2. 计算机
  3. 阅读以下关于输入输出接口设计的说明，回答问题1至问题3，将解答填入对应栏内。 【说明】 下图为采用查询方式工作的输入接口，地址译码器中A15～A1直接接到或门的输入端。

阅读以下关于输入输出接口设计的说明，回答问题1至问题3，将解答填入对应栏内。 【说明】 下图为采用查询方式工作的输入接口，地址译码器中A15～A1直接接到或门的输入端。

admin2009-02-01  45
问题 阅读以下关于输入输出接口设计的说明，回答问题1至问题3，将解答填入对应栏内。
【说明】
   下图为采用查询方式工作的输入接口，地址译码器中A15～A1直接接到或门的输入端。
选项
答案[*]脉冲除了将输入设备的数据锁存到锁存器的输出端外，该脉冲还用来触发D触发器，使其输出Q为高电平，此高电平表示外设有数据准备好。
解析 本题考查输入输出接口设计以及输入输出控制方式应用知识。
   计算机与外设之间进行数据传送主要有三种基本控制方式：查询方式、中断方式和DMA方式。
   查询方式是通过执行输入/输出查询程序来完成数据传送的，其工作原理是：当CPU。启动外设工作后，不断地读取外设的状态信息进行测试，查询外设是否准备就绪，如外设准备好，则可以进行数据传送：否则，CPU继续读取外设的状态信息进行查询等待，直到外设准备好。
   采用程序查询方式进行数据传送时，实际上在外设准备就绪之前，CPU一直处于等待状态，致使CPU的利用率较低。倘若CPU按这种方式与多个外设传送数据时，就需要周期性的依次查询每个外设的状态，浪费的时间就更多，CPU的利用率就更低。因此，这种方式适合于工作不太繁忙的系统。
   中断方式是一种硬件和软件相结合的技术，中断请求和处理依赖于中断控制逻辑，而数据传送则是通过执行中断服务程序来实现的。这种方式的特点是：在外设工作期间，CPU无须等待，可以处理其他任务，CPU与外设可以并行工作，提高了系统效率，同时又能满足实时信息处理的需要。但在进行数据传送时，仍需要通过执行程序来完成。
   采用中断方式可以提高CPU的利用率，但有些I/O设备(如磁盘、光盘等)需要高速而又频繁地与存储器进行批量的数据交换，此时中断方式已不能满足速度上的要求。而直接存储器处理DMA方式，可以在存储器与外设之间开辟一条高速数据通道，使外设与存储器之间可以直接进行批量数据传送。实现DMA传送，要求CPU让出系统总线的控制权，然后由专用硬件设备(DMA控制器)来控制外设与存储器之间的数据传送。这种传送方式的特点是：在数据传送过程中，由DMA控制器参与工作，不需要CPU的干预，批量数据传送时效率很高，通常用于高速I/O设备与内存之间的数据传送。
   本题采用程序查询方式从输入设备读取数据。
   接口图中的选通信号低电平有效，是由外设提供的输入信号。当该信号有效时，将输入设备送来的数据锁存至输入锁存器中临时存储起来，并设置数据已经准备好的状态，标志该状态的是上图中的D触发器。
   D触发器的初始状态为0(数据未准备好)，当输入设备的数据准备好时，通过CP将D触发器设置为1，标明数据已准备好，CPU可随时读取。
   要从输入设备读取数据(有效)，首先应确定输入设备的端口地址，包括状态端口和数据端口。从题图中可知，要读取输入设备的状态端口(即数据是否准备好)，需进行下面的运算：
   A15+A14+A13+…+A2+A1++
   即地址信号A15、A14、…、A2、A1与IOR进行或运算(经过或门)后的输出，与A0经非门后的输出再进行或运算，若为0，则可将D触发器中的状态输出至数据线D7，因此，要求A15、A14、…、A2、A1全部为0且A0为1，即状态端口地址为0001H。同理，要读取输入设备的数据，需进行下面的运算：
   A15+A14+A13+…+A2+A1++A0
   即当A15、A14、…、A2、A1全部为0并且A0也为0，才能通过三态门将数据送往数据总线，因此数据端口地址为0000H。
   若用查询方式将输入设备的一个数据读入CPU的BL寄存器中，则根据其工作方式，需要对I/O接口的状态不断进行测试，一旦满足条件(准备好传送数据即外设就绪)，紧接着就执行数据传送指令，程序如下：
   START： MOV  DX，0001H  ；外设的状态端口号送入DX寄存器
   NEXT1： IN   AL，DX     ；从外设端口读取状态并暂存入AL
   NEXT2： AND  AL，80H    ；判断数据是否就绪(D7是否为1)
           JZ   NEXT1      ；未就绪(D7为0)，则继续查询，否则开始读取数据
           MOV  DX， 0000H ；外设数据端口号送入DX寄存器
           IN   AL，DX     ；从外设端口读取数据到的数据暂存入AL
   NEXT3： MOV  BL，AL     ；将数据送入BL寄存器
            RET
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