微型计算机原理作业第五章 习题与思考题.pdfVIP

第五章 习题与思考题 典型例题解析 例5-1 计算机输入/输出控制方式有哪几种?各有什么特点? 答：CPU 与外设进行数据传送，系统中对数据传送的控制方式一般分为四种： ①程序控制方式，程序控制方式是指CPU 与外设间的数据传送是在程序的控制下完 成的一种数据传送方式，这种方式又分为无条件传送和条件传送二种。在这种I/O 方 式中，程序设计简单，硬件软件较省，但费时，CPU 效率较低，实时性差，主要用于 中低速外设和实时性要求不高的场合。 ②中断控制方式，中断控制方式是指利用中断技术控制CPU 与外设进行数据传送的一种 方式。这种方式实时性好，不需要反复查询等待，减少了CPU 等待时间，CPU 与外设可并行 工作，但这种方式需要进行现场保护及恢复等工作，仍花费CPU 时间。 ③DMA 方式，DMA 方式是指由专门硬件控制，不需CPU 介入，直接由存储器与外设进行 数据传送的方式。这种方式不需CPU 介入，减少了CPU 的开销，能实现高速的数据块传送， 提高了效率。但这种方式增加了硬件开销，提高了系统的成本。 ④IOP 方式，IOP 方式是指由输入/输出协处理器IOP 控制数据传送的方式。这种控制方 式由于输入/输出协处理器具有单独的指令系统，因此能在数据传送时，同时进行数据处 理，数据传送支持DMA 方式，因此传送速度快而且不须CPU 介入，CPU 与IOP 可并行工作， 效率高。 这四种方式中，程序控制方式和中断方式属于软件控制方式，DMA 方式和IOP 方式属 于硬件方式。 例5-2 试述I/O 端口两种编址方法的特点与区别。. .答：I/O 端口的编址方法有二种：即I/O 端口单独编址方式和I/O 端口与存储器单元统一 编址方式。I/O 端口与内存单元地址统一编址方式是将I/O 端口地址与内存地址统一安排在 内存的地址空间中，即把内存的一部分地址分配给I/O 端口，由I/O 端口来占用这部分地址。 这种方式控制逻辑较简单，I/O 端口数目不受限制，所有访问存储器的指令都可用于I/O 端 口，指令丰富，功能强。但这种方式占用内存空间，而且程序难懂，难调试。 I/O 端口单独编址方式中，内存地址空间和I/O 端口地址相对独立， I/O 端口单独构成 一个空间，不占用内存空间，具有专门的指令，程序易于看懂。但这种方法程序设计不太灵 活，控制逻辑较复杂， I/O 端口数目有限。 例5-3 在I/O译码电路中，输入信号是由（ ）组成的。 A．系统中的控制线 B．系统中数据线。 C．系统中控制线和地址线 D．系统的地址线 答案：C 分析：当CPU 对I/O 设备进行寻址时，一般的做法是把系统的地址线分成两部分，一 部分是用地址线的高位与控制信号的不同组合，经译码电路产生I/0 接口芯片的片选信号 ( )，实现接口芯片间的选择；另一部分是用地址线的低位部分直接连到I/0接口芯片， CS 实现I/0接口芯片具体端口的选择。I/O地址译码电路的作用是产生片选信号 ，其输入 CS 信号是由系统中的控制线和地址线组成的。 例5-4设计接口电路的I/O地址译码电路时，选用I/O端口地址的原则是什么？ 答：用户选用I/O端口地址的原则是： （1）凡是被系统配置已使用的地址一律不用。 （2）对厂家申明保留的地址要慎用，以免与系统将来新添加的设备地址发生冲突。 （3）300H~31FH范围内的地址用户可用。 例5-5 固定式单个端口地址译码电路设计 （1）要求 设计一个端口地址为2FBH的译码电路 （2）分析 由于是单个端口地址的译码电路，不需产生片选信号CS ，故采用全译码方法。 10根地址线全部作为译码电路的输入线，参加译码。题目要求的端口地址是2FBH，可 知10位输入地址线的取值是： 0 0 A A A A A A A A A A 9 8 7 6