免费智能真题库 > 历年试卷 > 系统分析师 > 2016年上半年 系统分析师 上午试卷 综合知识
  第18题      
  知识点:   输入输出方式   CPU   输入和输出   数据输入
  关键词:   CPU   计算机系统   数据        章/节:   计算机组成与体系结构       

 
计算机系统中有多种实现数据输入和输出的控制方式,其中占用CPU时间最多的是(18)。
 
 
  A.  程序查询方式
 
  B.  中断方式
 
  C.  DMA方式
 
  D.  缓冲方式
 
 
 

 
  第16题    2011年上半年  
   63%
以下关于在I/O设备与主机间交换数据的叙述中,错误的是(16)。
  第15题    2020年下半年  
   29%
IEEE-1394总线采用菊花链的拓扑结构时,可最多支持63个节点。当1394总线支持1023条桥接总线时,最多可以采用菊花链的拓扑结构互连..
  第17题    2014年上半年  
   54%
DMA工作方式是在(17)之间建立直接的数据通路。
   知识点讲解    
   · 输入输出方式    · CPU    · 输入和输出    · 数据输入
 
       输入输出方式
        在计算机中,I/O系统可以有5种不同的工作方式,分别是程序控制方式、程序中断方式、DMA(Direct Memory Access,直接内存存取)工作方式、通道方式、输入/输出处理机。
        (1)程序控制方式。CPU直接利用I/O指令编程,实现数据的输入输出。CPU发出I/O命令,命令中包含了外设的地址信息和所要执行的操作,相应的I/O系统执行该命令并设置状态寄存器;CPU不停地(定期地)查询I/O系统以确定该操作是否完成。由程序主动查询外设,完成主机与外设间的数据传送,方法简单,硬件开销小。
        (2)程序中断方式。CPU利用中断方式完成数据的输入/输出,当I/O系统与外设交换数据时,CPU无需等待也不必去查询I/O的状态,当I/O系统完成了数据传输后则以中断信号通知CPU。然后CPU保存正在执行程序的现场,转入I/O中断服务程序完成与I/O系统的数据交换并返回原主程序继续执行。与程序控制方式相比,中断方式因为CPU无需等待而提高了效率。在系统中具有多个中断源的情况下,常用的处理方法有:多中断信号线法、中断软件查询法、雏菊链法、总线仲裁法和中断向量表法。
        (3)DMA工作方式。使用DMA控制器(Direct Memory Access Controler, DMAC)来控制和管理数据传输。DMAC和CPU共享系统总线,并且具有独立访问存储器的能力。在进行DMA时,CPU放弃对系统总线的控制而由DMAC控制总线;由DMAC提供存储器地址及必需的读写控制信号,实现外设与存储器之间的数据交换。DMAC获取总线的3种方式:暂停方式、周期窃取方式和共享方式。
        (4)通道方式。通道是一种通过执行通道程序管理I/O操作的控制器,它使主机与I/O操作之间达到更高的并行程度。在具有通道处理机的系统中,当用户进程请求启动外设时,由操作系统根据I/O要求构造通道程序和通道状态字,将通道程序保存在内存中,并将通道程序的首地址放到通道地址字中,然后启动I/O指令。按照所采取的传送方式,可将通道分为字节多路通道、选择通道和数组多路通道3种。
        (5)输入输出处理机。输入输出处理机也称为外围处理机,它是一个专用处理机,也可以是一个通用的处理机,具有丰富的指令系统和完善的中断系统。专用于大型、高效的计算机系统处理外围设备的输入输出,并利用共享存储器或其他共享手段与主机交换信息。从而使大型、高效的计算机系统更加高效地工作。与通道相比,输入输出处理机具有比较丰富的指令系统,结构接近于一般的处理机,有自己的局部存储器。
 
       CPU
        CPU即中央处理器,它是计算机系统的核心部分。刚才所列的系统性能评价指标都是围绕CPU的。当然,这些指标的评价结果是建立在CPU与其他系统部件(如内存)的协同工作的基础上的。单就CPU而言,考察它在系统中的工作性能要关注CPU利用率、队列长度、每秒中断次数,等。
 
       输入和输出
        输入和输出信息是与用户的使用直接相关的。输入和输出的方式及格式应当尽可能方便用户的使用。因此,在软件需求分析阶段和设计阶段,就应基本确定输入和输出的风格。系统能否被用户接受,有时就取决于输入和输出的风格。
        不论是批处理的输入输出方式,还是交互式的输入输出方式,在设计和程序编码时都应考虑下列原则:
        (1)对所有的输入数据都进行检验,从而识别错误的输入,以保证每个数据的有效性。
        (2)检查输入项的各种重要组合的合理性,必要时报告输入状态信息。
        (3)使得输入的步骤和操作尽可能简单,并保持简单的输入格式。
        (4)输入数据时,应允许使用自由格式输入。
        (5)应允许缺省值。
        (6)输入一批数据时,最好使用输入结束标志,而不要由用户指定输入数据数目。
        (7)在以交互式输入输出方式进行输入时,要在屏幕上使用提示符明确提示交互输入的请求,指明可使用选择项的种类和取值范围。同时,在数据输入的过程中和输入结束时,也要在屏幕上给出状态信息。
        (8)当程序设计语言对输入输出格式有严格要求时,应保持输入格式与输入语句的要求的一致性。
        (9)给所有的输出加注解,并设计输出报表格式。
        输入输出风格还受到许多其他因素的影响。如输入输出设备(例如终端的类型,图形设备,数字化转换设备等)、用户的熟练程度以及通信环境等。
        Wasserman为“用户软件工程及交互系统的设计”提供了一组指导性原则,可供软件设计和编程参考。
        (1)把计算机系统的内部特性隐蔽起来不让用户看到。
        (2)有完备的输入出错检查和出错恢复措施,在程序执行过程中尽量排除由于用户的原因而造成程序出错的可能性。
        (3)如果用户的请求有了结果,应随时通知用户。
        (4)充分利用联机帮助手段,对于不熟练的用户,提供对话式服务;对于熟练的用户,提供较高级的系统服务,改善输入输出的能力。
        (5)使输入格式和操作要求与用户的技术水平相适应。对于不熟练的用户,充分利用菜单系统逐步引导用户操作;对于熟练的用户,允许绕过菜单,直接使用命令方式进行操作。
        (6)按照输出设备的速度设计信息输出过程。
        (7)区别不同类型的用户,分别进行设计和编码。
        (8)保持始终如一的响应时间。
        (9)在出现错误时应尽量减少用户的额外工作。
        在交互式系统中,这些要求应成为软件需求的一部分,并通过设计和编码,在用户和系统之间建立良好的通信接口。
 
       数据输入
        数据输入是指取得原始数据,然后记录、编码和编辑,从而转换成实用形式的过程。数据输入经常称为数据处理的一个瓶颈。如何快速准确的输入数据,仍然是一个很重要的问题。
        数据输入的方法有两种,一种是传统手工方法,一种是源数据自动化的方法。传统的数据输入方法依赖于计算机的终端用户由源文件获得数据,这些源文件如采购单、工资考勤表、销售订货表等。这些源文件积累成批送给数据处理人员,进行输入。这些数据周期性地送进计算机系统。现在由于手工的处理方法要求很多操作,成本高,而且出错率高,正逐渐被“源数据自动化”所代替。数据自动化已有很多方法,但达到全自动化者可以说没有。通常借助于几种自动输入设备,如POS业务终端,自动柜员机(ATM),光字识别器(OCR)等等。
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