的数据直接传输，传输过程本身不需CPU程序干预。是指连接主机和外围设备的逻辑部件。CPU处理一个中断的过程中，对其他一些外部设备的中断进行阻止。将输入输出设备中控制寄存器、数据寄存器、状态寄存器等与内存单元一样看待，将它们和内存单元联合在一起编排地址，用访问内存的指令来访问输入输出设备接口的某个寄存器，从而实现数据的输入输出。通道程序通道命令构成通道程序。在通道程序的控制下，通道对外围设备进行数据传输控制。1.统一编址：将输入输出设备中控制寄存器、数据寄存器、状态寄存器等统一编址：将输入输出设备中控制寄存

2、器、数据寄存器、状态寄存器等与内存单元一样看待，将它们和内存单元联合在一起编排地址，用访问内存与内存单元一样看待，将它们和内存单元联合在一起编排地址，用访问内存的指令来访问输入输出设备接口的某个寄存器，从而实现数据的输入输出。的指令来访问输入输出设备接口的某个寄存器，从而实现数据的输入输出。2.单独编址：将输入输出设备中控制寄存器、数据寄存器、状态寄存器单单独编址：将输入输出设备中控制寄存器、数据寄存器、状态寄存器单独编排地址，用专门的控制信号进行输入输出操作。独编排地址，用专门的控制信号进行输入输出操作。3.单级中断：单级中断：CPU在执行中断服务程序的过程中禁止所有其他外部中断。在执行中断

3、服务程序的过程中禁止所有其他外部中断。4.多级中断：多级中断：CPU在执行中断服务程序的过程中可以响应级别更高的中断在执行中断服务程序的过程中可以响应级别更高的中断请求。请求。5.中断屏蔽：中断屏蔽：CPU处理一个中断的过程中，对其他一些外部设备的中断进处理一个中断的过程中，对其他一些外部设备的中断进行阻止。行阻止。6.DMA：直接存储器访问，直接依靠硬件实现主存与外设之间的数据直接：直接存储器访问，直接依靠硬件实现主存与外设之间的数据直接传输，传输过程本身不需传输，传输过程本身不需CPU程序干预。程序干预。 7.现场保护：现场保护：CPU在响应中断请求时，将程序计数器和有关寄存器内容在响应中

4、断请求时，将程序计数器和有关寄存器内容等系统的状态信息存储起来，以使中断处理结束之后能恢复原来的状态继续等系统的状态信息存储起来，以使中断处理结束之后能恢复原来的状态继续执行程序，称为现场保护。执行程序，称为现场保护。8.中断向量：外设在向中断向量：外设在向CPU发出中断请求时，由该设备通过输入输出总发出中断请求时，由该设备通过输入输出总线主动向线主动向CPU发出一个识别代码，这个识别代码通常称为中断向量。发出一个识别代码，这个识别代码通常称为中断向量。9.自陷：当自陷：当CPU出现有算术操作异常、非法指令、越权操作和访存中的出现有算术操作异常、非法指令、越权操作和访存中的异常等某种内部情况时

5、自己引起的中断称为自陷。异常等某种内部情况时自己引起的中断称为自陷。10.软件中断：由自陷指令引起的中断称为软件中断，又称为系统调用。软件中断：由自陷指令引起的中断称为软件中断，又称为系统调用。11.通道命令：通道用于执行输入输出操作的指令，也叫通道控制字通道命令：通道用于执行输入输出操作的指令，也叫通道控制字（CCW）。）。设置中断排队判优逻辑的目的是（）。A.产生中断源编码B.使同时提出的请求中的优先级别最高者，得到及时响应C.使CPU能方便地转入中断服务子程序D.提高中断响应速度B通道程序在内存中的首地址由（ ）给出。通道地址字通道地址字在不改变中断响应次序的条件下，通过（ ）可以改变中

6、断处理次序。改写中断屏蔽字采用DMA方式传送数据是由DMA接口来控制数据在和之间传输。外设主存储器对I/O数据传送的控制方式，可分为程序中断控制方式和独立编址传送控制方式两种。对外设统一编址是指给每个外设设置一个地址码。在常见的微机系统中，磁盘常采用通道方式与主存交换信息。答案：在常见的微机系统中，磁盘常采用DMA方式与主存交换数据。通道就是一组输入输出传送线。答案：通道是具有更强的独立处理数据的输入输出功能，能同时控制多台同类型或不同类型的设备。以DMA方式实现传送，大致可分为哪几个阶段？何谓中断方式？它主要应用在什么场合？请举二例在 DMA 方式预处理（初始化）阶段， CPU 通过程序送出

7、哪些信息？中断接口一般包含哪些基本组成？简要说明它们的作用。何谓DMA方式？说明它的适用场合。何谓多重中断？如何保证它的实现？试对程序中断方式和 DMA 方式各分别举出二种应用例子。主机与外围设备之间信息传送的控制方式有哪几种？采用哪种方式 CPU 效率最低？试比较中断方式与 DMA 方式的主要异同，并指出它们各自应用在什么性质的场合。基本的DMA控制器的主要部件有哪些？简述多重中断系统中CPU响应处理一次中断的步骤。1.中断方式的接口控制器功能：能向CPU发出中断请求信号；能发出识别代码提供提供引导CPU在响应中断请求后转入相应服务程序的地址； CPU要能够对中断请求进行允许或禁止的控制；能

8、使中断请求参加优先级排队。2.CPU与外围设备进行通信有三种类型： CPU向外围设备发出操作控制命令； 外围设备向CPU提供状态信息； 数据在CPU和外围设备之间传递。3.中断裁决机制：轮询、菊花链、独立请求。4.CPU与DMA访问内存冲突的裁决的三种方法： CPU等待DMA的操作； DMA乘存储器空闲时访问存储器； CPU与DMA交替访问存储器。5.CPU启动DMA的步骤： 测试设备状态； 写存储器地址寄存器； 写长度计数器； 启动DMA控制逻辑。6.通道的三种类型：选择通道：它与设备之间的传输一直维持到设备请求的传输完成为止，然后为其它外围设备传输数据。数据宽度是可变的，通道中包含一个保存

9、IO数据传输所需的参数寄存器。数组多路通道：以数组为单元在若干高速传输操作之间进行交叉复用。字节多路通道：用于连接多个慢速的和中速的设备，这些设备的数据传送以字节为单位，字节交叉模式、猝发模式。7.字节多路通道与数组多路通道的区别：首先数组多路通道允许多个设备同时工作，但只允许一个设备进行传输型操作，而其它设备进行控制型操作；字节多路通道不仅允许多个设备操作，而且允许它们同时进行传输型操作。其次，数组多路通道与设备之间的数据传送的基本单位是数据块，通道必须为一个设备传送完一个数据块以后才能为别的设备传送数据，而字节多路通道与设备之间的数据传送基本单位是字节，各设备之间的数据传送是以字节为单位交替进行的。8.通道的功能： 接受CPU的I/O操作指令，按指令要求控制外围设备； 从内存中读取通道程序，并执行，即向设备控制器发送各种命令； 组织和控制数据在内存与外设之间的传送操作； 读取外设的状态信息，形成整个通道的状态信息，提供给CPU或保存在内存中； 向CPU发出IO操作中断请求，将外围设备的中断请求和通道本身的中断请求按次序报告CPU。