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免费智能真题库 > 历年试卷 > 程序员 > 2012年上半年 程序员 上午试卷 综合知识
  第22题      
  知识点:   CPU与外设之间交换数据的方式   CPU
  关键词:   CPU   计算机系统        章/节:   硬件基础知识       
  错误率: 33%      难度系数:      

 
在计算机系统中,(22)是指在CPU执行程序的过程中,由于发生了某个事件, 需要CPU暂时中止正在执行的程序,转去处理这一事件,之后又回到原先被中止的程序, 接着中止前的状态继续向下执行。
 
 
  A.  调用
 
  B.  调度
 
  C.  同步
 
  D.  中断
 
 
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  第42题    2023年上半年  
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以下关于CPU与I/O设备交换数据时所用控制方式的叙述中,错误的是(8)。
  第9题    2012年下半年  
   50%
以下关于串行接口和并行接口的叙述中,正确的是(9)。
  第7题    2017年下半年  
   47%
在计算机系统中常用的输入/输出控制方式有无条件传送、中断、程序查询和DMA等。其中,采用( )方式时,不需要CPU控制数据的传输..
   知识点讲解    
   · CPU与外设之间交换数据的方式    · CPU
 
       CPU与外设之间交换数据的方式
        1)直接程序控制
        .程序查询方式:在这种方式下,CPU通过执行程序查询外设的状态,判断外设是否准备好进行数据传送。程序查询方式的传输过程如下图所示。
        
        程序查询方式的传输过程
        .立即程序传送方式:在这种方式下,I/O接口总是准备好接收来自主机的数据,或
        随时准备向主机输入数据,CPU无须查看接口的状态,就执行输入/输出指令进行数据传送。这种方式又称为无条件传送或同步传送。
        2)中断方式
        中断是在发生了一个外部事件时调用相应的处理程序(或称服务程序)的过程。中断服务程序与中断时CPU正在运行的程序是相互独立的,相互不传递数据。
        中断处理中要解决以下问题。
        .中断处理程序入口地址的形成(称为中断响应过程):由硬件中断机构根据中断源引出中断向量表,其步骤是:关中断(屏蔽中断)→保存现场→识别中断→形成服务程序入口地址→执行服务程序→恢复现场→开中断。
        .中断屏蔽:由硬件中断屏蔽寄存器实现多重中断(中断嵌套),即中断服务程序也可以被中断。多重中断的过程如下图所示。
        
        中断嵌套示意图
        实现中断屏蔽的方法有以下两种。
        .在CPU内设置一个中断屏蔽寄存器,通过指令设置该寄存器关(或开),用以屏蔽(或不屏蔽)对外部所有的中断请求,常在保存(或恢复)现场时使用。
        .采用中断屏蔽寄存器,每位对应一个中断源,用软件灵活地设置屏蔽寄存器的内容就可改变优先级,其原理如下图所示。
        
        中断屏蔽的原理
        中断的类型分为以下三种。
        .内部中断(异常处理):算术操作异常、非法指令、越权指令。
        .外部中断(可屏蔽,不可屏蔽):键盘、鼠标、电源。
        .软件中断:系统功能调用。
        3)DMA方式
        目的:减少大批量数据传输时CPU的开销。
        方法:采用专用部件生成访存地址并控制访存过程。
        传输过程:预处理,数据传输,后处理。
        DMA方式用于高速外围设备与内存之间批量数据的传输,其使用一个专门的DMA控制器来完成内存与设备之间的直接数据传送,而不用CPU干预。当本次DMA传送的数据全部完成时,才产生中断,请求CPU进行结束处理。DMA控制器与其他部件的关系如下1图所示。其控制流程如下2图所示。
        
        DMA控制器与其他部件的关系
        
        DMA控制器的控制流程
        因为CPU与DMA都要访问内存,所以会出现访存冲突,一般有以下解决方法。
        .CPU等待DMA。
        .DMA在存储器空闲时访问存储器(周期挪用)。
        .CPU与DMA交替访问存储器(透明方式)。
        4)通道方式
        通道是一个用来控制外围设备工作的专用处理机。它对外围设备实现统一管理,代替CPU对I/O操作进行控制,从而使I/O操作可以与CPU并行工作。通道是实现计算和传输并行的基础,通道的应用可以提高整个系统的效率。
        通道的类型包括:选择通道、数组多路通道、字节多路通道。
        通道的功能包括:接受CPU的指令;读取并执行通道程序;控制数据传送;读取外设的状态信息,提供给CPU;发出中断请求。
 
       CPU
        CPU即中央处理器,它是计算机系统的核心部分。刚才所列的系统性能评价指标都是围绕CPU的。当然,这些指标的评价结果是建立在CPU与其他系统部件(如内存)的协同工作的基础上的。单就CPU而言,考察它在系统中的工作性能要关注CPU利用率、队列长度、每秒中断次数,等。
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