第3章作业_原创文档.pdfVIP

3.1在计算机控制系统中为什么要有I/O接口？

答：I/O接口电路简称接口电路。它是主机与外围设备之间交换信息得连接部件（电路），

它在主机与外围设备之间的信息交换中起着桥梁和纽带作用。

设置接口电路的目的是：

（1）解决主机CPU和外围设备之间的时序配合和通信联络问题。

（2）解决CPU和外围设备之间的数据格式转换和匹配问题。

（3）解决CPU的负载能力和外围设备端口选择问题。

因为即使是CPU和某些外围设备之间仅仅进行并行格式的信息交换，一般也不能

将外围设备直接挂到CPU的数据总线，地址总线上。因为

a，CPU总线的负载能力有限。

b，外围设备的端口需选择。

此外，接口电路可实现端口的可编程功能以及错误检测功能。

3.2计算机与外围设备交换信息有那几种控制方式？各有什么优缺点？

答：为了使外围设备在CPU统一管理，调度，控制下成为一个有机的整体，高效，协调，

可靠而有条不紊的工作，从而完成对生产过程的实时控制，就要规定CPU控制各个外围设备的

控制策略，或叫控制方式，实际上就是CPU与外围设备信息交换方式，或数据传送方式。

（1）程序控制方式：CPU和设备之间的信息传送，是在程序控制下进行的。它又可分为

无条件I/O方式和查询式I/O方式。

a，所谓无条件I/O方式是指不必查询外围设备的状态即可进行传送的I/O方式。

即在此种方式下，外围设备总是处于就绪状态。

b，查询式I/O方式，也称为条件传送方式。按查询式传送，CPU和外围设备的

I/O接口除需设置数据端口外，还要有状态端口。

优缺点：查询式I/O方式的优缺点及使用条件

从原理上看，查询式比无条件传送方式可靠，接口电路简单，不占用中断输入线，同

时查询程序也简单，易于调试。由于查询式I/O方式是通过CPU执行程序来完成的，因

此各外设的工作与程序的执行保持同步关系，特别适合于多个按一定规律顺序工作的生产

机械或生产过程的控制。

但是在查询式I/O方式下，CPU要不断的读取状态字和检测状态字，不管那个外围设

备是否有请求，都必须一一查询，许多次的重复查询，可能都是无用的，而又占用了CPU

的时间，效率较低。

（2）中断控制方式

为了提高CPU的效率和是系统具有良好的实时性，可以采用中断控制I/O。在8086

系统中，有两类中断，即外部中断和内部中断，对I/O处理一般是采用外部中断。

中断优先级采用软件查询方式和硬件查询方式加以解决。

优缺点：采用中断方式控制就不必花费大量时间去查询各外围设备的状态了，而是当外围

设备需要请求服务时，向CPU发出中断请求，CPU响应外围设备的中断，停止执行当前

程序，转去执行一个外围设备服务程序。采用中断控制I/O方式时，只要外设外设不提出

中断请求，CPU允许主程序完成控制系统设计中所指定的工作，不必循环检测各外设的

状态，浪费CPUde时间，只有应外设的请求才临时中断当前工作去为外设服务。因此采

用中断控制I/O方式解决了慢速的外设和高速的CPU之间信息交换在时间配合上的矛盾，

充分利用了CPU的时间，也提高了输入输出的速度。

（3）直接存储器存取方式（DMA方式）

DMAI/O方式是不经CPU，而在外设和存储器之间直接高速交换数据。

优缺点：DMAI/O方式克服了中断方式对要求高速数据传输场合，速度显得慢的缺点。同时

节省了时间。

3.3某8088最大模式系统中，需要扩展8255A,8253A和DAC0832芯片各一片。采用74LS138

做译码器，若以指定分配给芯片的地址范围是：

8255AFFE0H,FFE2H,FFE4H,FFE6H