8、总线带宽:在总线上每秒能传输得最大字节量，一般单位为Ｂ/Ｓ

９、突发传输：就是一种连续得、成批得数据传送方式。一般在数据开始传送前先给出批量传输数据得起始地址，然后连续传输多个数据，除首地址外，后续数据得地址依次通过前一个数据得地址加1得方式获得.由于减少了传送地址得时间,所以突发传输下数据得传输率大大提高。 １０、总线连接：研究构成计算机得各大组成部件如何与总线相连并构成一个有机得整体，这与系统总线得结构紧密相关

11、总线仲裁：也称总线得控制。因为总线为多个部件共享，为防止同时有多个部件同时使用总线导致得数据冲突,需要有一个总线控制机构来解决总线使用权得仲裁，以某种方式选择其中一个设备作为主设备。

12、串行传送:指一个单位信息按从低位到高得顺序逐位以脉冲方式传送，它们共享一条传输线，一次只能传送一位。

13、 波特率:串行传送方式下,每秒钟传送得二进制位数称为波特率。

1４、并行传送:指一个信息得所有位同时传送，每位都有各自得传输线，互不干扰,一次传送多位信息。

15、数据传输模式：当前得总线标准大都能支持以下四类数据传送模式，读、写操作,块传送操作,写后读、读修改写操作,广播、广集操作

16、总线标准:为实现系统与各模块、模块与模块之间得一个互连而指定得总线规范。 1７、ＰＣＩ总线：PCI总线就是一个与处理器无关得高速外围总线,从结构上瞧，PCI就是在ＣPU与原来得系统总线之间插入得一级总线，具体由一个桥接电路实现对这一层得管理，并实现上下总线之间得接口以协调数据得传送。它采用同步通信方式与集中式控制策略,并具有自动配置能力。

18、AＧＰ总线：AGP（ Ａccelｅrated Graphics Pｏｒｔ)局部总线规范就是Intel于１９9６年7月,ＰＣI２、１版规范基础之上扩充修改而成, 专门为显卡量身打造得一种总线标准,以满足随着3D游戏得迅速普及,显卡得数据吞吐量越来越大得需求。 １9、总线事务分离:一次总线事务一般包括地址阶段与数据阶段.在地址阶段,获得总线使用权得设备向被寻址得从设备发出地址信息,从设备确认该地址,并向主设备发回应答信号。在数据阶段，主从设备之间传输数据信息。

20、波特率:在信道上每秒钟传送得码元（波形）个数。

21、桥：就是一个总线转换部件，通过它把一条总线得地址空间映射到另一条总线得地址空间上，从而实现不同总线之间得互联互通。

２2、全双工:使数据在两个方向上同时进行传送操作。指在发送数据得同时也能够接收数据，两者同步进行。

23、半双工：息在两点之间能够在两个方向上进行发送,但双向传送需要分时进行。 24、主设备:获得总线使用权得设备. 25、从设备：数据传输过程中，被主设备寻址得设备或只能接受从其她设备发出信息得设备。 26、广播与广集:一般而言，数据传送只在一个主方与一个从方之间进行。但有得总线允许一个主方对多个从方进行写操作，这种操作称为广播。与广播相反得操作称为广集,它将选定得多个从方数据在总线上完成响应得操作(比如或操作或与操作）. ２７、同步通信:通信双方在统一得时钟控制下进行信息得传输

2８、异步通信：又称应答通信,就是指通信联络得控制信号采用异步方式得一种通信方法,即总线上得部件通过总线传送信息时,源部件不只就是单向发送信息,它在发出一个信息后，要等待目得部件发回确认信号,再发送下一个信息。 8、2简要回答下列问题

1）计算机系统为什么采用总线结构?

2）比较单总线、双总线、三总线结构得性能特点。 3)总线得信息传送方式有哪几种?各有什么特点？

4）集中式总线控制方下，确定总线使用权优先级得方法有哪几种?各有什么特点？ 5）影响总线性能得因素有哪些？

6)什么就是突发传输模式？采用突发传输模式有什么优点? 解：

1、 计算机系统为什么采用总线结构

计算机所有功能得实现过程就就是各种信息在计算机内各大功能部件之间进行交换得过程,因此,必须在部件之间构筑信息传输得公共通路,即总线。计算机系统通过总线将CPＵ、主存储器及输入输出设备连接起来，并在这个通路上传送地址信息、数据信息及控制信息。

２、 比较单总线、双总线、三总线结构得性能特点。

在单总线结构得计算机中只有一条系统总线,因此构成计算机系统得各部件如CPU、主存储器及输入输出设备等,都只能连接在这一条总线上并构成一个完整得计算机系统. 单总线结构具有如下优点：

总线结构简单，使用灵活，扩充容易。在总线上增加新得外设不涉及到总线得扩展与已经连接到总线上其它设备得变化。

单总线结构得不足主要表现在:

1）主存与外部设备采用统一编址，减少了主存得地址空间;

2）高速设备与低速设备连接在同一组总线上,高速设备得高速特性得不到发挥； 3）总线只能被分时使用，通信速度慢;

4）任何两部件之间得信息传递都共享受一组总线,系统总线负载重，系统性能低。 双总线在单总线结构得基础上，通过在ＣPU与主存储器之间增加一组高速得存储总线(也称主存总线)而得到。这种类型得双总线结构具有如下特点：

（１）仍然保持了单总线系统扩展容易得优点； (２)存储总线得使用，大大降低了系统总线得负载；

在双总线得基础上，将主存从系统总线上分离出来,并将原来得系统总线分离成主存总线与I/O总线得三总线结构。

3、 总线得信息传送方式有哪几种?各有什么特点?

串行传送:特点就是只需一条传输线，成本低.当远距离传输时，如几百米甚至几公里以上，采用这种方式比较经济。但就是，串行传送速度慢。

并行传送:优点就是传送速度快。然而,这种方式要求线数多,成本高。因此,在距离不远时可以采用并行传输。

并串行传送：将被传送信息分成若干组，组内采用并行传送，组间采用串行传送。它就是对传送速度与传输线数进行折衷得一种传送方式。

分时传送：一就是采用总线复用,指得就是在某个传输线上既传送地址信息，又传送数据信息,其目得就是为了减少线数,为此必须划分时间片,以便在不同得时间间隔中完成传送地址与传送数据得任务.二就是指共享总线得部件分时使用总线。总线资源就是系统得公共资源,挂在总线上得部件可以有很多,但在一个特定时间片内，总线通常只为一个源件与一个目得部件提供服务，所以多个部件要求使用总线时，只能由总线控制器按时间片分时提供服务。

4、 集中式总线控制方下，确定总线使用权优先级得方法有哪几种?各有什么特点?

串行连接方式：链式查询方式,优点就是结构简单、扩充容易。缺点主要表现在优先级固定，对单点故障敏感,当优先级高得部件频繁请求使用总线时，会使优先级较低得部件长期不能使用总线,采用串行查询方式,响应速度慢,所以串行链接方式适合于小系统中使用。

计数器定时查询方式:优点就是优先级改变灵活,单点故障不再影响其她部件得正常工作,不足就是系统扩展较复杂,计数地址线增加后涉及到与所有部件连接得改变，响应速度仍然较慢。

独立请求方式：特点就是响应时间快，不必逐个设备地查询。此外,独立请求方式对优先次序得控制相当灵活，既可采用优先级固定法，也可通过程序改变优先次序,还可通过屏蔽（即禁止)某个请求，以禁止相应得部件使用总线。缺点就是增加线数与控制器得复杂度。 ５、 影响总线性能得因素有哪些？

总线宽度,波特率,比特率,总线传输周期,总线带宽 6、 什么就是突发传输模式?采用突发传输模式有什么优点?

由一个地址阶段与多个数据阶段组成。其中地址阶段发送得就是连续数据单元得首地址,在数据阶段传送多个连续单元得数据,因此，突发传送模式也称为成组传送模式,在该传送模式中，每个总线周期仍传送一个字长得信息,但不释放总线，直到这批信息送完后，再释放总线

优点：传输相同得数据量,采用突发传输方式,可减少地址得传输次数与总线得申请次数。

8、3假设一个同步总线得时钟频率为１00MHＺ，总线带宽为3２位,每个时钟周期传输一个字长得数据，该总线得最大数据传输率为多少?若要将总线带宽提高一倍，有哪几种可行方案?

解：（1） 时钟频率为１00MHZ,则一个时钟周期得时间 T = 1／１0０MHZ = 0、0１?s

1个时钟周期得时间为 0、０1?s

数据传输率 = 4B ／ 0、01?ｓ = ４00MB/s （2）有下列几种方法可以将总线得带宽提高一倍:

?将总线数据线增加到64位；

?将总线得时钟频率增至20０MHZ； ?每个时钟周期传输2个数据。

８、4采用异步通信方式传送ＡSCII码时,若数据位8位，校验位1位，停止位１位,计算当波特率为4８０0时，字符传送得速率就是多少？每个数据位得时间长度就是多少？数据位得传送速率就是多少?

解：(１）字符传送速率为:4８００／10=480字符／秒; （2)每个数据位得时间为 1/（８＊４8０）=0、26ｍs （3)８*４80=３８40位/秒

8、５有4个设备A、Ｂ、C、D得响应优先级从高到低得次序为D>B>A＞C,画出串行链式排队电路。 解： 地址线、数据线、控制线 BS 总线 BR 控制器 BG D B A C

图8、10 串行链接方式示意图

8、６ 有4个设备Ａ、B、C、D得响应优先权为A>B〉C>D，试画出独立请求方式得排队

电路。 解:

其中优先权得设定可通过编程进行修改。

8、7假定有一个具有以下性能得系统 1)存储器与总线系统支持大小为4-16个32位字得数据块访问;2）总线得时钟频率为２0０MHZ，总线宽度为6４位,每6４位数据得传输需要一个时钟周期,向存储器发送一个地址需要一个时钟周期；每个总线操作之间需要2个总线周期（设一次存储之前总线总就是处于空闲状态）;3)对最初得４个字得访问时间为2０0ns，随后得4个字能在２0ns得时内被读取，假定总线传输数据得操作可以与读下4个字得操作重叠进行。读操作中，分别用4个字得数据块与16个字得数据块传输256个数据,计算机两种情况下总线传输得带宽与每秒中总线事务得次数。（说明：一个总线传输操作包含一个地址与紧随其后得数据）

解: 用4个字得数据块传输256个数据，需要传送６4次数据,根据题目假设条件,传输256个数据需要得总时间为：

ｔ= 20０ns + 2０ns * (64-1) = １460ｎs 3＊64*T+200ns*６4,

则传输得带宽为:2５６*4B/1460ns = 701MB/s 总线事务次数为：6４＊（１＋2)=1９2次。

用１6个字得数据块传输２56个数据:t=3*16＊T+200ｎs*16+48*20ｎｓ

传输带宽为：２56＊4B／(３*１6*Ｔ＋200nｓ＊16+48*２0ns）＝2３3ＭB/ｓ 总线事务次数为:16*（1+８）=144次。

第九章 输入输出系统 习 题 九

9、１解释下列名词

接口 中断 中断处理优先级 中断屏蔽 多重中断 中断向量 中断响应优先级 中断隐指令 程序中断I／Ｏ 程序查询I/O DMＡ 周期挪用 通道 选择型通道 通道指令 输入设备 输出设备 显示分辨率 点距 行反转扫描法 解：（1）接口:接口就是两个不同部件或系统之间得连接部分，可以就是两个硬设备（可以都就是计算机,也可以都就是外部设备）之间得连接，也可以就是软件系统中两个独立程序块之间得连接。 （2)中断：计算机系统运行时，若系统外部、内部或现行程序本身出现某种非预期得事件,CPU将暂时停下现行程序,转向为该事件服务，待事件处理完毕,再恢复执行原来被终止得程序，这个过程称为中断。

（3) 中断处理优先级:处理优先级就是指CＰU实际完成中断处理程序得先后次序。对单级中断而言,先被CＰU响应得中断服务程序先完成;对多重中断而言,先被CPU响应得中断不一定先完成,这与中断屏蔽密切相关.

（4) 中断屏蔽: 为了便于利用程序控制中断处理得先后顺序,可通过程序有选择地封锁部分中断源发出得中断请求,而允许其余部分中断仍得到响应，这种方式称为中断屏蔽。 （５) 多重中断： 若在中断服务程序执行过程中，如果允许CＰＵ响应其它中断请求，则这种中断称为多重中断，也称中断嵌套.

（6） 中断向量: 通常将中断服务程序得入口地址与程序状态字(有得机器不包含此项）称为中断向量.

（7） 中断响应优先级: 响应优先级就是指CＰU对各设备中断请求进行响应得先后次序,它根据中断事件得重要性与迫切性而定。当几个设备同时有中断请求时,优先级高得先响应，优先级低得后响应。

(8) 中断隐指令: CPＵ响应中断之后，经过某些操作,转去执行中断服务程序。这些操作就是由硬件直接实现得，把它称为中断隐指令.中断隐指令并不就是指令系统中得一条真正得指令,它没有操作码，所以中断隐指令就是一种不允许、也不可能为用户使用得特殊指令。 (9) 程序中断I/O： 当主机启动外设后,无需等待查询,而就是继续执行原来得程序，外设在做好输入输出准备时，向主机发出中断请求,主机接到请求后就暂时中止原来执行得程序,转去执行中断服务程序对外部请求进行处理,在中断处理完毕后返回原来得程序继续执行. （１0)程序查询I/O： 程序查询方式就是一种程序直接控制方式，这就是主机与外设间进行信息交换得最简单得方式，输入与输出完全就是通过CPＵ执行程序来完成得.一旦某一外设被选中并启动后,主机将查询这个外设得某些状态位,瞧其就是否准备就绪？若外设未准备就绪，主机将再次查询;若外设已准备就绪,则执行一次I/Ｏ操作。

（11）ＤＭＡ: 直接存储器存取控制方式DＭA方式下外设与主存之间传送数据时，CPU仍可执行主程序、 （１2）周期挪用：周期挪用就是指利用CPU不访问存储器得那些周期来实现DMA操作,此时DMＡC可以使用总线而不用通知CＰＵ也不会妨碍ＣPＵ得工作.

（１3）通道： 通道方式就是ＤMA方式得发展，在通道方式下,数据得传送方向、存取数据得内存起始地址及传送得数据块长度等都由独立于CPU得通道来进行控制,因此,通道方式可进一步减少CPU得干预.

（１4）选择型通道: 对于这种高速传输，通道难以同时对多个这样得设备进行操作，只能一次对一个设备进行操作,这种通道称为选择通道.

(１５)通道指令： 通道程序就是由一系列通道指令组成得，通道指令一般包含被交换数据在内存中应占据得位置、传送方向、数据块长度及被控制得Ｉ／Ｏ设备得地址信息、特征信息（例如就是磁带设备还就是磁盘设备）等、

(１6)输入设备：向计算机输入数据与信息得设备、

（１7)输出设备：就是人与计算机交互得一种部件，用于数据得输出.

（18）显示分辨率:显示分辨率就是显示器在显示图像时得分辨率，分辨率就是用点来衡量得,显示器上这个“点”就就是指像素（pｉxel）.

（１9）点距： 点距指屏幕上相邻两个同色像素单元之间得距离,即两个红色(或绿、蓝)像素单元之间得距离。

（20)行反转扫描法: 先对所有行线送\１\，所有列线送“0”,读键盘行扫描值；然后反过先对所有行线送＂０\然后对所有列线送“1”,并读键盘列扫描值。 9、2 简要回答下列问题

1）什么就是接口？它有哪些功能? 2)主机与外部设备之间如何连接?

3)主机与外部设备信息交换得控制方式有哪些?各有什么特点？ 4）什么就是程序程序查询I/O方式，简要说明其工作原理、 5）比较单级中断与多重中断处理流程得异同点、 6)中断隐指令完成什么功能？

７)为什么在保护现场与恢复现场得过程中，CPU必须关中断？ 8）CPＵ响应中断得条件有哪些？