第七章 输入输出系统 练习题 答案.ppt

1、第七章 输入输出系统 练习题 一、选择题 1.一个CRT的分辨率为1024 1024,像素的颜色为256色,则CRT接口电路中的刷新存储器的容量为( B ). A.512KB B.1MB C.2MB 2.键盘、鼠标、显示器、打印机属于( C)设备. A.机-机通信 B.计算机信息驻留 C.人机交互,3.MODEM属于（ A ）设备. A.机-机通信 B.计算机信息驻留 C.人机交互 4.微型计算机中,VGA代表（B）. A.显示器型号 B.显示标准 C.键盘的型号,5.磁盘上的磁道是（A）. A.记录密度不同的同心圆 B.记录密度相同的同心圆 C.一条阿基米德螺线 6.在下列磁性材料组成的存储

2、器件中,（D）不属于辅助存储器. A.磁盘 B.磁带 C.磁鼓 D.磁芯 E.光盘,7.显示器的主要参数之一是分辨率,其含义为（B）. A.显示屏幕的水平和垂直扫描频率 B.显示屏幕上光栅的列数和行数 C.可显示不同颜色的总数 8. 下列说法中不正确的是（A）. A.语音合成器作为输入/输出设备可将人的语言声音转换成计算机能够识别的信息 B.点阵式打印机点阵的点越多，印字质量越高 C.非击打式打印设备速度快、噪音低、印字质量高，但价格较高 D.行式打印机的速度比串行打印机快,9.下面关于计算机图形和图像的叙述中,正确的是（C）. A.图形比图像更适合表现类似于照片和绘图之类的有真实感的画面 B

3、.一般来说图像比图形的数据量要少一些 C.图形比图像更容易编辑、修改 D.图像比图形更有用,10.若磁盘的转速提高一倍,则（B）. A.平均存取时间减半 B.平均等待时间减半 C.存储密度可以提高一倍 D.平均定位时间不变 11.活动头磁盘存储器的找道时间通常是指（C）. A.最大找道时间 B.最小找道时间 C.最大找道时间与最小找道时间的平均值 D.最大找道时间与最小找道时间之和,12.下列说法中正确是（D）. A.硬盘系统和软盘系统均可分为固定磁头和可移动磁头两种 B.高数据传输率的CD-ROM驱动器运行速度快，但要求很高的容错性和纠错能力 C.随着半导体集成电路的发展，外围设备在硬件系统

4、中的价格所占的比重越来越低 D.在字符显示器中，字符点阵码存储在VRAM中,13.在磁盘存储器中,找道（查找）时间是指（A）. A.使磁头移动到要找的柱面上所需的时间 B.在磁道上找到要找的扇区所需的时间 C.在扇区中找到要找的数据所需的时间 14.软盘驱动器采用的磁头是（B ）. A.浮动式磁头 B.接触式磁头 C.固定式磁头,15. 磁盘存储器的等待时间通常是（B）. A.磁盘旋转一周所需的时间 B.磁盘旋转半周所需的时间 C.磁盘旋转2/3周所需的时间 16.在磁盘和磁带两种磁表面存储器中,存取时间与存储单元的物理位置有关,按存储方式分（B）. A.二者都是串行存取 B.磁盘是部分串行存

5、取,磁带是串行存取 C.磁带是部分串行存取,磁盘是串行存取,17. 活动头磁盘存储器中,信息读出或写入磁盘是（C）进行的. A.并行方式 B.串行方式 C.串并方式 18.主机与设备传送数据时,采用(B )，CPU的效率最高. A.程序查询方式 B. DMA方式 C.中断方式,19.主机与设备传送数据时,采用(A ),主机与设备是串行工作的. A.程序查询方式 B.DMA方式 C.中断方式 20.中断发生时,程序计数器内容的保护和更新,是由（A）完成的. A.硬件自动 B.进栈指令和转移指令,21.下述（E）情况会提出中断请求. A.产生存取周期窃取 B.一次I/O操作结束 C.两数相加结果溢

6、出 D.上述各项 E.上述B、C两项,22. 在中断响应周期,置“0”允许中断触发器是由(A)完成的. A.硬件自动 B.程序员在编制中断服务程序时设置的 C.关中断指令 23. 采用DMA方式传送数据时,每传送一个数据要占用(C)的时间. A.一个指令周期 B.一个机器周期 C.一个存储周期,24. DMA方式(B). A.既然能用于高速外围设备的信息传送，也就能代替中断方式 B.不能取代中断方式 25. I/O接口中数据缓冲器的作用是(A). A. 用来暂存CPU和外设之间传送的数据 B. 用来暂存外设的状态 C .用来暂存外设的地址,26.在统一编址方式下,下面的说法(D)是对的. A.

7、一个具体地址只能对应输入输出设备 B.一个具体地址只能对应内存单元 C.一个具体地址既可能对应输入输出设备又可能对应内存单元 D.一个具体地址只对应I/O设备或只对应内存单元 27. 在独立编址方式下,下面的说法(C)是对的. A，B，C，D同上.,28.在存储单元和I/O设备统一编址的方式下,存储单元和I/O设备是依据(A)来区分的. A. 不同的地址码 B. 不同的地址线 C. 不同的数据线 D. 不同的控制线 29. 中断系统是由(C )实现的. A. 硬件 B.软件 C. 硬件和软件结合 30.为实现多重中断,保护断点和现场使用(D). A .ROM B .中断向量表 C .设备内的寄

8、存器 D .堆栈,31. 在中断响应过程中,保护程序计数器PC的作用是(B ). A .能使CPU找到中断处理程序的入口地址 B .使中断返回时,能回到断点处继续原程序的执行 C .使CPU和外围设备并行工作 D .为了实现中断嵌套,32. 中断允许触发器用来(D ). A.表示外设是否提出了中断请求 B.CPU是否响应了中断请求 C.CPU是否正在进行中断处理 D.开放或关闭可屏蔽中断 33.CPU响应中断时,进入“中断周期”,采用硬件方法保护并更新程序计数器PC的内容,而不是由软件完成,主要是因为(B)。 A.节省内存 B.提高处理机速度 C.易于编制中断处理程序 D.能进入中断处理程序并

9、能正确返回原程序,34、单级中断与多级中断的区别是( A ). A.单级中断只能实现单重中断,而多级中断可以实现多重中断 B.单级中断的硬件结构是一维中断,而多级中断的硬件结构是二维中断 C.单级中断,处理机只有一根外部中断请求线连接到它的外围设备系统;而多级中断,每个I/O设备都有一根专用的外部中断请求线,35.外围设备提出中断请求的条件是(C ). A.一个CPU周期结束 B.总线空闲 C.外设准备就绪且系统允许中断 D.CPU开放中断系统 36.向量中断是(B). A.外设提出中断 B.由硬件形成中断服务程序入口地址 C.由硬件形成向量地址,再由向量地址找到中断服务程序入口地址.,37.

10、隐指令是指(B). A.操作数隐含在操作码中的指令 B.指令系统中没有的指令 C.在一个机器周期里完成全部操作的指令 38. 中断向量可提供( D ). A.被选中的设备的地址 B.传送数据的起始地址 C.主程序的断点地址 D.中断服务程序入口地址,39.中断周期前是( B),中断周期后是(B ). A.取指周期,执行周期 B.执行周期,取指周期 C.间址周期,执行周期 40. 微型机系统中,主机和高速硬盘进行数据交换一般采用(C)方式. A.程序查询 B.程序中断 C.DMA,41. 带有处理机的终端一般称为(B). A.交互式终端； B.远程终端； C.智能终端。,42.通道程序是由( B

11、 )组成. A.I/O指令 B.通道控制字（或称通道指令） C.通道状态字 43. 打印机的分类方法很多,若按能否打印汉字来区分,可分为(C). A.并行式打印机和串行式打印机 B.击打式打印机和非击打式打印机 C.点阵式打印机和活字式打印机,44. I/O设备与主机交换信息的方式中,中断方式的特点是(B)。 A. CPU与设备串行工作,传送与主程序串行工作 B. CPU与设备并行工作,传送与主程序串行工作 C. CPU与设备并行工作,传送与主程序并行工作 45. I/O设备与主机交换信息的方式中,DMA方式的特点是(C ). A.B.C同上题.,46. 以下叙述(A)是错误的. A. 一个更

12、高级的中断请求一定可以中断另一个中断处理程序的执行 B. DMA和CPU必须分时使用总线 C. DMA的数据传送不需CPU控制 47. 中断服务程序的最后一条指令是( C ). A.转移指令 B.出栈指令 C.中断返回指令,48. DMA方式的接口电路中有程序中断部件,其作用是(c ). A. 实现数据传送 B. 向CPU申请使用总线 C. 向CPU提出传输结束 49.若一个8位组成的字符至少需10位来传送,这是(B)传送方式. A.同步 B.异步 C.并联 D.混合,50. 下面叙述中( B)是正确的. A. 总线一定要和接口相连 B. 接口一定要和总线相连 C. 通道可以代替接口 51.计

13、算机的外围设备是指(C). A.输入/输出设备 B.外存储器 C.输入输出设备及外存储器 D.除了CPU和内存以外的其他设备,二、综合应用题 1.解释名词:单线中断,多线中断,多线多级中断. 解答要点： 中断请求信号产生后,通过中断请求线（INT）传给CPU； 通常,按照中断请求线的数目将中断系统分为单线中断和多线中断,多线中断又进一步引出多线多级中断.,单线中断： CPU只有一根中断请求线（INTR）,各中断源共用该线发出中断申请;CPU接到中断请求后;必须通过软件或硬件的方法来查询是哪个中断源发出的中断请求. 多线中断： CPU有多根中断请求输入线 （1）各中断源均独占一根中断请求输入线;

14、CPU接到请求的同时也就知道了中断源是谁.称为独立请求方式; 响应速度快.,（2）每个中断级(上的多个中断源)占用一条中断请求输入线;即所谓二维中断结构. 多线多级中断： 即上述二维中断结构。 适用于中断源过多的情况,也是实际系统中常见的中断结构.,2.解释名词：单重中断，多重中断。 解答要点： 由CPU执行某个中断服务程序的过程中能否再被中断来区分.即,是否允许中断嵌套. 注意一单级与单重,多级与多重. 注意二多重的处理原则怎样嵌套.,3.解释名词：向量中断,非向量中断,中断向量,中断向量地址. 解答要点： 向量中断与非向量中断是按中断源硬件能否直接提供中断服务程序的入口地址来区分的； 中断

15、向量： 向量中断中,中断服务程序的入口地址; 向量地址： 存放中断向量的单元地址(指示器).,4.某计算机系统如图所示.请回答： (1)该系统采用了哪种中断结构? (2)各设备的优先级(顺序)是怎样的? 系统总线,主存,总 线 控 制 器,I/O 控制器,I/O 控制器,DMA 控制器,DMA 控制器,打印机,CRT,磁盘,磁带,CPU,DMA请求,DMA响应,中断请求,中断响应,解答(1)多线多级(结合链式)的中断结构;,(2)由高到低为：磁盘磁带打印机CRT,5.某计算机中断系统有4级中断I1，I2，I3和I4，中断响应的优先次序是I1 I2 I3 I4。每级中断对应一个屏蔽码，屏蔽码中某

16、位为“1”表示禁止中断，为“0”表示允许中断。各级中断处理程序与屏蔽码的关系如下表所示。 （1）确定中断处理的优先次序；,中断处理 程序,屏蔽码,I1级,I2级,I4级,I3级,I1级,I4级,I3级,I2级,1 1 1 1,0 1 1 1,0 0 1 1,0 0 0 1,解答（1）： 由表可知， 中断处理的 优先次序与 中断响应的 优先次序一 致。,（2）在ti时刻I1，I2和I4级同时产生中断，在中断处理完毕后，在tj时刻I3级发出申请，在CPU为I3服务时，I1级发出请求，在CPU为I1服务时，I2级发出请求。试画出CPU的运行轨迹。 解答（2）：按（1）确定的处理次序I1 I2 I3

17、I4作图如下：,t,中断 时间,中断服 务程序,I1 I2 I3 I4,用户 程序,ti,（I1，I2，I4）同时,tj,I3,I1,I2,（3）若将中断处理次序设为I1 I4 I3 I2，问将怎样设置各级的屏蔽码？ 解答（3）： 各级中断屏蔽码如下表设置即可。,中断处理程序,I1 I2 I3 I4,屏 蔽 码,1 1 1 1,I1 I2 I3 I4,0 1 0 0,0 1 1 0,0 1 1 1,（4）按照（3）确定的中断处理次序， 画出在（2）的情况下CPU的运行轨迹。,解答（4）： 中断处理次序为I1 I4 I3 I2； ti时刻I1，I2和I4级同时产生中断，中断处理完毕后，在tj时刻

18、I3级发出请求，CPU为I3服务时，I1级发出请求，CPU为I1服务时，I2级发出请求。CPU运行轨迹如下图。,t,中断 时间,用户 程序,中断服 务程序,I1 I2 I3 I4,（I1，I2，I4）同时,I3,I1,I2,ti,tj,6.在程序中断方式中，磁盘申请中断的优先权高于打印机。当行式打印机正在进行打印操作时，磁盘有中断请求，试问是否要将打印机输出停下来，等磁盘操作结束后，打印输出才能继续进行？为什么？ 解答要点： 要清楚中断方式下输入和输出的通路 由此也明确中断方式下外设并行操作具体所指。,7.下列叙述中哪些是正确的？ （1）与各中断源的中断级别相比，CPU（或主程序）的级别最高。

19、 （2）DMA设备的中断级别比其他外设高，否则可能引起数据丢失。 （3）中断级别最高的是不可屏蔽中断。 （4）具有专门I/O指令的计算机，外设可以单独编址。 （5）中断服务程序的最后一条指令是无条件转移指令。 （6）CPU和I/O设备可以实现并行工作，但设备之间不可并行工作。,（7）在采用DMA方式高速传输数据时，数据传送是在DMA控制器本身发出的控制信号控制下完成的。 8.作示意图表示用程序中断方式进行数据I/O时，CPU与外设、外设与外设并行工作的操作时序，从中分析程序中断方式进行I/O操作的优点和不足。 解答： 用两台外设与CPU共同工作的情况为例作示意图如下,CPU工作,主程序,设备1

20、工作,设备2工作,启 动 设 备 1,启 动 设 备 2,设中 备断 1 请 求,设 备 2 中 断 请 求,设备1 中断处理程序,设备2 中断处理程序,优点：CPU与外设及外设与外设的 并行提高了CPU的工作效率。,不足：响应一次中断只交换一个字节，整块数据交换要 多次中断；随着外设增多，CPU额外开销明显加大，甚至 可能“中断饱和”；只适用于CPU与低速设备交换数据， 高速、成组交换信息的外设无法采用程序中断方式。,9.设有8个中断源，用软件方式排队判优。 （1）设计中断申请逻辑电路。 （2）如何识别中断源？画出中断处理流程。 解答：（1）中断申请逻辑如下图。,或门,IRR,INT0,IN

21、T7,INT6,INT5,INT4,INT3,INT2,INT1,INTR,一个寄存器和一个或门即可。,（2）中断源识别用软件查询IRR各个位： 从高位（左）查起,保护现场,有INT0的中断 请求？,有INT1的中断 请求？,有INT7的中断 请求？,恢复现场,中断服务程序入口,中断返回,执行0#设备中断服务程序,是,否,执行1#设备中断服务程序,执行7#设备中断服务程序,软件查询中断源并判优：CPU 查询IRR相应位。,是,是,否,否,或,与,与,与,与,与,与,与,与,与,向量地址产生电路（编码器）,CPU,INTA,INT,INTRA,INTRB,INTRC,IRR,IMR,数据线,0

22、1 A,0 1 C,0 1 B,0 1 A,0 1 B,0 1 C,10.有A、B、C三个中断源，优先权从高到低为ABC。设计其链式判优电路。,与,与,与,与,与,与,与,0 A,0 B,0 C,0 D,0 A,0 B,0 C,0 D,IRR,IMR,IRA,IRB,IRC,IRD,IRA,IRB,IRC,IRD,排 队 器,11.有A、B、C、D四个中断源，优先权从 高到低为ABCD。设计其独立请求方式的 判优电路。,12.比较上述两种判优电路（链式判优、独立请求判优）的速度。 解答要点： 后者更快； 原因 从硬件电路分析，后者的判优速度对各个请求是对等的。,13、一个双面软盘，每面有40道

23、，每道9个扇区，每个扇区存储512B，请求出格式化容量。 解：该软盘格式化容量为 512B 9 402 =368640B367KB（1K=1000）,14. 某软盘驱动器以中断方式与处理器通信，以16位为传输单位，传输率为50KB/s。每次传输开销（包括中断处理）为100拍，处理器主频为50MHz，请计算软盘使用时占用处理器时间的比例。 解答：传输率50KB/s，则每秒可以发生的传输次数为50KB/2B=25K次； 每秒25K次传输的开销为 25K X 100拍=2.5M拍； 处理器主频为50MHz，所以软盘使用时占用处理器时间的比例为 2.5M/50M=5% 。,15.假定硬盘传输数据以32

24、位的字为单位，传输率为2MB/s，CPU的时钟频率为50MHz。请比较采用以下三种I/O方式实现该硬盘I/O的可能性。 （1）程序查询方式。一个查询操作需要100个时钟周期，求CPU为I/O查询所花费的时间比例，假定必须进行足够查询以避免数据丢失。 解答（1）计算方法同上题 2MB/32=2MB/4B=0.5M 0.5M X 100=50M 50M/50M=100% 所以程序查询方式不可取。,15.假定硬盘传输数据以32位的字为单位，传输率为2MB/s，CPU的时钟频率为50MHz。请比较采用以下三种I/O方式实现该硬盘I/O的可能性。 （2）程序中断方式。每次传输的开销（包括中断处理）为10

25、0个时钟周期，求CPU为传输数据所花费的时间比例。 解答（2）： 同（1），为100%，所以也不可用。 （1）与（2）比较思考。,15.假定硬盘传输数据以32位的字为单位，传输率为2MB/s，CPU的时钟频率为50MHz。请比较采用以下三种I/O方式实现该硬盘I/O的可能性。 （3）采用DMA方式。假定DMA的启动操作需要1000个时钟周期，DMA完成处理时中断需要500个时钟周期，如果平均传输的数据长度为4KB。问在硬盘工作时处理器将用多少时间比例进行I/O操作，忽略DMA申请使用总线的时间。 解答（3）：每秒发生传输次数为 2MB/4KB=500次；根据题意计算 （1000 +0 +500

26、）X 500/50M=1.5% 所以应该采用DMA方式。,16、试推导磁盘存储器读写一块信息所需总时间的公式。 解答： 读写一块信息的总时间为T，则 T=T1+T2+T3 其中，T1平均找道时间， T2平均等待时间， T3一块数据传输的时间。 另外，如果给定有关参数，如：磁盘转速、每道字数、每道容量可以将T1、T2及T3再进一步细化直到求出具体结果。,17、某磁盘存储器转速为3000转/分，共有4个记录面，每道记录信息为12288B，最小磁道直径为230mm，共有275道。问： （1）磁盘存储器的存储容量是多少？ （2）最高位密度与最低位密度是多少？ （3）磁盘数据传输率是多少？ （4）平均等

27、待时间是多少？ （5）给出一个磁盘地址格式方案。 该题缺少一个已知条件Dt=5TPM。,解答： （1）12288 275 4=13516800B13.5MB （2）D最高=12288/（230 ）=17字节/毫米=136BPM 最外圈磁道的半径为（230/2）+（275/Dt）=115+55=170毫米， 所以D最低=12288/（2 170）=11.5字节/毫米=92BPM,（3）数据传输率Rd=r N=3000/60X12288=614400字节/秒 （4）平均等待时间为磁盘旋转一周的时间的一半，即 1/3000 60/2 1000=10ms （5）磁盘地址格式方案 见下：,台号,柱面（磁

28、道）号,盘面（磁头）号,扇区号,9位,2位,依据台数 确定位数,依据具体 划分确定 位数,18、已知某磁盘存储器转速为2400转/分，每个记录面道数为200道，平均找道时间为60ms，每道存储容量为96Kbit，求磁盘的存取时间与数据传输率。 解：平均找道时间T1=60ms， 平均等待时间为T2=（1/2400） 60 1000/2=12.5ms， 所以平均存取时间为T1+T2=72.5ms。 数据传输率为Rd=rN=40转/秒 96K位=384K位/s,19*、软盘驱动器使用双面双密度软盘，每面有80道，每道15扇区，每个扇区存储512B。已知磁盘转速为360转/分，假设找道时间为1040m

29、s，今写入4096B，平均需要多少时间？最长时间是多少？ 解： 数据传输率Rd=rN=（360/60） （15 512）=46080字节/秒 传一块数据（512字节）所用时间为 T3=512/46080=11.1ms,20*、磁带机有9道磁道，带长600m，带速2m/s，每个数据块1KB，块间间隔14mm，若数据传输率为128000B/s，试求： （1）记录位密度； （2）若带的首尾各空2m，求此带最大有效存储容量。 解： （1）数据传输率R=DV D=R/V=128000字节/秒（2 1000毫米/秒）=64字节/毫米 考虑对于磁带，R=DV中的D=单道上的Db 道数 按单道计为Db=64B

30、PM（位/毫米）,平均找道时间为 T1=（10+40）/2=25ms 平均等待时间为 T2=60/360 1000/2=83.3ms 传4096B即8个数据块的平均时间为 T=T1+T2+8T3=197.1ms 传4096B可能用的最长时间为 Tmax=T1max+T2max+8T3 =40+166.6+88.8=295.4ms,解： （2）磁带上数据格式为 每块数据（1KB）所占的磁带长度为：1KB/D=16毫米 连同间隔在内的一块块长为：16+14=30毫米 整盘磁带中数据块的数目为 N=（600-2-2） 1000/30=19867块 最大有效存储容量为 19867 1KB=19.867MB,2 米,2 米,数据 块1,间 隔 G,数据 块2,间 隔 G, ,数据 块N,间 隔 G,600米,21、一台活动头磁盘机的盘片组共有20个可用的盘面,每个盘面直径18英寸,可供记录部分宽5英寸,已知道密