计算机组成原理（第二版）课后题答案(7)

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。

它们的模计算如下：

点计数器模 = 7+1 = 8 行计数器模 = 8 + 6 = 14

字、排计数器的模不仅与扫描正程时间有关，而且与扫描逆程时间有关，因此计算较为复杂。

列方程： （72+x）× 0.8 = 72 （24+y）× 0.8 = 24

解方程得：x = 18，y = 6，则： 字计数器模 = 72 + 18 = 90 排计数器模 = 24 + 6 = 30

6）点频 = 50Hz × 30排 × 14行 × 90字 × 8点 = 15 120 000Hz= 15.12MHz

二、有一编码键盘，其键阵列为8行×16列，分别对应128种ASCII码字符，采用硬件扫描方式确认按键信号，问：

1）扫描计数器应为多少位？

2）ROM容量为多大？

3）若行、列号均从0开始编排，则当第5行第7列的键表示字母“F”时，CPU从键盘读入的二进制编码应为多少（设采用奇校验）？

4）参考教材图5.15，画出该键盘的原理性逻辑框图； 5）如果不考虑校验技术，此时ROM是否可省？ 解：1）扫描计数器 = 7位（与键的个数有关）

2）ROM容量 = 128 × 8 = 128B（与字符集大小有关） 3）CPU从键盘读入的应为字符“F”的ASCII码 = 01000110 （46H） ，其中最高位为奇校验位（注：不是位置码）。

4）该键盘的原理性逻辑框图见下页，与教材图5.15类似，主要需标明参数。

5）如果不考虑校验技术，并按ASCII码位序设计键阵列（注意） ，则ROM编码表可省，此时7位计数器输出值（扫描码或键位置码）即为ASCII码。 该键盘的原理性逻辑框图如下：

三、一针式打印机采用7列×9行点阵打印字符，每行可打印132个字符，共有96种可打印字符，用带偶校验位的ASCII码表示。问：

1）打印缓存容量至少有多大？ 2）字符发生器容量至少有多大？ 3）列计数器应有多少位？

4）缓存地址计数器应有多少位？

解：1）打印缓存最小容量 = 132×8= 132B（考虑偶校验位）

2）ROM最小容量 = 96×7列×9行= 672×9位 3）列计数器 = 3位（7列向上取2的幂）

4）缓存地址计数器 = 8位（132向上取2的幂）

讨论：

1．由于针打是按列打印，所以ROM一个存储单元中存一列的9个点，则容量为672×9位； 2．列计数器是对列号进行计数，所以模=7，3位（模不等于位数）； 3．同样缓存地址计数器模=132，8位。

第6章 计算机的运算方法

2. 已知X=0.a1a2a3a4a5a6（ai为0或1），讨论下列几种情况时ai各取何值。 （1）X?1218

（2）X? （3）

14?X?116

?1218

解： （1）若要X，只要a1=1，a2~a6不全为0即可。

（2）若要X?，只要a1~a3不全为0即可。 （3）若要

14?X?116，只要a1=0，a2可任取0或1；

当a2=0时，若a3=0，则必须a4=1，且a5、a6不全为0；

若a3=1，则a4~a6可任取0或1； …… 此处隐藏：797字，全部文档内容请下载后查看。喜欢就下载吧 ……