《计算机组成原理》期末考卷分析:主机与外设交互
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更新于2024-08-05
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"这是一份关于计算机组成原理的期末考试卷,包含了简答题,主要涉及计算机系统中I/O外设与主机的交互、控制信号、数据传输过程等内容。"
在计算机组成原理中,主机与I/O外设之间的交互是至关重要的。I/O外设与主机之间的反馈线主要用于传递设备状态信息,确保数据传输的正确性和及时性。例如,CPU通过BG信号询问I/O接口是否准备好传输,当接口收到请求后,通过BS信号回应CPU,表明其正在占用总线。同样,DMA方式中,外设通过DREQ向CPU申请直接访问主存,而HRO信号则用于确认DMA传输的请求。此外,接口电路的状态线,如'ready'和'busy',提供了设备当前操作的状态反馈。
控制单元CU(Control Unit)是CPU的核心部分,负责生成并发送各种控制信号以协调整个系统的运行。对主存,CU会发出R/W信号指示读写操作,并通过片选信号CS选择特定的内存单元。对ALU(算术逻辑单元),CU会设置运算器工作方式控制信号S1-S4来决定执行何种运算,并提供运算所需的时钟脉冲。对外设,CU会发送查询信号如INTR(中断请求)和HLDA(持有信号)来请求或响应外设的操作。
在主存和I/O外设直接通信时,通常需要增设数据总线,并采用DMA方式,这样外设可以直接与主存交换数据,而无需CPU介入,提高数据传输效率。
图2描述了同步式数据输入传输过程。在这个过程中,总线传输周期分为4个时钟周期:
1. T1: 主模块发送地址,确定要访问的设备。
2. T2: 主模块发出读命令,告知从模块准备接收数据。
3. T3: 从模块响应,提供数据到总线。
4. T4: 主模块撤销读命令,从模块撤销数据,结束本次传输。
地址信号需要保持一个总线周期,这是因为总线在不同时间可能服务不同的设备,保持地址稳定能确保数据被正确写入指定设备。读命令在地址信号之后出现是因为先定位到设备,再发出读操作,避免读取错误的数据。如果这个过程发生在CPU与输出设备之间,传输流程基本相同,只是读写方向相反,即CPU会发送数据到输出设备,而输出设备在接收到数据后会给出响应信号。
2021-10-27 上传
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2020-07-21 上传
就是搞笑
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