1. cpu与外设交换数据时，为什么要通过i/o接口进行？i/o接口电路具有哪些主要功能？
答：1）由于输入/输出设备 （外设）比较复杂，性能的离散性比较大，不同的外设，其结构方式、输入/输出的信号类型、输入/输出信息的速率相差很大。而同一个外设与cpu之间所要传送的信息类型不同，方向不同，作用也不一样 。
因此，cpu与外部设备之间的信息交换技术比较复杂。所以需要一个中间处理电路---接口电路来分别协调、处理、传送这些不同的信息。
2）i/o接口电路具有寻址、输入/输出、数据缓冲、联络、数据转换、中断管理、时序控制、可编程、电器特征匹配、错误检测等主要功能。
4. cpu与外设间传送数据主要有哪几种方式？
cpu与外设之间传输数据的控制方式通常有三种：程序控制方式、中断方式和dma方式。
1）程序控制方式：指用输入/输出指令，来控制信息传输的方式，是一种软件控制方式，根据程序控制的方法不同，又可以分为无条件传送方式和条件传送方式。
无条件传送方式：cpu认为接口始终是处于“准备好”状态，能随时接收或发送数据，适用于那些能随时读写的设备。特点是接口简单，要求输入有缓冲，输出有锁存。
应用的局限性较大，一般只适用于诸如开关控制、七段数码管的显示控制等场合。
条件传送方式：通过程序查询相应设备的状态，若状态不符合，则cpu不能进行输入/输出操作，需要等待；只有当状态信号符合要求时，cpu才能进行相应的输入/输出操作。
特点是接口电路简单，cpu利用率低（程序循环等待），接口需向cpu提供查询状态。适用于cpu不太忙，传送速度要求不高的场合。要求各种外设不能同时工作，外设处于被动状态。
2）中断传送方式：当外设准备好时，由外设通过接口电路向cpu发出中断请求信号，cpu在允许的情况下，暂停执行当前正在执行的程序，响应外设中断，转入执行相应的中断服务子程序，与外设进行一次数据传送，数据传送结束后，cpu返回继续执行原来被中断的程序。特点是cpu的利用率高，外设具有申请cpu中断的主动权，cpu和外设之间处于并行工作状态。
但中断服务需要保护断点和恢复断点（占用存储空间，降低速度），cpu和外设之间需要中断控制器。适用于cpu的任务较忙、传送速度要求不高的场合，尤其适合实时控制中的紧急事件处理。
3）dma方式：外设利用专用的接口（ dma 控制器）直接与存储器、外设进行高速数据传送，并不经过cpu（ cpu 不参与数据传送工作），总线控制权不在cpu处，而由dma 控制器控制。特点是接口电路复杂，硬件开销大。
大批量数据传送速度极快。适用于存储器与存储器之间、存储器与外设之间的大批量数据传送的场合。
dma传送的基本过程：
外设准备就绪时，向dma控制器（dmac）发dma请求，dmac接到此信号后，向cpu发dma请求，cpu的hold有效 。
cpu接到hold请求后，如果条件允许（一个总线操作结束），则发出hlda信号作为响应，同时，释放对总线的控制权。
dmac取得总线控制权后， dmac成为主设备， dmac控制存储器与外设端口之间的数据传送（往地址总线发送地址信号，每传送1个字节，就会自动修改地址寄存器的内容，以指向下一个要传送的字节；每传送一个字节，字节计数器的值减1，当减到0时，dma过程结束。
传送结束，dmac向cpu发结束信号，将总线控制权交回cpu。
dmac又回到从设备的状态。
7.某一个微机系统中，有8块i/o接口芯片，每个接口芯片占8个端口地址，若起始地址为9000h，8块接口芯片的地址连续分布，用74ls138作译码器，试画出端口译码电路，并说明每块芯片的端口地址范围。
解：电路原理图如下图所示。
各芯片地址范围如下：
#芯片：9000---9007 h
#芯片：9008---900fh
#芯片：9010---9017 h
#芯片：9018---901fh
#芯片：9020---9027 h
#芯片：9028---902fh
#芯片：9030---9037 h
#芯片：9038---903fh
8.什么叫总线？总线分哪几类？在微型计算机中采用总线结构有什么好处？
答：1）总线：总线是一组信号线的集合，是一种在各模块间传送信息的公共通路。
2）总线的分类方法：
按相对于cpu与其他芯片的位置总线可分为：片内总线和片外总线；
按总线传送信息的类别，可把总线分为：地址总线、数据总线和控制总线；
按照总线传送信息的方向，可把总线分为：单向总线和双向总线；
按总线的层次结构总线可分为：cpu总线、片级总线、系统总线和外部总线。
3）在微机系统中，利用总线实现芯片内部、印刷电路板各部件之间、机箱内各插件板之间、主机与外部设备之间或系统与系统之间的连接与通信。总线是构成微型计算机应用系统的重要技术，总线设计好坏会直接影响整个微机系统的性能、可靠性、可扩展性和可升级性。
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