1、计算机专业基础综合计算机组成原理（输入输出(IO)系统）历年真题试卷汇编 2 及答案与解析一、单项选择题1 CPU 在中断响应周期中_。【南京航空航天大学 2000 年】（A）执行中断服务程序（B）执行中断隐指令（C）与 IO 设备传送数据（D）处理故障2 在中断响应周期，CPU 主要完成以下工作_。【南京航空航天大学 2000 年】（A）关中断，保护断点，发中断响应信号并形成能转移地址（B）开中断，保护断点，发中断响应信号并形成能转移地址（C）关中断，执行中断服务程序（D）开中断，执行中断服务程序3 在中断周期中，由_将允许中断触发器置“0”。【北京理工大学 2006 年】（A）关中断指令（
2、B）中断隐指令（C）开中断指令（D）清零指令4 CPU 响应中断时最先完成的步骤是_。【哈尔滨工业大学 2004 年】（A）开中断（B）保存断点（C）关中断（D）转入中断服务程序5 在中断服务程序中，保护和恢复现场之前需要_。【北京理工大学 2002 年】（A）开中断（B）关中断（C）响应（D）恢复6 CPU 响应中断时，保护两个关键的硬件状态是_。【重庆大学 1999 年】（A）PC 和 IR（B） PC 和 PSW（C） AR 和 IR（D）AR 和 PSW7 中断发生时，由硬件保护并更新程序计数器 PC，而不是由软件完成，主要是为了_。【西安交通大学 2003 年】（A）能进入中断处理程
3、序并能正确返回源程序（B）节省内存（C）提高处理速度（D）使中断处理程序易于编制，不易出错8 下列说法正确的是_。【华南理工大学 2004 年】（A）程序中断过程是由硬件和中断服务程序共同完成的（B）每条指令的执行过程中，每个总线周期要检查一次有无中断请求（C）检查有无 DMA 请求，一般安排在一条指令执行过程的末尾（D）中断服务程序的最后指令是无条件转移指令9 在 DMA 传送方式中，由_发出 DMA 请求。【西安交通大学 2000 年】（A）外部设备（B） DMA 控制器（C） CPU（D）内存10 DMA 数据的传送是以_为单位进行的。（A）字节（B）字（C）页（D）数据块11 采用 D
4、MA 方式传送数据时，每传送一个数据要占用_的时间。【哈尔滨工业大学 2004 年】（A）一个存储周期（B）一个指令周期（C）一个机器周期（D）一个中断周期12 DMA 方式在_之间建立一条直接数据通路。【北京理工大学 2002 年】（A）IO 设备和主存（B）两个 IO 设备（C） IO 设备与 CPU（D）CPU 和主存13 下列不是 DMA 的工作方式。【上海交通大学 1997 年】（A）周期挪用（B）停止 CPU 访问内存（C）串行链接（D）DMA 和 CPU 交替访问内存14 存 DMA 传送期间，总线控制权通常由_掌握。（A）CPU（B） DMA 控制器（C）主存（D）外设15 下
5、列有关采用 DMA 方式进行输入输出的描述中，正确的是_。【西安交通大学 2004 年】（A）一个完整的 DMA 过程，部分由 DMAC 控制，部分由 CPU 控制（B）一个完整的 DMA 过程，完全由 CPU 控制（C）一个完整的 DMA 过程，完全由 CPU 采用周期窃取方式控制（D）一个完整的 DMA 过程，完全由 DMAC 控制，CPU 不介入任何控制16 下列叙述中_是正确的。【哈尔滨工业大学 2004 年】（A）程序中断方式和 DMA 方式中实现数据传送都需要中断请求（B）程序中断方式有中断请求，DMA 方式中没有中断请求（C）程序中断方式和 DMA 方式中都有中断请求，但目的不同
6、（D）DMA 要等指令周期结束时才可以进行周期窃取17 关于中断和 DMA，下列说法中哪一个是正确的_。【南京航空航天大学2002 年】（A）DMA 请求和非屏蔽中断请求同时发生时，响应 DMA 请求（B） DMA 请求、非屏蔽中断请求和可屏蔽中断请求都要在当前指令结束后才能被响应（C）非屏蔽中断请求优先级最高，可屏蔽中断请求优先级最低（D）如果不开中断，所有中断请求就不能响应18 程序运行时，磁盘与主机之间数据传送是通过下列哪种方式进行的_。【中国科学院 1995 年】（A）中断方式（B） DMA 方式（C）陷阱（D）程序直接控制19 在主机和外设的信息传送中，_不是一种程序控制方式。【哈尔
7、滨工程大学2004 年】（A）直接程序传送（B）程序中断（C）直接存储器存取(DMA)（D）通道控制20 主机和外设传输数据时，采用_对 CPU 打扰最少。【国防科技大学 2003 年】（A）程序中断摔制传送（B） DMA 控制传送（C）程序直接控制传送（D）通道控制传送21 CPU 对通道的启动是通过_实现的。【国防科技大学 2001 年】（A）自陷（B）中断（C） IO 指令（D）通道指令字22 通道对 CPU 的请求形式是_。【两安理工大学 2001 年】（A）总线请求（B）中断（C）通道命令（D）通道状态字23 以下 4 个步骤在通道工作过程中的正确顺序是_。【北京理工大学 2006
8、年】1组织 IO 操作 2阳 CPU 发出中断请求 3编制通道程序 4启动 IO 通道（A）1234（B） 2314（C） 4321（D）341224 选择通道上可以连接若干个设备，其数据传送是以_为单位进行的。【武汉大学 2005 年】（A）位（B）字节（C）字（D）数据块25 外部设备打印机适合于连接到_。【人连理工大学 2004 年】（A）数组多路通道（B）字节多路通道（C）选择通道（D）任意一种通道26 一个计算机系统有 IO 通道：字节多路通道，带有传输率为 12KB s 的cRT 终端 5 台，传输速率为 75KBs 的打印机 2 台；选择通道，带有传输速率为 1000KBs 的光
9、盘 1 台，同时带有传输速率为 800KBs 的温盘一台； 数组多路通道，带传输速率为 800KBs 及 600KBs 的磁盘各 1 台，则通道的最大传输速率为_KBs。【上海交通大学 1997 年】（A）1821（B） 2421（C） 2621（D）3221二、分析题26 设某计算机有 4 级中断 A、B、C、D，其硬件排队优先级次序为 ABCD。表71 列出了执行每级中断服务程序所需的时间。【武汉大学 2007 年】如果我们想以执行中断服务程序的时间作为确定中断优先级的尺度：时间越短优先级越高。27 请指出如何为各级中断服务程序设置屏蔽码?28 如果 A、B、C 、D 分别在 6s、8s、
10、10s 、0s 时刻发出中断请求，请画出CPU 执行中断服务程序的序列。29 基于上题，请计算卜述 4 个中断服务程序的平均执行时间。29 假定硬盘传输数据以 32 位的字为单位，传输速率为 1MBs 。CPU 的时钟频率为 50MHz。30 采用程序查询的输入输出方式，假设查询操作需要 100 个时钟周期。求 CPU为 IO 查询所花费的时间比率，假定进行足够的查询以避免数据丢失。31 采用中断方法进行控制，每次传输的开销(包括中断处理)为 100 个时钟周期。求 CPU 为传输硬盘数据花费的时间比重。32 采用 DMA 控制器进行输入输出操作，假定 DMA 的启动操作需要 1000 个时钟
11、周期，DMA 完成时处理中断需要 500 个时钟周期。如果平均传输的数据长度为4KB，问在硬盘工作时处理器将用多少时间比重进行输入输出操作，忽略 DMA申请使用总线的影响。【上海交通大学 1999 年】33 一个 DMA 接口可采用周期窃取方式把字符传送到存储器，它支持的最大批量为 400 个字节。若存取周期为 02s，每处理一次中断需要 5s。现有字符设备的传输率为 9600bits。假设字符之间的传输是无间隙的，试问 DMA 方式每秒因数据传输占用处理器多少时间?如果采用完全中断方式，又需占处理器多少时间?( 忽略预处理所需的时间)【哈尔滨工业大学 2003 年】34 某计算机系统字长为
12、32 位，包含两个选择通道和一个多路通道，每个选择通道上连接了两台磁盘机和两台磁带机，多路通道上连接了两台行式打印机、两台读卡机、10 台终端。假定各设备的传输率如下：磁盘机：800KB s 磁带机：200KBs 行式打印机：66KBs 读卡机：12KBs 终端：1KBs 计算该计算机系统最大的输入输出数据传输率。【北京航空航天大学 1999 年】35 有一字节多路通道，在数据传送时，用于选择设备的时间 Ts 为 3s，而传送一个字节需要的时间 T。为 1s。通道现连接 5 台终端、 4 台针式打印机和 2 台扫描仪，终端、打印机和扫描仪传送一个字节的时间分别为 200s、100s、400s。
13、试计算该通道的极限流量和实际流量。36 有一选择通道，可连接 4 台快速外设，它们的数据传输率分别为8MBs、4MB s 、2MBs、lMBs 。该选择通道每批最多可传送 16KB 信息，选择设备的时间为 2s，传送 1B 的时间为 100s。试求该选择通道的极限流量和实际的最大流量。计算机专业基础综合计算机组成原理（输入输出(IO)系统）历年真题试卷汇编 2 答案与解析一、单项选择题1 【正确答案】 B【试题解析】 考查中断周期和中断隐指令。在中断周期，山中断隐指令自动完成保护断点、寻找中断服务程序入口地址以及硬什关中断的操作。【知识模块】 输入输出(IO)系统2 【正确答案】 A【试题解析
14、】 考查中断响应周期 CPU 的工作。在中断响应周期，CPU 主要完成关中断，保护断点，发中断响应信号并形成能转移地址的工作，即执行中断隐指令。【知识模块】 输入输出(IO)系统3 【正确答案】 A【试题解析】 考查关中断指令与中断允许触发器。在中断周期中，由关中断指令将允许中断触发器置“0”。【知识模块】 输入输出(IO)系统4 【正确答案】 C【试题解析】 考查中断执行流程。【知识模块】 输入输出(IO)系统5 【正确答案】 B【试题解析】 考查中断执行流程。为了保证保护和恢复现场的过程不被中断信号打断，在保护和恢复现场之前需要关中断，等到保护和恢复现场之后，再开中断，以便中断信号可以继续
15、进来。【知识模块】 输入输出(IO)系统6 【正确答案】 B【试题解析】 考查现场保护的内容。程序计数器 PC 的内容是被中断程序尚未执行的指令地址，程序状态字寄存器 PSW 保存各种状态信息。CPU 响应中断后，需要保护中断的 CPU 现场，将 PC 和 PSW 压入堆栈，这样等到中断结束后，可以将压入堆栈的原 PC 和 PSW 的内容返吲相应的寄存器，原程序从断点开始继续执行。【知识模块】 输入输出(IO)系统7 【正确答案】 A【试题解析】 考查现场保护。一次中断过程分为中断进入(由硬件负责)和中断处理过程(由软件负责) 。当机器进入中断处理过程后，PC 和 PSW 寄存器里被填上了新内
16、容，因此 PC 和 PSW 的保护只能在中断处理过程前由硬件完成。【知识模块】 输入输出(IO)系统8 【正确答案】 A【试题解析】 考查程序中断方式和 DMA 方式。程序中断过程足由硬件执行中断隐指令和中断服务程序共同完成的；每条指令的执行过程中，每个指令执行周期结束后要检查一次有无中断请求；检查有无 DMA 请求，一般安排总线周期当前总线周期执行完：中断服务程序的最后指令是中断返回指令。【知识模块】 输入输出(IO)系统9 【正确答案】 A【试题解析】 考查 DMA 方式中 DMA 请求信号。在 DMA 传送方式中，由外部设备向 DMA 控制器发出 DMA 请求信号，然后由 DMA 控制器
17、向 CPU 发出总线请求信号。【知识模块】 输入输出(IO)系统10 【正确答案】 D【试题解析】 考查 DMA 方式中数据传送单位。 DMA 数据的传送是以数据块为单位进行的。【知识模块】 输入输出(IO)系统11 【正确答案】 A【试题解析】 考查 DMA 方式传送一个数据的时间。在 DMA 方式中，DMA 控制器从 CPU 完全接管对总线的控制，数据交换不经过 CPU，而直接在内存和IO 设备之间进行。也就是在 DMA 传送数据时仪挪用了一个存储(存取)周期，而不改变 CPU 现场。【知识模块】 输入输出(IO)系统12 【正确答案】 A【试题解析】 考查 DMA 方式。DMA 方式是一
18、种完全由硬件进行成组信息传送的控制方式。在设备准备数据阶段，CPU 与外设能并行工作，在传送数据时，DMA 接替了 CPU 对输入输出中间过程的具体干预，信息传送不再经过 CPU，而在主存和外设(包括 IO 设备)之间直接进行。【知识模块】 输入输出(IO)系统13 【正确答案】 C【试题解析】 考杏 DMA 的工作方式。DMA 的工作方式有停止 CPU 问主存、周期挪用和 DMA 与 CPU 交替访存三种。【知识模块】 输入输出(IO)系统14 【正确答案】 B【试题解析】 考查 DMA 即直接存储器存取控制方式。【知识模块】 输入输出(IO)系统15 【正确答案】 A【试题解析】 考查 D
19、MA 传送方式。一个具体且完整的 DMA 传送过程包括如下步骤：1) 。DMA 预处理。在 DMA 传送之前必须要做准备工作，即初始化。由CPU 完成。 2)数据传送。由 DMAC 完成。3)DMA 后处理。当传送操作结束时，DMAc 向 CPU 发出中断请求，CPU 停止原来程序的执行，转去执行中断服务程序做 DMA 结束处理工作。由 CPU 完成。【知识模块】 输入输出(IO)系统16 【正确答案】 C【试题解析】 考查程序中断方式和 DMA 方式。程序中断方式在数据传输时，首先要发出中断请求，此时 CPU 中断正在进行的操作，转而进行数据传输，直到数据传送结束，CPU 才返回中断前执行的
20、操作；DMA 方式只是在 DMA 的前处理和后处理过程中需要用中断的方式请求 CPU 操作，但是在数据传送过程中，并不需要中断请求。DMA 方式和程序中断方式都有中断请求，但目的不同，程序中断方式的中断请求是为了进行数据传送，而 DMA 方式中的中断请求只是为了获得总线控制权或者交回总线控制权。CPU 对 DMA 的响应可以在指令执行过程中的任何两个存储周期之间。【知识模块】 输入输出(IO)系统17 【正确答案】 A【试题解析】 考查中断和 DMA 请求的响应优先级。【知识模块】 输入输出(IO)系统18 【正确答案】 B【试题解析】 考查磁盘与主机之间数据传送方式。磁盘与主机之问数据传送是
21、通过 DMA 方式进行的。【知识模块】 输入输出(IO)系统19 【正确答案】 C【试题解析】 考查 IO 方式。只有 DMA 方式足靠硬件电路实现的，直接程序传送、程序中断、通道控制部需要程序的干预。【知识模块】 输入输出(IO)系统20 【正确答案】 D【试题解析】 考查 IO 方式。通道传输方式是采用通道处理器将多个输入输出设备与 CPU 和主存储器相连接，并控制其信息的传输，主要用于大型计算机及网络服务器等含有许多输入输出设备并对输入输出有较高要求的场合；而DMA 方式是采用 DMA 控制器将外部设备与主存储器相连接，并控制其信息的传输，主要用于微型计算机中外设与主存之间需要成批传输数
22、据的场合，如微机系统中磁盘与主存之间的数据传输。【知识模块】 输入输出(IO)系统21 【正确答案】 C【试题解析】 考查 CPU 对通道的请求形式。CPU 通过执行：I O 指令以及中断实现对通道的管理。IO 指令由 CPU 发出，实现对通道的启动。【知识模块】 输入输出(IO)系统22 【正确答案】 B【试题解析】 考查通道对 CPU 的请求形式。通道通过中断向 CPU 发出请求。【知识模块】 输入输出(IO)系统23 【正确答案】 D【试题解析】 考查通道的工作过程。通道的工作过程：用户程序中调用访管指令进入管理程序，由 CPU 通过管理程序组织一个通道程序，并启动通道； 通道处理器执行
23、 CPU 为其组织的通道程序，完成指定的数据输入输出工作： 通道程序结束后向 CPU 发中断请求。在具体工作之前，必须编制好通道程序。【知识模块】 输入输出(IO)系统24 【正确答案】 D【试题解析】 考查选择通道数据传送单位。通道上数据传送是以数据块为单位进行传送的。【知识模块】 输入输出(IO)系统25 【正确答案】 B【试题解析】 考查三种通道工作方式。数组多路通道和选择通道适合高速设备，字节多路通道适合低速设备，打印机属于低速设备。【知识模块】 输入输出(IO)系统26 【正确答案】 A【试题解析】 考查通道极限流量。为了保证通道不丢失数据，各种通道实际流量应该不大于通道的最大流量。
24、系统的最大数据传输率等于所有通道最大通道传输率之和。字节多路通道的最大数据传输率是通道上所有设备的数据传输率之和，即字节多路通道传输率=(125+752)KB s=21KB/s 因为选择通道中温盘的传输率大于光盘，所以此类型通道的通道传输率为 max1000KBs ，800KBs)=1000KBs 数组多路通道中的通道传输率 =max800KBs ，600KBs=800KBs。计算机系统最大 IO 数据传输率=字节多路通道传输率+选择通道传输率+数组多路通道传输率=(21+1000+800)KBs=1821KBs 。【知识模块】 输入输出(IO)系统二、分析题【知识模块】 输入输出(IO)系统
25、27 【正确答案】 中断服务程序的屏蔽码见表 73。【知识模块】 输入输出(IO)系统28 【正确答案】 各级中断发出的中断请求信号的时刻，画出 CPU 执行中断服务程序的序列，如图 7-2 所示。【知识模块】 输入输出(IO)系统29 【正确答案】 在 35s时间内，完成了 4 级中断的处理，所以平均执行时间为(354)s=875s 。【知识模块】 输入输出(IO)系统【知识模块】 输入输出(IO)系统30 【正确答案】 采用程序查询的输入输出方式，硬盘查询的速率为1MB4B=256K(每秒查询次数)，查询的时钟周期数为 256K100=25600K 占用的CPU 时间比率为 25600K5
26、0M=50【知识模块】 输入输出(IO)系统31 【正确答案】 采用中断方法进行控制每传送一个字需要的时间为(32b8)1MB s=4sCPU 时钟周期为 150MHz=0 02s 得到时间比重为1000 02 4=50【知识模块】 输入输出(IO)系统32 【正确答案】 采用 DMA 控制器进行输入输出操作，平均传输的数据长度为4KB，传送的时间为 4KB1MBs=4ms 在传输的过程中， CPU 不需要进行操作，所以 CPU 为传输硬盘数据花费的时间比重为 0021500(4000+0021500)=074 【知识模块】 输入输出(IO)系统33 【正确答案】 由字符设备的传输率 9600
27、bits，得每秒能传输9600bit8=1200B ，即 1200 个字符。若采用 DMA 方式，传送 1200 个字符共需1200 个存取周期，考虑到每传 400 个字符需中断处理一次，因此 DMA 方式每秒因数据传输占用 CPU 处理器的时间为 02s1200+5s(1200 400)=255s 若采用中断发生，每秒因数据传输占用处理器的时间为 5s1200=6000s【知识模块】 输入输出(IO)系统34 【正确答案】 选择通道传输率=800KBs。多路通道传输率=(662+1 22+110)KBs=25 6KB s。计算机系统最大的输入输出数据传输率=(8002+25 6)KBs=16
28、256KBs。【知识模块】 输入输出(IO)系统35 【正确答案】 字节多路通道是一种简单的共享通道，它包括多个按字节方式传送信息的子通道，每个子通道服务于一个设备控制器，每个子通道都可以独立的执行通道程序，各个子通道可以并行工作，但所有子通道的控制部分是公共的，各个子通道可以分时使用。所以，对于字节多路通道来说，每传送一个字节需要选择一次设备，故而其通道极限流量为 l(T s+Tt)，而其最大实际流量应该是该通道所接外部设备流量的总和。其极限流量为 1(T s+Tt)=1(3+1)106Bs=2510 5Bs；实际最大流量为5B200s+4B100s+2B400s=7x10 4Bs。【知识模块】 输入输出(IO)系统36 【正确答案】 选择通道的极限流量为 1(T en+Td)，其中，T e 为设备选择时间，即从通道响应设备发出数据传送请求开始到通道实际为这台设备传送数据所需要的时间；T d 为传送一个字节所需要的时间，即数据传送指令所用的时间； n 为每个设备传送的字节个数。选择通道的实际流量是连接在通道上所有设备中数据流量最大的一个。该选择通道的极限流量为 1(T en+T d)1(210 -916+100x10 -9)Bs9 99x10 6Bs。该通道的实际最大流量为max8MBs，4MBs，2MBs，1MB s=8MBs 。【知识模块】 输入输出(IO)系统
