电大资源网《计算机组成原理》形成性考核册作业4答案

 1. 针式打印机由哪些部件组成?简述打印头的结构和打印出一个字符的原理性过程?

答：针式打印机由走纸机构、色带机构、打印头和一些逻辑电路等几部分组成.

打印头由打印针、导轨、电磁铁线圈、弹簧、衔铁、外壳及壳帽几部分组成.每根打印针是由具有钢性和韧性都很好的金额材料制成,可以沿着导轨前后运动;运动的动力来自电磁衔铁的正向推动和机械弹簧的反向推动.当电磁铁的线圈中给出一个脉冲电流时将产生磁场,电磁衔铁会在这一磁场作用下向前移动,推动打印针也向前移动并撞击色带;当线圈中的电流消失后,磁场消失,是磁衔铁也失去作用力,机械弹簧的反向回原位置.由于多个打印针可以同时被驱动,故一次打印是一个字符的一个纵向的点阵列,之后使打印头向右移动一个点的位置,就可以打印字符的下一个点阵列,几次之后就打印出一个完整的字符.

2. 计算机总线的功能是什么?通常用什么类型的器件构成总线?为什么?从功能区分,总线由哪 3部分组成?各自对计算机系统性能有什么影响?

答：计算机总线是计算机的各部件之间传输信息的公共通路,包括传输数据(信息)信号的逻辑电路、管理信息传输协议的逻辑线路和物理连线.

由于总线上往往要连接许多部件或设备,传输的距离较长,负载比较重,故要求总线线路有更强的驱动能力.总线的硬件组成,通常选用集电极开路输出的电路,或输出端有高阻态输出支持的电路.这样的线路的输出端可以直接连接在一起并通过为其中某个门给出低电平( 0V)的控制信号,为其他门给出高电平( 4V)的控制信号,实现把多路输入中的某一路信息送到总工线上.

从总线各自承担的不同功能,分成数据总线、地址总线、控制总线 3部分.

数据总线在计算机部件之间传输数据信息,它的时钟频率和宽度的乘积正比于它支持的最大的数据输入输出能力.

地址总线在计算机部件之间传输地址(内存地址、 I/O地址)信息,它的宽度决定了系统可以寻址的最大内存空间.

控制总线给出总线周期类型、 I/O操作完成的时刻、 DMA周期、中断等有关的控制信号.

3. 解释下列术语：总线周期,总线周期类型,总线的等待状态,正常总线周期, burst总线周期,同步传输控制,异步传输控制.

答：总线周期：是通过总线完成一次内存读写操作或完成一次输入输出设备的读写操作所必需的时间.

按照总线周期区分为内存读周期、内存写周期、 I/O读周期、 I/O写周期 4种类型. 5Hb4Q R'V+J

被读写的内存和外设的的运行速度低,不能在这一个数据时间内完成读写操作,就必须再增加一到几个数据时间用于继续完成读写操作,在增加了这一到几个数据时间里,称总线处于等待状态.

如果每次数据传输都要用两个时间(地址时间、数据时间)组成的完整的总线周期完成读写,则称这种总线周期为正常总线周期 (normal bus cycle),每次只能传输一个数据.

在给出一次地址信息(一个地址时间)后,接着用连续的多个数据时间依次传输多个数据,这种运行方式可提高数据传输速度,称为总线的急促传输方式( burst mode).

同步传输控制是指在总线上传送数据时,通信双方使用同一个时钟信号进行同步,这个时钟信号通常可以由 CPU的总线控制逻辑部件提供,称为总线时钟.

异步传输控制是指在总线上传送数据时,允许通信双方各自使用自己的时钟信号,采用“应答方式”解决数据传输过程中的时间配合关系,而不是共同使用同一个时钟信号进行同步.

4. 通用可编程接口应由哪些部件组成?各自的功能是什么?

答：为了尽量减少接口卡的种类,人们总是希望用同一块接口卡能提供出更多的功能,并且能灵活选择其运行功能和运行的控制参数,这样的接口卡被称为通用可编程接口.

接口卡上通常有接口命令寄存器,存放 CPU发来的控制命令;有状态寄存器,由设备运行设置其值,供 CPU通过读操作来了解设备接口的运行状态.

接口卡上通常还有一到几个用于数据缓冲的寄存器,以便适当降低 CPU和设备直接耦合的程度,解决它们运行速度不匹配的矛盾.

接口卡上通常还有处理中断请求、屏蔽和判优等逻辑线路,这是属于总线从设备类型的设备主动向 CPU提出自己操作要求的重要机制.

5. 简述一次中断处理的完整过程.

答：一个完整的中断过程由中断请求、中断响应和中断处理 3个阶段组成.一次中断处理过程通常要经过如下几个步骤完成：

1. 中断请求：由中断源发出并送给 CPU的控制信号.

2. 关中断：保证在此之后的一小段时间内 CPU不能响应新的中断请求.卓越人社区 --Joyren.cn6Q*K&^*|：p9}O2M7y

3. 保存断点,保护现场：用中断隐指令实现.断点和现场信息一般保存在堆栈中,保存信息一定要完整完成,以保证被停下来的程序得以继续正常运行.

4. 判别中断源,转中断服务：找出中断服务程序的入口地址.多个中断源时找出中断优先级最高的中断源.

5. 开中断,以便尽快地进入可以响应更高级别中断请求的运行状态.

6. 若有更高级别中断请求到来,则进行新的中断响应过程.

7. 执行中断服务程序,完成后准备返回主程序,为此,执行关中断.

8. 恢复现场,恢复断点.

9. 开中断.关中断和开中断是为了保证能完整的恢复现场的操作.开中断之后,若有更高级别中断请求来到,则进入新的中断响应过程.

10. 返回断点.

6.DMA 传输方式的优点是什么? DMA接口中通常应包括哪些逻辑部件?各自的功能是什么?

答： DMA传输方式的优点是：实现高速 I/O设备与主存储器之间成批交换数据的输入 /输出.

1、主存地址计数器,用于存放读写主存用到的主存地址.

2、数据数量计数器,用于存放传送数据的数量.

3、 DMA的控制 /状态逻辑,由控制和状态等逻辑电路组成,用于修改主存地址计数器和数据数量计数器,指定传送功能,协调 CPU和 DMA信号的配合与同步.

4、 DMA请求触发器,接收并记忆设备送来的请求数据传送的信号.

5、数据缓冲寄存器,用于存放高速设备与主存之间交换的数据.

6、中断机构,中断请求发生在数据数量计数器计数到 0值时,用于向 CPU报告本组数据传达完成,并等待新的传送命令.