計(jì)算機(jī)組成原理復(fù)習(xí)要點(diǎn)

電腦組成原理復(fù)習(xí)要點(diǎn)

一、題型分布

選擇題20分；填空題30分；判斷題10分；計(jì)算題20/25分；簡答題20/15分

二、每章重點(diǎn)內(nèi)容

第一本概述

1、什么是電腦組成

輸入設(shè)備

設(shè)備級組成

版塊級組成

物理組成

電芯片級組成

腦

元件級組成

組

成

設(shè)備級組成

邏輯組成

寄存器級組成

2、諾依曼體系結(jié)構(gòu)電腦的特點(diǎn)

(1)硬件由五大部份組成(運(yùn)算器、控制器、存儲器、輸入設(shè)備、輸出設(shè)備)。

(2)軟件以2#表示。

(3)采用存儲程序

所有的程序預(yù)先存放在存儲器中,此為電腦高速自動的基礎(chǔ)；

存儲器采用一維線性結(jié)構(gòu)；

指令采用串行執(zhí)行方式。

控制流(指令流I驅(qū)動方式；

(4)非諾依曼體系結(jié)陶電腦

數(shù)據(jù)流電腦

多核(芯)處理機(jī)的電腦

3、電腦系統(tǒng)的層次結(jié)構(gòu)

(1)從軟、硬件組成角度劃分層次結(jié)構(gòu)

(2)從語言功能角度劃分的層次結(jié)構(gòu)

虛擬機(jī)：通過軟件配置擴(kuò)充機(jī)器功能后，所形成的電腦，實(shí)際硬件并不具

備相應(yīng)語言的功能。

第二幸裁據(jù)表示

1、各種碼制間的轉(zhuǎn)換及定點(diǎn)小數(shù)和定點(diǎn)整數(shù)的表示范圍

(1)原碼：

計(jì)算規(guī)則：最高位表示符號位；其余有效值部分以2#的絕對值表示。如：

(+0.1011)原=0.1011;(-0.1001)原=1.1001

(+1011)原=01011;(-1001)原=11001

注意：在書面表示中須寫出小數(shù)點(diǎn)，實(shí)際上在電腦中并不表示和存儲小數(shù)點(diǎn)。

原碼的數(shù)學(xué)定義

假設(shè)定點(diǎn)小數(shù)原碼序列為X0.XlX2...Xn共n+1位數(shù)，則:

X原二X當(dāng)l〉X20

X原二1-x=l+|x|當(dāng)ONX>-1

假設(shè)定點(diǎn)整數(shù)原碼序列為X0X1X2…Xn共n+1位數(shù)，則：

X原=X當(dāng)2n>X20

XJM=2n-X=2n+|x|當(dāng)02X>-2n

說明：

在各種碼制(包括原他)的表示中需注意表示位數(shù)的約定，即不同的位數(shù)表示結(jié)

果不同，如：

以5位表示,則(-0.1011)原=1.1011

以8位表示，則(-0.1011)原=1.1011000

0的原碼有二種表示方式：

小數(shù)：(+0.0000)原=0.0000,(-0.0000)原=1.0000

整數(shù):(+00000)原=()()()(X),(-00000)原=10000

符號位不是數(shù)值的一部分，不能直接參與運(yùn)算，需單獨(dú)處理。

約定數(shù)據(jù)位數(shù)的目的是約定數(shù)據(jù)的表示范圍，即：

小數(shù)：-1<X<1

整數(shù)：-2n<X<2n

(2)反碼:

計(jì)算規(guī)則：正數(shù)的反碼與原碼同；負(fù)數(shù)的反碼是原碼除最高位〔符號位)外，各

位求反。如：

正數(shù)：(+0.1011)原=(+0.1011)反=0.1011;

負(fù)數(shù)：(-().1001)原=1.1001,則(-0.1001)反二1原10

反碼的數(shù)學(xué)定義

假設(shè)定點(diǎn)小數(shù)反碼序列為X().XlX2...Xn共n+1位數(shù)，則：

X反二X當(dāng)1>X20

X反二(2-2-n)+X當(dāng)O2X>-1

假設(shè)定點(diǎn)整數(shù)反碼序列為X0XlX2...Xn共n+1位數(shù)，則：

X反二X當(dāng)2n>X'O

X反二(2n-l)+X當(dāng)()NX>-2n

⑶補(bǔ)碼：

計(jì)算規(guī)則：正數(shù)的補(bǔ)碼與原碼同；負(fù)數(shù)的補(bǔ)碼是反碼的最低加1。如：

正數(shù)：

(+0.1011)原=(+0.1原1)反=(+0.1011)補(bǔ)=0.1011;

負(fù)數(shù)：

(-0.1001)原=1.1001

(■0.1001)反=1.0110

(-0.1001)補(bǔ)=1.0111

數(shù)學(xué)定義

(X)^b=M+X(MODM)

其中：M表示模，即容器的最大容量。

假設(shè)定點(diǎn)小數(shù)補(bǔ)碼序列為X0.XlX2...Xn共n+1位數(shù)，則M=2；

假設(shè)定點(diǎn)整數(shù)補(bǔ)碼序列為X0XlX2...Xn共n+1位數(shù)，則M=2n+l

2、為什么電腦中數(shù)值類型的數(shù)據(jù)以補(bǔ)碼表示

補(bǔ)碼的符號位是數(shù)值的一部分，可以參與運(yùn)算。

0的補(bǔ)碼表示具有唯一性。

補(bǔ)碼的表示范圍比原碼、反碼人。

3、常見尋址方式的特點(diǎn)

(1)尋址方式：獲得指令或操作數(shù)的方式。

(2)指令尋址：由程序計(jì)數(shù)提供即將要執(zhí)行的指令的地址。

(3)操作數(shù)尋址：與具體的尋址方式有關(guān)。操作數(shù)尋址方式應(yīng)說明是源操作數(shù)

還是目標(biāo)操作數(shù)的尋址方式。

4、采用多種尋址方式的目的(縮短指令長度，擴(kuò)大尋址空間，提高編程靈活性)

縮短指令長度，擴(kuò)大尋址空間,提高編程的靈活性。

5、如何減少指令中地址數(shù)的方法

采用隱地址〔隘含約定)可以簡化指令地址結(jié)構(gòu)，即減少指令中的顯地址數(shù)。

6、外設(shè)的編址方式(在任何一種方式每個(gè)外設(shè)都有一個(gè)獨(dú)立的地址)

(1)I/O與主存統(tǒng)一編址，即I/O是看作是主存的延伸。

(2)I/O與主存單獨(dú)編址：

I/O編址到設(shè)備級，即一個(gè)I/O只有一個(gè)地址c

I/O編址到寄存級，即一個(gè)I/O有多個(gè)地址。

7、指令系統(tǒng)優(yōu)化的趨勢(CISC、RISC)

(1)CISC(復(fù)雜指令系統(tǒng)電腦)

從編程角度出發(fā)，希望指令系統(tǒng)中包含的指令盡可能多，每條指令中的操作信息

盡可能多。該類指令系統(tǒng)一般包含300-500指令。為提高機(jī)器效率，采用了向量

化、超標(biāo)量、超長指令字等技術(shù)。

(2)指令系統(tǒng)的發(fā)展趨勢

早期：面向用戶編程，采用CISC技術(shù)

現(xiàn)代：面向系統(tǒng)、向高級語言靠近，采用RISC技術(shù)

(3)實(shí)際上CISC和RISC均是當(dāng)前的發(fā)展(優(yōu)化)趨勢

第三*存儲者

1、存儲器的按工作原理和存取方式的分類

(1)物理原理分類：A、磁芯B、半導(dǎo)體存儲器C、磁外表存儲器D、光盤存

儲器E、其它存儲器

(2)存取方式的劃分：A、隨機(jī)存取存儲器(RAM)B、只讀存儲器(ROM)

C、順序存取存儲器(SAM)D直接存取存儲器(DAM)

2、存儲器的三級層次結(jié)構(gòu)及各層次的功能

(1)主存:基本要求：隨機(jī)訪問、工作速度快、具有一定容量；

功能：存放當(dāng)前執(zhí)行的指令和數(shù)據(jù)。

(2)外存:基本要求：容量大、成本低、一定的速度

功能：長期保存數(shù)據(jù)；作為主存的外援存儲器。

外存也可采用多級存儲結(jié)構(gòu)。

(3)cache:基本要求：速度足夠快、一定容量

功能：CPU與主存的緩沖，匹配主存與CPU的速度。

內(nèi)容：是當(dāng)前主存中最活躍數(shù)據(jù)的副本。

內(nèi)容形成的依據(jù)：

程序局部性原理：時(shí)間和空間局部性。

3、靜態(tài)與動態(tài)存儲器間的區(qū)別、動態(tài)存儲器為什么還需要刷新及刷新有分類

(1)根據(jù)信息表示方式分為：

動態(tài)存儲器(DRAM):以電容中的電荷表示信息,需動態(tài)刷新；

靜態(tài)存儲器(SRAM):以雙穩(wěn)態(tài)信息。

(2)需動態(tài)刷新：因?yàn)閯討B(tài)存儲器是依靠電容上的存儲電荷暫存信息，而

電容上存儲的電荷會逐漸減變?nèi)跛孕枰⑿隆?/p>

(3)刷新的分類：A、集中刷新B、分散刷新C、異步刷新。

4、校驗(yàn)碼：奇偶、循環(huán)校驗(yàn)碼(CRC)計(jì)算

(1)奇/偶校驗(yàn)：

奇/偶校驗(yàn)：使校驗(yàn)碼中“1”的個(gè)數(shù)和為奇/偶數(shù)，主要用于主存校驗(yàn)。

例：有效信息：01101011,則

奇校驗(yàn)碼:011010110

偶校驗(yàn)碼：011010111

(2)循環(huán)校驗(yàn)碼

A、編碼原理：

現(xiàn)假設(shè)有：

有效信息：M；除數(shù)G(生成多項(xiàng)式)

有：

M/G=Q+R/G

此時(shí)，可選擇R作為校驗(yàn)位，則MR即為校驗(yàn)碼。

校驗(yàn)原理：

(M-R)/G=Q+O/G

說明：以接收到的校驗(yàn)碼除以約定的除數(shù)，假設(shè)余數(shù)為()，則可認(rèn)為接收到

的數(shù)據(jù)是正確的。

例：有效信息1101,生成多項(xiàng)式樣1011,求循環(huán)校驗(yàn)碼

解：

有效信息U01(k=4),即M(x)=x3+x2+x0

生成多項(xiàng)式1011(什成4,即r=3),即G(x)=x3+xl+x0

M(x)?x3=x6+x5+x3,即1101000(對1101左移三位)

M(x)?x3/G(x)=l101()00/1011=11114-(X)1/1011

即1010的CRC是：1101001

計(jì)算過程校驗(yàn)過程

11111111

101111101000ionhiowoi

6101161011

11001100

61011十1011

11101110

十1011十1011

10101011

十1011十1011

001000

余數(shù)為001余數(shù)為001

循環(huán)校驗(yàn)碼的來源

余數(shù)與出錯(cuò)序號間處理存在對應(yīng)模式，該模式只與只與碼制和生成多項(xiàng)式有關(guān),

與具體的碼字無關(guān)。

生成多項(xiàng)式滿足的條件：

任一位發(fā)生錯(cuò)誤都應(yīng)使余數(shù)不為0；

不同的位發(fā)生的錯(cuò)誤余數(shù)應(yīng)不同。

用的生成多項(xiàng)式：

CCITT：G(x)=xl6+xl5+x2+l

IEEE：G(x)=xl6+xl2+x5+l

5、存儲器的擴(kuò)展

(1)位擴(kuò)展：

例：2KX4芯片組成2KX8

特點(diǎn)：

,(1)片選信號連接在一起，二個(gè)芯片分別提供高低位的數(shù)據(jù)；

(2)芯片的地址線直接與AB按位連接。

(2)字?jǐn)U展

例：2KX4芯片組成4KX4

特點(diǎn)：

AB高位地址通過譯碼形成芯片的片選信號；

AB低位地址通過譯碼連接芯片的低位地址；

(3)綜合擴(kuò)展

例：4K義4芯片組成16Kx8

6、數(shù)據(jù)傳輸率的計(jì)算

R=一(單位bps)

cpu主頻

7、提高存儲性能(速度、容量)的措施

A、雙端口存儲器,B、并行主存系統(tǒng)C、高速緩存D、虛擬存儲E、相聯(lián)存

儲技術(shù)等。

8、高速緩存的功能及替換算法

(1)高速緩存的功能：提供的是cpu與內(nèi)存的一個(gè)緩存。

(2)替換算法：1先進(jìn)先出算法(FIF0)2近期最少使用算法(LRU)

p命中率二_____________訪問cache次數(shù)_____________

P訪問總次數(shù)(訪問內(nèi)存數(shù)+訪問cache次數(shù))

9、Cache與內(nèi)存在直接映像方式中怎樣將內(nèi)存地址轉(zhuǎn)換為Cache地址

A、直接映像B、全相聯(lián)映像C、組相聯(lián)映像。

10、虛擬存儲器的分類

A、頁式虛存儲器B、段式虛擬存儲器C、段頁式虛擬存儲器。

第B奈勿勿

1、為什么會產(chǎn)生溢出、及溢出的解決方法、正負(fù)溢出的概念

(1)產(chǎn)生溢出的原因：需表示的數(shù)據(jù)或運(yùn)算結(jié)果超出了正常表示范圍

(2)溢出的解決方法：多符號位；

(3)正溢出：兩個(gè)正數(shù)相加而絕對值超出允許的表示范圍；

(4)負(fù)溢出：兩個(gè)負(fù)數(shù)相加而絕對值超出允許的表示范圍。

2、補(bǔ)碼加減法的依據(jù)

X補(bǔ)+Y補(bǔ)=(X+Y)補(bǔ)和X補(bǔ)-Y補(bǔ)=X補(bǔ)+(-Y)補(bǔ)。

3、串行和并行加法的原理

串行加法原理如下：

C1=G1+P1C0；其中C0=0

C2=G2+P2C1

Cn=Gn+PnCn-l

Li=Ai十Bi十Ci-1

并行加法原理如下：

Cl=G1+P1C0

C2=G2+P2C1=G2+P2G1+P2P1C0

C3=G3+P3C2=G3+P3G2+P3P2G1+P3P2P1C0

C4=G4+P4C3

=G4+P4G3+P4P3G2+P4P3P2G1+P4P3P2Ple()

而￡i=Ai十Bi十Ci-1.

4、一位原碼乘法的計(jì)算及運(yùn)算特點(diǎn)

(1)數(shù)學(xué)原理：

兩個(gè)原碼數(shù)相乘，其乘積的符號為相乘兩數(shù)符號的異或值，數(shù)值等于兩數(shù)絕對

值之積。

假設(shè)[X]JM=X0.XlX2..Xn,

[Y]原=Y0.YlY2..Yn,則有：

[X-丫]原=(X0?Y0).[(XlX2..Xn)?(YlY2..Yn)]

⑵算法：

假設(shè)X=0.XlX2..Xn,Y=0.YlY2..Yn,即均為正純小數(shù)

X-Y=X?O.YlY2..Yn

=X?(2-1Y1+2-2Y2+...+2-n+1Yn-1+2-nYn)

=X-(2-nYn+2-n+lYn-l+...+2-2Y2+2-lYl)

=(..((0+YnX)2-l+Yn-1X)2-l)+...)+Y2X)2-l)+YiX)2-l)

根據(jù)上述計(jì)算過程，可得算法如下：

A0=0

Al=(A0+YnX)2-l

A2=(A1+Yn-lX)2-l

An-1=(An-2+Y2X)2-l

An(An-l+YlX)2-l

積X?Y=An

償％噫丟儂例1：X=0.1101,Y=-0.1011,m(YY)

多解：累加和A=000000(防止溢出呆用雙符號位)

被乘數(shù)B=|X=001101(與A同，采用雙符號位)；柒數(shù)C=|Y|=.1O11

步數(shù)條件操作Ac判匡

OCOOOO101104

(1)C4=1+B+0C.1101

001101

T00.01101-101C3

⑵C3=1*B+001101

010011

T00.10011110C2

(3)C2=0T00.0100111.1C1

(4)C1=1,B+001101

01.0001

T0010001111.

善穿四辟能名花例2：*=?0.1011,丫=-0.0110,求(丫丫)原

解：累加和A=00.0000,被乘數(shù)B=|X|=001011,乘數(shù)C=|Y|=.0110

步致條件操作Ac判斷位Cn

000000.0101C4

(1)C4=0T0000000.010C3

⑵C3=1+B+00.1011

00.1011

T00.010110.01C2

(3)C2=1+B+00.1011

010000

T00.1000010.0C1

⑷C1=0T00.01000010.

符號位=Xf^Yf=1十1=0

乘積的絕對值存放在AC中

因此,(YY)原=0.01000010

(3)運(yùn)算特點(diǎn)

符號位和絕對值分別獨(dú)立運(yùn)算。

5、主機(jī)與外設(shè)間的連接方式

(1)輻射型(2)總線型(3)通道型

6、數(shù)據(jù)傳送方式

(1)以打印機(jī)為例說明中斷方式數(shù)據(jù)的傳輸過程

CPU開中斷(1=1)

CPI?執(zhí)行程序A

CPU啟動P

?CPU恢復(fù)現(xiàn)場、斷點(diǎn)?P打印接收到的數(shù)據(jù)

?CPU繼續(xù)執(zhí)行程序A?P打印完成發(fā)中斷請求信號

(2)DMA方式的特點(diǎn)及應(yīng)用

DMA方式的特點(diǎn)：傳送速率快，操作簡單；應(yīng)用：高速外部設(shè)備與主存儲

器之間的簡單批量數(shù)據(jù)傳送。

中斷的響應(yīng)過程、區(qū)別中斷處理與中斷服務(wù)

7、中斷的響應(yīng)過程、區(qū)別中斷處理與中斷服務(wù)

(1)中斷的響應(yīng)過程

①置位中斷優(yōu)先級有效觸發(fā)器，即關(guān)閉同級和低級

中斷：

②調(diào)用入口地址，斷點(diǎn)入棧，相當(dāng)于LCALL指令；

③進(jìn)入中斷服務(wù)程序。

(2)中斷處理就是執(zhí)行中斷服務(wù)程序，從中斷入口地址開始執(zhí)行，直到返回指

令(RETI)為止。此過程一般包括三部分內(nèi)容，一是保護(hù)現(xiàn)場，二是處理中斷源的

請求，三是恢復(fù)現(xiàn)場。

(3)中斷服務(wù)是要完成處理的事務(wù)，用戶根據(jù)需要編寫中斷服務(wù)程序，程序中

要注意將主程序中需要保護(hù)的寄存器內(nèi)容進(jìn)行保尹

8、控制器的功能

CPU內(nèi)部控制功能的寄存器及相應(yīng)的功能

硬件系統(tǒng)時(shí)序?qū)哟蔚膭澐旨案鲗哟未蔚暮x

控制器的分類及各自的優(yōu)缺點(diǎn)

指令流程1M0V和運(yùn)算類雙操作數(shù)指令)

微程序控制器的基本思想

9、CPU內(nèi)部控制功能的寄存器及相應(yīng)的功能

(1)PC：程序計(jì)數(shù)將，用來指示指令在存儲器中的存放位置。

(2)IR：指令寄存器，用來存放當(dāng)前正在執(zhí)行的指令，它的輸出包括操作信息、

地址信息等。

(3)PSW：口窗序狀態(tài)寄存器，用來記錄現(xiàn)行程序的運(yùn)行狀態(tài)和指示程序的工作

方式。

10、硬件系統(tǒng)時(shí)序?qū)哟蔚膭澐旨案鲗哟未蔚暮x

（1）指令周期：執(zhí)行一條指令所需的時(shí)間，一般由假設(shè)個(gè)個(gè)機(jī)器周期（工作周

期）組成，是從取指令、分指令到執(zhí)行指令完所需的全部時(shí)間。

（2）工作周期：完成一個(gè)階段性的任務(wù)所需時(shí)間。

（3）時(shí)鐘周期：完成一個(gè)基本操作所需時(shí)間。

（4）定時(shí)脈沖：啟?？刂七壿嫷臅r(shí)鐘脈沖。（工作脈沖：決定一個(gè)周期的長短）

11、控制器的分類及各自的優(yōu)缺點(diǎn)

（1）組合邏輯控制

A,優(yōu)點(diǎn)：思路簡單，可用于實(shí)現(xiàn)任一指令系統(tǒng)。

B、缺點(diǎn)：

*控制器的核心零亂、繁瑣，設(shè)計(jì)效率低，檢查調(diào)試?yán)щy。

*不易擴(kuò)展和修改。

（2）微程序控制

A、優(yōu)點(diǎn)：

*用規(guī)整的存儲邏輯結(jié)構(gòu)代替硬連邏短，有利于設(shè)計(jì)自動化。

*易于修改與擴(kuò)展，靈活，通用性強(qiáng)。

*適用性作素列機(jī)的控制器。

?可靠性高，易于診斷與維護(hù)。

B、缺點(diǎn)：

*速度慢，效率低。

*由于增加了相關(guān)的微程序控制部件，成本較高。

12、指令流程（MOV和運(yùn)算類雙操作數(shù)指令）

（1）MOV

三、MOV指令

OP（立即）0P（變址）

1、FT

PC-立即致nPC—位移量e

FTO：M-HR、PC+WPC??????.....

2、ST：R-e—

□由源操作數(shù)的尋址方式確定ST

指令流程：若源數(shù)在內(nèi)存中，

立即尋址變址尋址

則取到C;若源數(shù)在R中，則省

%

節(jié)拍R(R)n（立即）@(R)+X(R)

STOR-MARPCTIARR7IARPC-MAR

ST1M-MDR-CM-MDR-CMTIDR-C

ST2PC+1-PCR+-RP(?1-PC

ST3CTIARR+C-MAR

ST4M-*-*CM-MDR-C

3、DT

由目的操作數(shù)的尋址方式確定DT的指令流程：假設(shè)目的數(shù)在內(nèi)存中，則將

目的數(shù)的地址送到MAR；假設(shè)目的數(shù)在R中，則省略。

節(jié)拍R(R)n（立即）@(R)+X(R)

DTOR-MAR無R-MARPC-MAR

DTIR+1-*RPC+l-PC

DT2VTIDRfMARM-*MDR-D

DT3R+D-MAR

4、ET

由源操作數(shù)、目的操作數(shù)的尋址方式及操作碼共同確定ET的指令流程。

源數(shù)可在R中(SR)或內(nèi)存中(SR);

目的數(shù)可在R中(DR)或內(nèi)存中(DR)。

由源數(shù)和目的數(shù)的位置可以有以下四種類型：

節(jié)拍SR?DRSR?DRSR?DRSR?DR

ETOR源fR目的R-MDRC-RC-MDR

ET1PCTIARMDR-MPC-MARVDR-M

ET2PC-MARPC7IAR

⑵雙操作數(shù)指令

包括：ADD、SUB、OR、AND、EOR。

雙操作數(shù)指令的FT和ST的流程與MOV指令完全相同。下而只描述DT及ET

的指令流程。

1、DT

由目的操作數(shù)的尋址方式確定DT的指令流程：假設(shè)目的數(shù)在內(nèi)存中，則將目的

數(shù)送到D；假設(shè)目的數(shù)在R中，則省略。

節(jié)拍R(R)n@(R)+X(R)

DTOR-MAR無R-MARPC-*MAR

DT1)IVDRfDR+—RPC+-PC

DT2M-*MDR-*DM->VDR->D

DT3JMARR+D-*MAR

DT4VDRfDM-*MDR->D

2、ET

由源操作數(shù)、目的操作數(shù)的尋址方式及操作碼共同確定ET的指令流程。

源數(shù)可在R中(SR)或內(nèi)存中(SR);

0的數(shù)可在R中(DR)或內(nèi)存中(DR)。

由源數(shù)和目的數(shù)的位置可以有以下四種類型。

其中：Rs表示源寄存會；Rd表示目的寄存器。

節(jié)彳怡SR?DRSR*DRSR?DRSR-DR

ElroRsOPRdfRdROPD-MDRCOPR-*RCOPD-MDR

ElriPC-*MARMDR-MPC-*MARMDR-M

El「2PC-MARPC-MAR

13、微程序控制器的基本思想

(1)機(jī)器指令由微程序解釋；微程序由微指令組成，每條微指令中可包含多個(gè)

微命令；微命令控制實(shí)現(xiàn)微操作。

(2)微指令以代碼(微碼)存儲在ROM中，該ROM稱為控制存儲器(CML

久wt機(jī)

1、總線的分類及接口的分類

(1)總線的分類

A、按據(jù)傳送格式分類：串行總線；并行總線

B、按時(shí)序控制方式分類：同步總線；異步總線

(2)接口的分類

A、按數(shù)據(jù)傳送格式劃分

并行接口：接口與系統(tǒng)總線及I/O間均以并行方式傳送數(shù)據(jù)。

串行接口：接口與I/O間以串行方式，而與系統(tǒng)總線間以并行方式傳送數(shù)據(jù)。

B、按時(shí)序劃分

同步接口：與同步總線連接的接口，接口與系統(tǒng)總線間的數(shù)據(jù)傳送由統(tǒng)一的時(shí)序

信號(由CPU或?qū)ｉT的系統(tǒng)總線時(shí)序信號)控制。

異步接口：與異步總線連接的接口，接口與系統(tǒng)總線間的傳送采用異步應(yīng)答的工

作方式。

C、按信息的傳送控制方式劃分

中斷接口、DMA接口、磁盤存儲接口等。

***1/0接口的基木功能

(1)尋址：將地址信息譯碼為I/O或接口中的寄存器的選中信號。

(2)數(shù)據(jù)傳送與緩沖(速度匹配)

(3)數(shù)據(jù)格式變換、電平變換等預(yù)處理

⑷控制邏輯：

接口對主機(jī)發(fā)送的命令字進(jìn)行解釋，并將產(chǎn)生的操作命令發(fā)送給I/O：

將I/O及接口的狀態(tài)信息送回CPU。如在中斷接口中有中斷請求信號產(chǎn)生、中斷

屏蔽、優(yōu)先排隊(duì)等部件。

2、總線的概念及分時(shí)共享的含義、總線的組成

總線(Bus)是電腦各種功能部件之間傳送信息的公共通信干線，它是由導(dǎo)線組成的傳

輸線束，按照電腦所傳輸?shù)男畔⒎N類，電腦的總線可以劃分為數(shù)據(jù)總線、地址總線和控制

總線，分別用來傳輸數(shù)據(jù)、數(shù)據(jù)地址和控制信號?？偩€是一種內(nèi)部結(jié)構(gòu)，它是cpu、內(nèi)存、

輸入、輸出設(shè)備傳遞信息的公用通道，主機(jī)的各個(gè)部件通過總線相連接，外部設(shè)備通過相應(yīng)

的接口電路再與總線相連接，從而形成了電腦硬件系統(tǒng)。在電腦系統(tǒng)中，各個(gè)部件之間傳送

信息的公共通路叫總線，微型電腦是以總線結(jié)構(gòu)來連接冬個(gè)功能部件的。

3、PCI總線的仲裁方式

當(dāng)多個(gè)設(shè)備競爭總線時(shí)，由總線仲裁器進(jìn)行仲裁，在微機(jī)中就是南北橋芯片組。

仲裁方式分集中和競爭二種方式。

(1)集中式仲裁：

分配原則是：優(yōu)先級高的設(shè)備可以剝奪優(yōu)先級低的設(shè)備的總線使用權(quán)。

當(dāng)仲裁器接收到總線請求時(shí)，就發(fā)出總線授權(quán)信號。

設(shè)備的優(yōu)先級由設(shè)備和仲裁器的邏輯距離決定。

當(dāng)設(shè)備較多時(shí)，可采用分級仲裁方式。

】級總線請求

2級總線請求

二級鏈?zhǔn)娇偩€仲裁

(2)競爭式仲裁

分配原則：

優(yōu)先級不同的設(shè)備同時(shí)申請總線，則分配給高優(yōu)先級的設(shè)備；

先來先占用：誰先搶占總線，只要該設(shè)備沒有釋放總線，則其它優(yōu)先級高的設(shè)備

不能強(qiáng)行占用總線。

4、中斷接口的模型及工作過程

中斷接口的模型

地址總線

設(shè)備選擇電路H

數(shù)據(jù)總線

命令字寄存器—設(shè)

備

(1)設(shè)備選擇電路

是一個(gè)譯碼器，用于選擇接口中的某一個(gè)寄存器。

(2)命令字寄存器

用于接收CPU發(fā)送的命令字，一般用于初始化接口，如數(shù)據(jù)的輸入/出方向、

工作方式(R或W)等。

(3)狀態(tài)字寄存器

用以記錄、反映設(shè)備與接口的運(yùn)行狀態(tài)，作為CPU執(zhí)行I/O程序的依據(jù)。

(4)數(shù)據(jù)緩沖寄存器

作為主機(jī)與I/O間數(shù)據(jù)傳送的緩沖。

其容量稱為緩沖深度。假設(shè)對緩沖深度要求較高，則可采用半導(dǎo)體存儲器作

為緩沖區(qū)。

(5J其它控制邏輯

接口不同，則該邏輯不同，屬接口中不規(guī)整的部分，一般有如下部分：

A、中斷請求IRQ的產(chǎn)生

B、與主機(jī)間的應(yīng)答邏輯

C、控制時(shí)序，包括振蕩電路、分頻電路。

D、面向設(shè)備的某些特殊邏輯。如對機(jī)電性的設(shè)備所需的電機(jī)的啟動、停止、

正轉(zhuǎn)、反轉(zhuǎn)、加速，數(shù)據(jù)格式的轉(zhuǎn)換，電平信號的轉(zhuǎn)換等

E、智能控制器。功能復(fù)雜的接口，常使用通用的微處理器、單片機(jī)或?qū)Ｓ?/p>

控制器等芯片，與半導(dǎo)體存儲器構(gòu)成可編程的控制器。

(6)中斷控制器

現(xiàn)通常采用8259A芯片。

****模型接口的抽象工作過程：

(1)初始化接口與中斷控制器：CPU調(diào)用程序或系統(tǒng)初始化