七 輸入輸出系統(tǒng) 練習題 答案PPT課件

1、.,1,第七章輸入輸出系統(tǒng)練習題一、選擇題1.一個CRT的分辨率為10241024,像素的顏色為256色,則CRT接口電路中的刷新存儲器的容量為(B).A.512KBB.1MBC.2MB2.鍵盤、鼠標、顯示器、打印機屬于(C)設備.A.機-機通信B.計算機信息駐留C.人機交互,.,2,3.MODEM屬于（A）設備.A.機-機通信B.計算機信息駐留C.人機交互4.微型計算機中,VGA代表（B）.A.顯示器型號B.顯示標準C.鍵盤的型號,.,3,5.磁盤上的磁道是（A）.A.記錄密度不同的同心圓B.記錄密度相同的同心圓C.一條阿基米德螺線6.在下列磁性材料組成的存儲器件中,（D）不屬于輔助存儲器.

2、A.磁盤B.磁帶C.磁鼓D.磁芯E.光盤,.,4,7.顯示器的主要參數之一是分辨率,其含義為（B）.A.顯示屏幕的水平和垂直掃描頻率B.顯示屏幕上光柵的列數和行數C.可顯示不同顏色的總數8.下列說法中不正確的是（A）.A.語音合成器作為輸入/輸出設備可將人的語言聲音轉換成計算機能夠識別的信息B.點陣式打印機點陣的點越多，印字質量越高C.非擊打式打印設備速度快、噪音低、印字質量高，但價格較高D.行式打印機的速度比串行打印機快,.,5,9.下面關于計算機圖形和圖像的敘述中,正確的是（C）.A.圖形比圖像更適合表現(xiàn)類似于照片和繪圖之類的有真實感的畫面B.一般來說圖像比圖形的數據量要少一些C.圖形比圖

3、像更容易編輯、修改D.圖像比圖形更有用,.,6,10.若磁盤的轉速提高一倍,則（B）.A.平均存取時間減半B.平均等待時間減半C.存儲密度可以提高一倍D.平均定位時間不變11.活動頭磁盤存儲器的找道時間通常是指（C）.A.最大找道時間B.最小找道時間C.最大找道時間與最小找道時間的平均值D.最大找道時間與最小找道時間之和,.,7,12.下列說法中正確是（D）.A.硬盤系統(tǒng)和軟盤系統(tǒng)均可分為固定磁頭和可移動磁頭兩種B.高數據傳輸率的CD-ROM驅動器運行速度快，但要求很高的容錯性和糾錯能力C.隨著半導體集成電路的發(fā)展，外圍設備在硬件系統(tǒng)中的價格所占的比重越來越低D.在字符顯示器中，字符點陣碼存儲

4、在VRAM中,.,8,13.在磁盤存儲器中,找道（查找）時間是指（A）.A.使磁頭移動到要找的柱面上所需的時間B.在磁道上找到要找的扇區(qū)所需的時間C.在扇區(qū)中找到要找的數據所需的時間14.軟盤驅動器采用的磁頭是（B）.A.浮動式磁頭B.接觸式磁頭C.固定式磁頭,.,9,15.磁盤存儲器的等待時間通常是（B）.A.磁盤旋轉一周所需的時間B.磁盤旋轉半周所需的時間C.磁盤旋轉2/3周所需的時間16.在磁盤和磁帶兩種磁表面存儲器中,存取時間與存儲單元的物理位置有關,按存儲方式分（B）.A.二者都是串行存取B.磁盤是部分串行存取,磁帶是串行存取C.磁帶是部分串行存取,磁盤是串行存取,.,10,17.活

5、動頭磁盤存儲器中,信息讀出或寫入磁盤是（C）進行的.A.并行方式B.串行方式C.串并方式18.主機與設備傳送數據時,采用(B)，CPU的效率最高.A.程序查詢方式B.DMA方式C.中斷方式,.,11,19.主機與設備傳送數據時,采用(A),主機與設備是串行工作的.A.程序查詢方式B.DMA方式C.中斷方式20.中斷發(fā)生時,程序計數器內容的保護和更新,是由（A）完成的.A.硬件自動B.進棧指令和轉移指令,.,12,21.下述（E）情況會提出中斷請求.A.產生存取周期竊取B.一次I/O操作結束C.兩數相加結果溢出D.上述各項E.上述B、C兩項,.,13,22.在中斷響應周期,置“0”允許中斷觸發(fā)器

6、是由(A)完成的.A.硬件自動B.程序員在編制中斷服務程序時設置的C.關中斷指令23.采用DMA方式傳送數據時,每傳送一個數據要占用(C)的時間.A.一個指令周期B.一個機器周期C.一個存儲周期,.,14,24.DMA方式(B).A.既然能用于高速外圍設備的信息傳送，也就能代替中斷方式B.不能取代中斷方式25.I/O接口中數據緩沖器的作用是(A).A.用來暫存CPU和外設之間傳送的數據B.用來暫存外設的狀態(tài)C.用來暫存外設的地址,.,15,26.在統(tǒng)一編址方式下,下面的說法(D)是對的.A.一個具體地址只能對應輸入輸出設備B.一個具體地址只能對應內存單元C.一個具體地址既可能對應輸入輸出設備又

7、可能對應內存單元D.一個具體地址只對應I/O設備或只對應內存單元27.在獨立編址方式下,下面的說法(C)是對的.A，B，C，D同上.,.,16,28.在存儲單元和I/O設備統(tǒng)一編址的方式下,存儲單元和I/O設備是依據(A)來區(qū)分的.A.不同的地址碼B.不同的地址線C.不同的數據線D.不同的控制線29.中斷系統(tǒng)是由(C)實現(xiàn)的.A.硬件B.軟件C.硬件和軟件結合30.為實現(xiàn)多重中斷,保護斷點和現(xiàn)場使用(D).A.ROMB.中斷向量表C.設備內的寄存器D.堆棧,.,17,31.在中斷響應過程中,保護程序計數器PC的作用是(B).A.能使CPU找到中斷處理程序的入口地址B.使中斷返回時,能回到斷點處

8、繼續(xù)原程序的執(zhí)行C.使CPU和外圍設備并行工作D.為了實現(xiàn)中斷嵌套,.,18,32.中斷允許觸發(fā)器用來(D).A.表示外設是否提出了中斷請求B.CPU是否響應了中斷請求C.CPU是否正在進行中斷處理D.開放或關閉可屏蔽中斷33.CPU響應中斷時,進入“中斷周期”,采用硬件方法保護并更新程序計數器PC的內容,而不是由軟件完成,主要是因為(B)。A.節(jié)省內存B.提高處理機速度C.易于編制中斷處理程序D.能進入中斷處理程序并能正確返回原程序,.,19,34、單級中斷與多級中斷的區(qū)別是(A).A.單級中斷只能實現(xiàn)單重中斷,而多級中斷可以實現(xiàn)多重中斷B.單級中斷的硬件結構是一維中斷,而多級中斷的硬件結構

9、是二維中斷C.單級中斷,處理機只有一根外部中斷請求線連接到它的外圍設備系統(tǒng);而多級中斷,每個I/O設備都有一根專用的外部中斷請求線,.,20,35.外圍設備提出中斷請求的條件是(C).A.一個CPU周期結束B.總線空閑C.外設準備就緒且系統(tǒng)允許中斷D.CPU開放中斷系統(tǒng)36.向量中斷是(B).A.外設提出中斷B.由硬件形成中斷服務程序入口地址C.由硬件形成向量地址,再由向量地址找到中斷服務程序入口地址.,.,21,37.隱指令是指(B).A.操作數隱含在操作碼中的指令B.指令系統(tǒng)中沒有的指令C.在一個機器周期里完成全部操作的指令38.中斷向量可提供(D).A.被選中的設備的地址B.傳送數據的起

10、始地址C.主程序的斷點地址D.中斷服務程序入口地址,.,22,39.中斷周期前是(B),中斷周期后是(B).A.取指周期,執(zhí)行周期B.執(zhí)行周期,取指周期C.間址周期,執(zhí)行周期40.微型機系統(tǒng)中,主機和高速硬盤進行數據交換一般采用(C)方式.A.程序查詢B.程序中斷C.DMA,.,23,41.帶有處理機的終端一般稱為(B).A.交互式終端；B.遠程終端；C.智能終端。,.,24,42.通道程序是由(B)組成.A.I/O指令B.通道控制字（或稱通道指令）C.通道狀態(tài)字43.打印機的分類方法很多,若按能否打印漢字來區(qū)分,可分為(C).A.并行式打印機和串行式打印機B.擊打式打印機和非擊打式打印機C.

11、點陣式打印機和活字式打印機,.,25,44.I/O設備與主機交換信息的方式中,中斷方式的特點是(B)。A.CPU與設備串行工作,傳送與主程序串行工作B.CPU與設備并行工作,傳送與主程序串行工作C.CPU與設備并行工作,傳送與主程序并行工作45.I/O設備與主機交換信息的方式中,DMA方式的特點是(C).A.B.C同上題.,.,26,46.以下敘述(A)是錯誤的.A.一個更高級的中斷請求一定可以中斷另一個中斷處理程序的執(zhí)行B.DMA和CPU必須分時使用總線C.DMA的數據傳送不需CPU控制47.中斷服務程序的最后一條指令是(C).A.轉移指令B.出棧指令C.中斷返回指令,.,27,48.DMA

12、方式的接口電路中有程序中斷部件,其作用是(c).A.實現(xiàn)數據傳送B.向CPU申請使用總線C.向CPU提出傳輸結束49.若一個8位組成的字符至少需10位來傳送,這是(B)傳送方式.A.同步B.異步C.并聯(lián)D.混合,.,28,50.下面敘述中(B)是正確的.A.總線一定要和接口相連B.接口一定要和總線相連C.通道可以代替接口51.計算機的外圍設備是指(C).A.輸入/輸出設備B.外存儲器C.輸入輸出設備及外存儲器D.除了CPU和內存以外的其他設備,.,29,二、綜合應用題1.解釋名詞:單線中斷,多線中斷,多線多級中斷.解答要點：中斷請求信號產生后,通過中斷請求線（INT）傳給CPU；通常,按照中斷

13、請求線的數目將中斷系統(tǒng)分為單線中斷和多線中斷,多線中斷又進一步引出多線多級中斷.,.,30,單線中斷：CPU只有一根中斷請求線（INTR）,各中斷源共用該線發(fā)出中斷申請;CPU接到中斷請求后;必須通過軟件或硬件的方法來查詢是哪個中斷源發(fā)出的中斷請求.多線中斷：CPU有多根中斷請求輸入線（1）各中斷源均獨占一根中斷請求輸入線;CPU接到請求的同時也就知道了中斷源是誰.稱為獨立請求方式;響應速度快.,.,31,（2）每個中斷級(上的多個中斷源)占用一條中斷請求輸入線;即所謂二維中斷結構.多線多級中斷：即上述二維中斷結構。適用于中斷源過多的情況,也是實際系統(tǒng)中常見的中斷結構.,.,32,2.解釋名詞

14、：單重中斷，多重中斷。解答要點：由CPU執(zhí)行某個中斷服務程序的過程中能否再被中斷來區(qū)分.即,是否允許中斷嵌套.注意一單級與單重,多級與多重.注意二多重的處理原則怎樣嵌套.,.,33,3.解釋名詞：向量中斷,非向量中斷,中斷向量,中斷向量地址.解答要點：向量中斷與非向量中斷是按中斷源硬件能否直接提供中斷服務程序的入口地址來區(qū)分的；中斷向量：向量中斷中,中斷服務程序的入口地址;向量地址：存放中斷向量的單元地址(指示器).,.,34,4.某計算機系統(tǒng)如圖所示.請回答：(1)該系統(tǒng)采用了哪種中斷結構?(2)各設備的優(yōu)先級(順序)是怎樣的?系統(tǒng)總線,主存,總線控制器,I/O控制器,I/O控制器,DMA控

15、制器,DMA控制器,打印機,CRT,磁盤,磁帶,CPU,DMA請求,DMA響應,中斷請求,中斷響應,解答(1)多線多級(結合鏈式)的中斷結構;,(2)由高到低為：磁盤磁帶打印機CRT,.,35,5.某計算機中斷系統(tǒng)有4級中斷I1，I2，I3和I4，中斷響應的優(yōu)先次序是I1I2I3I4。每級中斷對應一個屏蔽碼，屏蔽碼中某位為“1”表示禁止中斷，為“0”表示允許中斷。各級中斷處理程序與屏蔽碼的關系如下表所示。（1）確定中斷處理的優(yōu)先次序；,中斷處理程序,屏蔽碼,I1級,I2級,I4級,I3級,I1級,I4級,I3級,I2級,1111,0111,0011,0001,解答（1）：由表可知，中斷處理的優(yōu)

16、先次序與中斷響應的優(yōu)先次序一致。,.,36,（2）在ti時刻I1，I2和I4級同時產生中斷，在中斷處理完畢后，在tj時刻I3級發(fā)出申請，在CPU為I3服務時，I1級發(fā)出請求，在CPU為I1服務時，I2級發(fā)出請求。試畫出CPU的運行軌跡。解答（2）：按（1）確定的處理次序I1I2I3I4作圖如下：,t,中斷時間,中斷服務程序,I1I2I3I4,用戶程序,ti,（I1，I2，I4）同時,tj,I3,I1,I2,.,37,（3）若將中斷處理次序設為I1I4I3I2，問將怎樣設置各級的屏蔽碼？解答（3）：各級中斷屏蔽碼如下表設置即可。,中斷處理程序,I1I2I3I4,屏蔽碼,1111,I1I2I3I4

17、,0100,0110,0111,（4）按照（3）確定的中斷處理次序，畫出在（2）的情況下CPU的運行軌跡。,.,38,解答（4）：中斷處理次序為I1I4I3I2；ti時刻I1，I2和I4級同時產生中斷，中斷處理完畢后，在tj時刻I3級發(fā)出請求，CPU為I3服務時，I1級發(fā)出請求，CPU為I1服務時，I2級發(fā)出請求。CPU運行軌跡如下圖。,t,中斷時間,用戶程序,中斷服務程序,I1I2I3I4,（I1，I2，I4）同時,I3,I1,I2,ti,tj,.,39,6.在程序中斷方式中，磁盤申請中斷的優(yōu)先權高于打印機。當行式打印機正在進行打印操作時，磁盤有中斷請求，試問是否要將打印機輸出停下來，等磁盤

18、操作結束后，打印輸出才能繼續(xù)進行？為什么？解答要點：要清楚中斷方式下輸入和輸出的通路由此也明確中斷方式下外設并行操作具體所指。,.,40,7.下列敘述中哪些是正確的？（1）與各中斷源的中斷級別相比，CPU（或主程序）的級別最高。（2）DMA設備的中斷級別比其他外設高，否則可能引起數據丟失。（3）中斷級別最高的是不可屏蔽中斷。（4）具有專門I/O指令的計算機，外設可以單獨編址。（5）中斷服務程序的最后一條指令是無條件轉移指令。（6）CPU和I/O設備可以實現(xiàn)并行工作，但設備之間不可并行工作。,.,41,（7）在采用DMA方式高速傳輸數據時，數據傳送是在DMA控制器本身發(fā)出的控制信號控制下完成的。

19、8.作示意圖表示用程序中斷方式進行數據I/O時，CPU與外設、外設與外設并行工作的操作時序，從中分析程序中斷方式進行I/O操作的優(yōu)點和不足。解答：用兩臺外設與CPU共同工作的情況為例作示意圖如下,.,42,CPU工作,主程序,設備1工作,設備2工作,啟動設備1,啟動設備2,設中備斷1請求,設備2中斷請求,設備1中斷處理程序,設備2中斷處理程序,優(yōu)點：CPU與外設及外設與外設的并行提高了CPU的工作效率。,不足：響應一次中斷只交換一個字節(jié)，整塊數據交換要多次中斷；隨著外設增多，CPU額外開銷明顯加大，甚至可能“中斷飽和”；只適用于CPU與低速設備交換數據，高速、成組交換信息的外設無法采用程序中斷

20、方式。,.,43,9.設有8個中斷源，用軟件方式排隊判優(yōu)。（1）設計中斷申請邏輯電路。（2）如何識別中斷源？畫出中斷處理流程。解答：（1）中斷申請邏輯如下圖。,或門,IRR,INT0,INT7,INT6,INT5,INT4,INT3,INT2,INT1,INTR,一個寄存器和一個或門即可。,（2）中斷源識別用軟件查詢IRR各個位：從高位（左）查起,.,44,保護現(xiàn)場,有INT0的中斷請求？,有INT1的中斷請求？,有INT7的中斷請求？,恢復現(xiàn)場,中斷服務程序入口,中斷返回,執(zhí)行0#設備中斷服務程序,是,否,執(zhí)行1#設備中斷服務程序,執(zhí)行7#設備中斷服務程序,軟件查詢中斷源并判優(yōu)：CPU查詢I

21、RR相應位。,是,是,否,否,.,45,或,與,與,與,與,與,與,與,與,與,向量地址產生電路（編碼器）,CPU,INTA,INT,INTRA,INTRB,INTRC,IRR,IMR,數據線,01A,01C,01B,01A,01B,01C,10.有A、B、C三個中斷源，優(yōu)先權從高到低為ABC。設計其鏈式判優(yōu)電路。,.,46,與,與,與,與,與,與,與,0A,0B,0C,0D,0A,0B,0C,0D,IRR,IMR,IRA,IRB,IRC,IRD,IRA,IRB,IRC,IRD,排隊器,11.有A、B、C、D四個中斷源，優(yōu)先權從高到低為ABCD。設計其獨立請求方式的判優(yōu)電路。,.,47,12.

22、比較上述兩種判優(yōu)電路（鏈式判優(yōu)、獨立請求判優(yōu)）的速度。解答要點：后者更快；原因從硬件電路分析，后者的判優(yōu)速度對各個請求是對等的。,.,48,13、一個雙面軟盤，每面有40道，每道9個扇區(qū)，每個扇區(qū)存儲512B，請求出格式化容量。解：該軟盤格式化容量為512B9402=368640B367KB（1K=1000）,.,49,14.某軟盤驅動器以中斷方式與處理器通信，以16位為傳輸單位，傳輸率為50KB/s。每次傳輸開銷（包括中斷處理）為100拍，處理器主頻為50MHz，請計算軟盤使用時占用處理器時間的比例。解答：傳輸率50KB/s，則每秒可以發(fā)生的傳輸次數為50KB/2B=25K次；每秒25K次傳

23、輸的開銷為25KX100拍=2.5M拍；處理器主頻為50MHz，所以軟盤使用時占用處理器時間的比例為2.5M/50M=5%。,.,50,15.假定硬盤傳輸數據以32位的字為單位，傳輸率為2MB/s，CPU的時鐘頻率為50MHz。請比較采用以下三種I/O方式實現(xiàn)該硬盤I/O的可能性。（1）程序查詢方式。一個查詢操作需要100個時鐘周期，求CPU為I/O查詢所花費的時間比例，假定必須進行足夠查詢以避免數據丟失。解答（1）計算方法同上題2MB/32=2MB/4B=0.5M0.5MX100=50M50M/50M=100%所以程序查詢方式不可取。,.,51,15.假定硬盤傳輸數據以32位的字為單位，傳輸

24、率為2MB/s，CPU的時鐘頻率為50MHz。請比較采用以下三種I/O方式實現(xiàn)該硬盤I/O的可能性。（2）程序中斷方式。每次傳輸的開銷（包括中斷處理）為100個時鐘周期，求CPU為傳輸數據所花費的時間比例。解答（2）：同（1），為100%，所以也不可用。（1）與（2）比較思考。,.,52,15.假定硬盤傳輸數據以32位的字為單位，傳輸率為2MB/s，CPU的時鐘頻率為50MHz。請比較采用以下三種I/O方式實現(xiàn)該硬盤I/O的可能性。（3）采用DMA方式。假定DMA的啟動操作需要1000個時鐘周期，DMA完成處理時中斷需要500個時鐘周期，如果平均傳輸的數據長度為4KB。問在硬盤工作時處理器將用

25、多少時間比例進行I/O操作，忽略DMA申請使用總線的時間。解答（3）：每秒發(fā)生傳輸次數為2MB/4KB=500次；根據題意計算（1000+0+500）X500/50M=1.5%所以應該采用DMA方式。,.,53,16、試推導磁盤存儲器讀寫一塊信息所需總時間的公式。解答：讀寫一塊信息的總時間為T，則T=T1+T2+T3其中，T1平均找道時間，T2平均等待時間，T3一塊數據傳輸的時間。另外，如果給定有關參數，如：磁盤轉速、每道字數、每道容量可以將T1、T2及T3再進一步細化直到求出具體結果。,.,54,17、某磁盤存儲器轉速為3000轉/分，共有4個記錄面，每道記錄信息為12288B，最小磁道直徑

26、為230mm，共有275道。問：（1）磁盤存儲器的存儲容量是多少？（2）最高位密度與最低位密度是多少？（3）磁盤數據傳輸率是多少？（4）平均等待時間是多少？（5）給出一個磁盤地址格式方案。該題缺少一個已知條件Dt=5TPM。,.,55,解答：（1）122882754=13516800B13.5MB（2）D最高=12288/（230）=17字節(jié)/毫米=136BPM最外圈磁道的半徑為（230/2）+（275/Dt）=115+55=170毫米，所以D最低=12288/（2170）=11.5字節(jié)/毫米=92BPM,.,56,（3）數據傳輸率Rd=rN=3000/60X12288=614400字節(jié)/秒（

27、4）平均等待時間為磁盤旋轉一周的時間的一半，即1/300060/21000=10ms（5）磁盤地址格式方案見下：,臺號,柱面（磁道）號,盤面（磁頭）號,扇區(qū)號,9位,2位,依據臺數確定位數,依據具體劃分確定位數,.,57,18、已知某磁盤存儲器轉速為2400轉/分，每個記錄面道數為200道，平均找道時間為60ms，每道存儲容量為96Kbit，求磁盤的存取時間與數據傳輸率。解：平均找道時間T1=60ms，平均等待時間為T2=（1/2400）601000/2=12.5ms，所以平均存取時間為T1+T2=72.5ms。數據傳輸率為Rd=rN=40轉/秒96K位=384K位/s,.,58,19*、軟盤

28、驅動器使用雙面雙密度軟盤，每面有80道，每道15扇區(qū)，每個扇區(qū)存儲512B。已知磁盤轉速為360轉/分，假設找道時間為1040ms，今寫入4096B，平均需要多少時間？最長時間是多少？解：數據傳輸率Rd=rN=（360/60）（15512）=46080字節(jié)/秒傳一塊數據（512字節(jié)）所用時間為T3=512/46080=11.1ms,.,59,20*、磁帶機有9道磁道，帶長600m，帶速2m/s，每個數據塊1KB，塊間間隔14mm，若數據傳輸率為128000B/s，試求：（1）記錄位密度；（2）若帶的首尾各空2m，求此帶最大有效存儲容量。解：（1）數據傳輸率R=DVD=R/V=128000字節(jié)/

29、秒（21000毫米/秒）=64字節(jié)/毫米考慮對于磁帶，R=DV中的D=單道上的Db道數按單道計為Db=64BPM（位/毫米）,.,60,平均找道時間為T1=（10+40）/2=25ms平均等待時間為T2=60/3601000/2=83.3ms傳4096B即8個數據塊的平均時間為T=T1+T2+8T3=197.1ms傳4096B可能用的最長時間為Tmax=T1max+T2max+8T3=40+166.6+88.8=295.4ms,.,61,解：（2）磁帶上數據格式為每塊數據（1KB）所占的磁帶長度為：1KB/D=16毫米連同間隔在內的一塊塊長為：16+14=30毫米整盤磁帶中數據塊的數目為N=（600-2-2）1000/30=19867塊最大有效存儲容量為198671KB=19.867MB,2米,2米,數據塊1,間隔G,數據塊2,間隔G,數據塊N,間隔G,600米,.,62,21、一臺活動頭磁盤機的盤片組共有20個可用的盤面,每個盤面直徑18英寸,可供記錄部分寬5英寸,已知道密度為100道/英寸，