计算机组成原理第二版唐朔飞课后习题答案.doc

内容发布更新时间 : 2024/12/23 13:07:03星期一 下面是文章的全部内容请认真阅读。

只要总线未被CPU占用,即可立即响应DMA请求;若总线正被CPU占用,则必须等待该存取周期结束时,CPU才交出总线的使用权。

30. DMA的工作方式中,CPU暂停方式和周期挪用方式的数据传送流程有何不同?画图说明。

解:两种DMA方式的工作流程见如下,其主要区别在于传送阶段,现行程序是否完全停止访存。

停止CPU访存方式的DMA工作流程如下:

现行程序 CPU DMAC I/O CPU DMAC I/O

B C D 周期窃取方式的DMA工作流程如下:

现行程序 CPU DMAC I/O CPU DMAC I/O B C D

31. 假设某设备向CPU传送信息的最高频率是40 000次/秒,而相应的中断处理程序其执行时间为40?s,试问该外设是否可用程序中断方式与主机交换信息,为什么?

解:该设备向CPU传送信息的时间间隔 =1/40000=0.025×10-3=25 ? s < 40?s

则:该外设不能用程序中断方式与主机交换信息,因为其中断处理程序的执

行速度比该外设的交换速度慢。

32. 设磁盘存储器转速为3000转/分,分8个扇区,每扇区存储1K字节,主存与磁盘存储器数据传送的宽度为16位(即每次传送16位)。假设一条指令最长执行时间是25?s,是否可采用一条指令执行结束时响应DMA请求的方案,为什么?若不行,应采取什么方案?

解:先算出磁盘传送速度,然后和指令执行速度进行比较得出结论。

道容量= 1K ×8 ×8 位= 8KB = 4K字

数传率=4K字×3000转/分=4K字×50转/秒 =200K字/秒

一个字的传送时间=1/200K秒? 5?s (注:在此1K=1024,来自数据块单位缩写。)

因为5 ?s<<25?s,所以不能采用一条指令执行结束响应DMA请求的方案,应采取每个CPU机器周期末查询及响应DMA请求的方案(通常安排CPU机器周期=MM存取周期)。

33. 试从下面七个方面比较程序查询、程序中断和DMA三种方式的综合性能。 (1)数据传送依赖软件还是硬件。 (2)传送数据的基本单位。 (3)并行性。 (4)主动性。 (5)传输速度。 (6)经济性。

(7)应用对象。 解:比较如下:

(1)程序查询、程序中断方式的数据传送主要依赖软件,DMA主要依赖硬件。 (注意:这里指主要的趋势)

(2)程序查询、程序中断传送数据的基本单位为字或字节,DMA为数据块。 (3)程序查询方式传送时,CPU与I/O设备串行工作;程序中断方式时,CPU与I/O设备并行工作,现行程序与I/O传送串行进行;DMA方式时,CPU与I/O设备并行工作,现行程序与I/O传送并行进行。

(4)程序查询方式时,CPU主动查询I/O设备状态;程序中断及DMA方式时,CPU被动接受I/O中断请求或DMA请求。

(5)程序中断方式由于软件额外开销时间比较大,因此传输速度最慢;程序查询方式软件额外开销时间基本没有,因此传输速度比中断快;DMA方式基本由硬件实现传送,因此速度最快;

注意:程序中断方式虽然CPU运行效率比程序查询高,但传输速度却比程序查询慢。

(6)程序查询接口硬件结构最简单,因此最经济;程序中断接口硬件结构稍微复杂一些,因此较经济;DMA控制器硬件结构最复杂,因此成本最高; (7)程序中断方式适用于中、低速设备的I/O交换;程序查询方式适用于中、低速实时处理过程;DMA方式适用于高速设备的I/O交换; 讨论:

问题1:这里的传送速度指I/O设备与主存间,还是I/O与CPU之间? 答:视具体传送方式而定,程序查询、程序中断为I/O与CPU之间交换,

DMA为I/O与主存间交换。

问题2:主动性应以CPU的操作方式看,而不是以I/O的操作方式看。 补充题:

一、某CRT显示器可显示64种ASCII字符,每帧可显示72字×24排;每个字符字形采用7×8点阵,即横向7点,字间间隔1点,纵向8点,排间间隔6点;帧频50Hz,采取逐行扫描方式。假设不考虑屏幕四边的失真问题,且行回扫和帧回扫均占扫描时间的20%,问: 1)显存容量至少有多大?

2)字符发生器(ROM)容量至少有多大? 3)显存中存放的是那种信息?

4)显存地址与屏幕显示位置如何对应?

5)设置哪些计数器以控制显存访问与屏幕扫描之间的同步?它们的模各是多少?

6)点时钟频率为多少?

解:1)显存最小容量=72×24×8 =1728B

2)ROM最小容量=64×8行×8列= 512B(含字间隔1点) 3)显存中存放的是ASCII码信息。

4)显存每个地址对应一个字符显示位置,显示位置自左至右,从上到下,分别对应缓存地址由低到高。

5)设置点计数器、字计数器、行计数器、排计数器控制显存访问与屏幕扫描之间的同步。

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