計(jì)算機(jī)系統(tǒng)外設(shè)考試試題及答案考試時(shí)間：______分鐘總分：______分姓名：______一、選擇題1.下列哪一項(xiàng)不屬于計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的輸入設(shè)備？A.鼠標(biāo)B.鍵盤C.顯示器D.掃描儀2.在計(jì)算機(jī)中，通常用于存儲(chǔ)大量用戶數(shù)據(jù)的、斷電后數(shù)據(jù)會(huì)丟失的設(shè)備是？A.RAMB.ROMC.硬盤驅(qū)動(dòng)器D.U盤3.下列哪種接口標(biāo)準(zhǔn)主要用于連接打印機(jī)等慢速設(shè)備？A.USB3.0B.SATAC.IEEE1284D.EIDE4.CPU與內(nèi)存之間數(shù)據(jù)傳輸?shù)耐ǖ婪Q為？A.總線B.接口C.中斷線D.數(shù)據(jù)線5.DMA（直接內(nèi)存訪問(wèn)）方式的主要優(yōu)點(diǎn)是？A.可以完全取代中斷方式B.減少了CPU的干預(yù)，提高了數(shù)據(jù)傳輸效率C.只適用于高速設(shè)備D.必須有專用DMA控制器6.在計(jì)算機(jī)中，I/O端口地址通常屬于？A.RAM地址空間B.ROM地址空間C.I/O地址空間D.CPU內(nèi)部寄存器地址空間7.用于在計(jì)算機(jī)之間進(jìn)行無(wú)線通信的外設(shè)通常是？A.鼠標(biāo)B.調(diào)制解調(diào)器C.無(wú)線網(wǎng)卡D.光盤驅(qū)動(dòng)器8.下面哪種設(shè)備屬于輸出設(shè)備？A.拼盤機(jī)B.鼠標(biāo)C.光電輸入器D.硬盤9.中斷請(qǐng)求信號(hào)通常通過(guò)哪條線發(fā)送給CPU？A.數(shù)據(jù)總線B.地址總線C.控制總線中的INT線D.時(shí)鐘線10.下列關(guān)于并行接口和串行接口的描述，正確的是？A.并行接口傳輸速率高，但成本高，只適用于短距離傳輸B.串行接口傳輸速率低，但成本低，只適用于高速設(shè)備C.并行接口結(jié)構(gòu)復(fù)雜，串行接口結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單D.并行接口和串行接口在現(xiàn)代計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中都已被淘汰二、填空題1.通常將連接CPU、內(nèi)存和I/O接口的共享總線稱為_(kāi)_____總線。2.磁盤驅(qū)動(dòng)器是一種典型的______設(shè)備，它通常使用______作為讀寫介質(zhì)。3.鍵盤和鼠標(biāo)是常見(jiàn)的______設(shè)備，它們通過(guò)______接口與計(jì)算機(jī)連接。4.為了解決CPU與慢速I/O設(shè)備之間的速度匹配問(wèn)題，常采用______技術(shù)和______技術(shù)。5.I/O端口可以分為_(kāi)_____端口和______端口兩種基本類型。6.USB是一種widelyused的______接口標(biāo)準(zhǔn)，它支持______和______功能。7.在DMA方式下，數(shù)據(jù)傳輸?shù)倪^(guò)程通常需要______、______和______三個(gè)階段。三、判斷題1.()顯示器是計(jì)算機(jī)唯一的輸出設(shè)備。2.()內(nèi)存（RAM）和硬盤都是永久性存儲(chǔ)設(shè)備。3.()并行接口比串行接口的數(shù)據(jù)傳輸速率更高。4.()CPU可以直接訪問(wèn)I/O設(shè)備中的數(shù)據(jù)。5.()中斷是一種由硬件請(qǐng)求CPU暫停當(dāng)前工作轉(zhuǎn)而去處理突發(fā)事件的方式。6.()所有外設(shè)都必須通過(guò)I/O接口才能與CPU通信。7.()光盤驅(qū)動(dòng)器屬于隨機(jī)存儲(chǔ)設(shè)備。8.()USB接口支持熱插拔功能。9.()DMA控制器可以完全獨(dú)立于CPU工作。10.()IEEE1394接口通常用于連接高速外設(shè)，如硬盤和數(shù)碼相機(jī)。四、名詞解釋1.外部設(shè)備(或外設(shè))2.總線3.I/O接口4.中斷五、簡(jiǎn)答題1.簡(jiǎn)述CPU與外設(shè)之間數(shù)據(jù)傳輸通常需要經(jīng)歷哪些步驟？2.簡(jiǎn)述中斷處理過(guò)程的主要步驟。六、分析題1.解釋什么是并行接口，并簡(jiǎn)述其工作特點(diǎn)。2.解釋DMA方式傳輸數(shù)據(jù)的基本原理及其優(yōu)點(diǎn)。試卷答案一、選擇題1.C解析思路：顯示器是輸出設(shè)備，用于向用戶展示信息。2.D解析思路：U盤是移動(dòng)存儲(chǔ)設(shè)備，屬于輔助存儲(chǔ)器，斷電后數(shù)據(jù)不丟失。RAM是內(nèi)存，斷電數(shù)據(jù)丟失。ROM是只讀存儲(chǔ)器，數(shù)據(jù)通常斷電不丟失，但不是用戶主要數(shù)據(jù)存儲(chǔ)。硬盤是輔助存儲(chǔ)器，數(shù)據(jù)斷電不丟失。3.C解析思路：IEEE1284是并行接口標(biāo)準(zhǔn)，常用于連接打印機(jī)。4.A解析思路：總線是連接CPU、內(nèi)存和I/O設(shè)備等部件的公共信息傳輸通道。5.B解析思路：DMA方式允許外設(shè)直接與內(nèi)存交換數(shù)據(jù)，減少了CPU在數(shù)據(jù)傳輸過(guò)程中的干預(yù)，提高了CPU利用率和數(shù)據(jù)傳輸效率。6.C解析思路：I/O端口地址是分配給I/O接口的地址，與內(nèi)存地址空間分開(kāi)。7.C解析思路：無(wú)線網(wǎng)卡是實(shí)現(xiàn)計(jì)算機(jī)無(wú)線通信的外設(shè)。8.A解析思路：打印機(jī)是輸出設(shè)備，用于打印輸出文字和圖像。鼠標(biāo)、光電輸入器是輸入設(shè)備。硬盤是存儲(chǔ)設(shè)備。9.C解析思路：CPU通過(guò)控制總線上的中斷請(qǐng)求線（如INT）接收來(lái)自外設(shè)的中斷請(qǐng)求信號(hào)。10.A解析思路：并行接口可以同時(shí)傳輸多位數(shù)據(jù)，速率較高，但成本也較高，通常用于短距離傳輸。串行接口逐位傳輸數(shù)據(jù)，速率較低，但成本低，適用于長(zhǎng)距離傳輸。并行和串行接口在現(xiàn)代計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中仍有廣泛應(yīng)用。二、填空題1.系統(tǒng)或系統(tǒng)結(jié)構(gòu)2.磁盤或輔助存儲(chǔ)或隨機(jī)存取存儲(chǔ)3.輸入或輸入輸出4.中斷或中斷驅(qū)動(dòng)或程序查詢或查詢等待5.內(nèi)存映射或存儲(chǔ)器映射或端口映射或I/O映射6.標(biāo)準(zhǔn)化或通用或多設(shè)備或設(shè)備熱插拔7.尋址或準(zhǔn)備或傳送或傳輸三、判斷題1.×解析思路：計(jì)算機(jī)還有其他輸出設(shè)備，如音箱、繪圖儀等。2.×解析思路：內(nèi)存（RAM）是易失性存儲(chǔ)器，斷電數(shù)據(jù)丟失。硬盤是輔助存儲(chǔ)器，斷電數(shù)據(jù)不丟失。3.√解析思路：并行接口同時(shí)傳輸多位數(shù)據(jù)，理論上傳輸速率高于串行接口逐位傳輸。4.×解析思路：CPU通過(guò)I/O接口與I/O設(shè)備交換數(shù)據(jù)，不能直接訪問(wèn)I/O設(shè)備中的數(shù)據(jù)。5.√解析思路：中斷是硬件請(qǐng)求CPU暫停當(dāng)前執(zhí)行程序，轉(zhuǎn)而去處理外部事件的機(jī)制。6.√解析思路：I/O設(shè)備必須通過(guò)I/O接口與CPU進(jìn)行通信，接口起到橋梁作用。7.×解析思路：光盤驅(qū)動(dòng)器是輔助存儲(chǔ)設(shè)備，屬于順序存取設(shè)備。8.√解析思路：USB接口支持即插即用（熱插拔）功能。9.√解析思路：DMA控制器在CPU授權(quán)后，可以獨(dú)立于CPU控制外設(shè)與內(nèi)存之間的數(shù)據(jù)傳輸。10.√解析思路：IEEE1394（FireWire）接口支持高數(shù)據(jù)傳輸速率，常用于連接高速外設(shè)。四、名詞解釋1.外部設(shè)備(或外設(shè))：指計(jì)算機(jī)系統(tǒng)主機(jī)的組成部分之外的各種設(shè)備，用于擴(kuò)展計(jì)算機(jī)功能，實(shí)現(xiàn)人機(jī)交互、數(shù)據(jù)輸入、信息輸出等功能。例如：輸入設(shè)備（鍵盤、鼠標(biāo)）、輸出設(shè)備（顯示器、打印機(jī)）、存儲(chǔ)設(shè)備（硬盤、U盤）等。2.總線：計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中用于連接多個(gè)部件（如CPU、內(nèi)存、I/O接口等）并實(shí)現(xiàn)它們之間數(shù)據(jù)和控制信號(hào)傳輸?shù)墓残畔⑼ǖ?。通常包括?shù)據(jù)總線、地址總線和控制總線。3.I/O接口：也稱輸入/輸出接口，是CPU與外部設(shè)備之間進(jìn)行數(shù)據(jù)交換的橋梁和控制器。它提供了設(shè)備連接的物理插座（連接器）、設(shè)備與總線之間的信號(hào)轉(zhuǎn)換、數(shù)據(jù)緩沖、設(shè)備狀態(tài)控制以及與CPU之間的通信協(xié)議等功能。4.中斷：指計(jì)算機(jī)運(yùn)行過(guò)程中，出現(xiàn)某種需要立即處理的緊急事件（中斷源），請(qǐng)求CPU暫停當(dāng)前正在執(zhí)行的程序，轉(zhuǎn)而去執(zhí)行處理該事件的程序（中斷服務(wù)程序）的過(guò)程。處理完畢后，CPU再返回原來(lái)被暫停的程序繼續(xù)執(zhí)行。中斷是計(jì)算機(jī)實(shí)現(xiàn)并發(fā)處理和提高系統(tǒng)效率的重要機(jī)制。五、簡(jiǎn)答題1.簡(jiǎn)述CPU與外設(shè)之間數(shù)據(jù)傳輸通常需要經(jīng)歷哪些步驟？解析思路：CPU與外設(shè)之間的數(shù)據(jù)傳輸通常需要經(jīng)過(guò)以下步驟：a.CPU發(fā)起I/O請(qǐng)求：CPU通過(guò)執(zhí)行輸入或輸出指令，向指定的I/O接口發(fā)出數(shù)據(jù)傳輸請(qǐng)求，并指定操作類型（讀或?qū)懀⒍丝诘刂泛鸵獋鬏數(shù)臄?shù)據(jù)。b.I/O接口接收并準(zhǔn)備：I/O接口接收CPU發(fā)出的控制信號(hào)和地址信息，根據(jù)指令要求進(jìn)行內(nèi)部準(zhǔn)備，如設(shè)置數(shù)據(jù)寄存器狀態(tài)、準(zhǔn)備接收或發(fā)送數(shù)據(jù)等。c.數(shù)據(jù)傳輸：在CPU或DMA控制器的控制下（或由外設(shè)自動(dòng)），數(shù)據(jù)在外設(shè)和I/O接口之間，或通過(guò)I/O接口在CPU和內(nèi)存（或外設(shè)）之間進(jìn)行傳輸。數(shù)據(jù)通常先傳送到I/O接口的數(shù)據(jù)緩沖寄存器中。d.狀態(tài)更新與通知：數(shù)據(jù)傳輸完成或準(zhǔn)備好后，I/O接口更新自身狀態(tài)寄存器，并通過(guò)狀態(tài)線通知CPU（例如，設(shè)置中斷標(biāo)志位）。e.CPU確認(rèn)與處理：CPU在適當(dāng)?shù)臅r(shí)候（如通過(guò)中斷或查詢方式）檢測(cè)到I/O操作完成信號(hào)，進(jìn)行相應(yīng)的操作確認(rèn)，并從I/O接口讀取或?qū)懭霐?shù)據(jù)。如果是中斷方式，CPU執(zhí)行中斷服務(wù)程序處理數(shù)據(jù)。2.簡(jiǎn)述中斷處理過(guò)程的主要步驟。解析思路：當(dāng)中斷發(fā)生時(shí)，CPU響應(yīng)并處理中斷的過(guò)程主要包含以下步驟：a.中斷請(qǐng)求與判優(yōu)：外設(shè)通過(guò)中斷請(qǐng)求線向CPU發(fā)送中斷信號(hào)。如果CPU當(dāng)前不在中斷屏蔽狀態(tài)，且沒(méi)有更高級(jí)別的中斷正在處理，CPU會(huì)響應(yīng)該中斷請(qǐng)求。b.中斷響應(yīng)：CPU在當(dāng)前指令執(zhí)行完畢后（或滿足其他響應(yīng)條件時(shí)），發(fā)出中斷響應(yīng)信號(hào)，通知中斷源可以開(kāi)始傳送中斷信息。c.保存現(xiàn)場(chǎng)：CPU自動(dòng)將當(dāng)前程序的狀態(tài)信息（如程序計(jì)數(shù)器PC和標(biāo)志寄存器PSW等）壓入堆棧保存，以便中斷處理完成后能返回繼續(xù)執(zhí)行原程序。d.中斷隱指令（硬件操作）：CPU根據(jù)中斷請(qǐng)求信號(hào)和當(dāng)前狀態(tài)，自動(dòng)形成中斷向量地址（指向中斷服務(wù)程序的入口地址），并將其加載到程序計(jì)數(shù)器PC中。e.執(zhí)行中斷服務(wù)程序：PC指向的中斷服務(wù)程序開(kāi)始執(zhí)行，該程序由操作系統(tǒng)或應(yīng)用程序提供，用于處理中斷事件。f.恢復(fù)現(xiàn)場(chǎng)：中斷服務(wù)程序執(zhí)行完畢，會(huì)有一條特定指令（如IRET）用于恢復(fù)之前壓棧的CPU現(xiàn)場(chǎng)信息（PC和PSW），CPU從中斷服務(wù)程序返回，繼續(xù)執(zhí)行被中斷的程序。六、分析題1.解釋什么是并行接口，并簡(jiǎn)述其工作特點(diǎn)。解析思路：并行接口是指能夠同時(shí)傳輸多位數(shù)據(jù)bit的接口。其工作特點(diǎn)如下：a.數(shù)據(jù)傳輸方式：并行接口使用多條數(shù)據(jù)線（數(shù)據(jù)總線）同時(shí)傳輸一個(gè)數(shù)據(jù)字（或字節(jié)）的多個(gè)bit。例如，一個(gè)8位并行接口就有8條數(shù)據(jù)線。b.傳輸速率：由于多位數(shù)據(jù)同時(shí)傳輸，理論上并行接口的傳輸速率比串行接口（逐位傳輸）高。這對(duì)于需要快速傳輸大量數(shù)據(jù)的設(shè)備（如打印機(jī)、硬盤）是必要的。c.連接線纜：由于需要多條數(shù)據(jù)線，并行接口通常需要較多的連接線纜和連接器。d.傳輸距離：高速并行數(shù)據(jù)傳輸對(duì)線纜質(zhì)量、信號(hào)同步要求較高，因此傳輸距離相對(duì)較短。信號(hào)在長(zhǎng)距離傳輸時(shí)會(huì)受到衰減和干擾。e.控制信號(hào)：除了數(shù)據(jù)線，并行接口通常還包含控制線（如選片、讀/寫、時(shí)鐘、應(yīng)答、請(qǐng)求等），用于協(xié)調(diào)數(shù)據(jù)傳輸和控制設(shè)備狀態(tài)。f.典型標(biāo)準(zhǔn)：常見(jiàn)的并行接口標(biāo)準(zhǔn)有Centronics（用于打印機(jī)）、EPP（增強(qiáng)并行接口）、ECP（擴(kuò)展并行接口）等。2.解釋DMA方式傳輸數(shù)據(jù)的基本原理及其優(yōu)點(diǎn)。解析思路：DMA（DirectMemoryAccess，直接內(nèi)存訪問(wèn)）方式的基本原理和優(yōu)點(diǎn)如下：a.基本原理：*DMA方式下，數(shù)據(jù)傳輸主要由硬件——DMA控制器（DMAC）來(lái)管理。*當(dāng)需要傳輸數(shù)據(jù)的外設(shè)準(zhǔn)備好時(shí)，它會(huì)向DMAC發(fā)出DMA請(qǐng)求。*如果CPU當(dāng)前不忙且允許DMA操作，CPU會(huì)將控制權(quán)交還給DMAC。*DMAC接收到請(qǐng)求后，會(huì)自動(dòng)執(zhí)行預(yù)設(shè)在內(nèi)存中的DMA操作指令（通常在內(nèi)存的特定區(qū)域，即DMA命令列表或descriptors中），該指令包含了要傳輸?shù)臄?shù)據(jù)在內(nèi)存的起始地址、傳輸?shù)淖止?jié)數(shù)以及外設(shè)的地址等信息。*DMAC隨后接管系統(tǒng)總線（地址總線、數(shù)據(jù)總線、控制總線），直接控制總線，讓外設(shè)與內(nèi)存之間進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸，而CPU在此期間可以執(zhí)行其他任務(wù)。*數(shù)據(jù)傳輸完成后，DMAC會(huì)向CPU發(fā)出中斷信號(hào)，通知CPU傳輸結(jié)束，CPU響應(yīng)中斷后可以繼續(xù)處理傳輸完成的數(shù)據(jù)或進(jìn)行后續(xù)操作。*整個(gè)過(guò)程的核心是DMAC能夠暫時(shí)獨(dú)立于CPU控制系統(tǒng)總線，實(shí)現(xiàn)外設(shè)與內(nèi)存間的直接數(shù)據(jù)交換。b.優(yōu)點(diǎn)：*提高CPU效率：最大的優(yōu)點(diǎn)是顯著減少了CPU在數(shù)據(jù)傳