6.2 总线事务和定时 (答案见原书 P295)
6.2 总线事务和定时 (答案见原书 P295)
01. 在不同速度的设备之间传送数据，（ C ）。
题目原文
- 在不同速度的设备之间传送数据，（ ）。
A. 必须采用同步控制方式
B. 必须采用异步控制方式
C. 可以选用同步控制方式，也可选用异步控制方式
D. 必须采用应答方式
正确答案：C
题目解析
- 考点分析： 本题考察同步和异步通信的适用场景。
- 正确选项分析 (C. 可以选用同步控制方式，也可选用异步控制方式)：
- 异步控制方式：采用“握手/应答”机制，天生就适合连接速度差异较大的设备，因为慢速设备可以根据自己的节奏来响应。这是最经典的应用场景。
- 同步控制方式：虽然主要用于速度相近的设备，但现代同步总线通常引入了**“等待”（Wait）** 周期。当主设备与一个慢速设备通信时，慢速设备可以拉低“Ready”信号线，强制CPU或总线控制器插入一个或多个等待时钟周期，直到慢速设备准备好数据。这种方式称为半同步通信，它使得同步总线也能兼容不同速度的设备。
- 因此，两种方式都可以用于连接不同速度的设备，只是异步更天然，同步需要额外机制。
- 错误选项分析：
- A, B: 都过于绝对。
- D: 应答方式是异步控制的核心，但不是唯一选择。
02. 某机器I/O设备采用异步串行传送方式传送字符信息，… 则该设备的数据传输率为（ D ）。
题目原文
02. 某机器I/O设备采用异步串行传送方式传送字符信息，字符信息格式为1位起始位、7位数据位、1位校验位和1位停止位。若要求每秒传送480个字符，则该设备的数据传输率为（ ）。
A. 380b/s
B. 4800B/s
C. 480B/s
D. 4800b/s
正确答案：D
题目解析
- 考点分析： 本题考察串行通信中数据传输率（波特率）的计算。
- 计算过程：
- 计算传送一个字符所需的总位数（一帧的长度）：
- 总位数 = 起始位 + 数据位 + 校验位 + 停止位
- 总位数 = 1 + 7 + 1 + 1 = 10 位 (bit)
- 计算总的数据传输率（单位：b/s, 即比特每秒）：
- 每秒传送的字符数 = 480 字符/秒
- 数据传输率 = (每秒传送的字符数) × (每个字符的总位数)
- 数据传输率 = 480 * 10 = 4800 bit/s = 4800 b/s
- 计算传送一个字符所需的总位数（一帧的长度）：
- 错误选项分析：
- A: 计算错误。
- B, C: 单位错误。B/s 是字节每秒，b/s 是比特每秒。本题计算的是物理线路上的总传输率，单位是b/s。
03. 假设某存储器总线采用同步通信方式，…则该存储器的数据传输速率为（ C ）。
题目原文
03. 假设某存储器总线采用同步通信方式，时钟频率为50MHz，总线以突发方式传输8个字，以支持块长为8字（每字4B）的Cache行的读/写。若全部访问都为读操作，访问顺序是1个时钟周期接收地址，3个时钟周期等待存储器读数，8个时钟周期用于传输8个字。则该存储器的数据传输速率为（ ）。
A. 114.3MB/s
B. 126MB/s
C. 133.3MB/s
D. 144.3MB/s
正确答案：C
题目解析
- 考点分析： 本题考察同步突发传输模式下的有效数据传输率计算。
- 计算过程：
- 计算完成一次完整读事务的总时间：
- 总时钟周期数 = 接收地址周期 + 等待周期 + 传输周期
- 总时钟周期数 = 1 + 3 + 8 = 12 个时钟周期
- 时钟频率 = 50 MHz，则一个时钟周期的时间 =
1 / (50 * 10^6) s - 总时间 =
12 * (1 / (50 * 10^6)) s
- 计算一次事务传输的总数据量：
- 传输了 8 个字，每字 4 字节 (4B)。
- 总数据量 = 8 * 4 = 32 字节 (B)
- 计算数据传输速率（有效带宽）：
- 速率 = 总数据量 / 总时间
- 速率 =
32 B / (12 / (50 * 10^6)) s = (32 * 50 * 10^6) / 12 B/s - 速率 =
1600 / 12 * 10^6 B/s = 133.33 * 10^6 B/s = 133.3 MB/s
- 计算完成一次完整读事务的总时间：
- 结论： 数据传输速率约为133.3MB/s。
04. 同步控制方式是（ C ）。
题目原文
04. 同步控制方式是（ ）。
A. 只适用于CPU控制的方式
B. 只适用于外部设备控制的方式
C. 由统一的时序信号控制的方式
D. 所有指令执行时间都相同的方式
正确答案：C
题目解析
- 考点分析： 本题考察同步通信的核心定义。
- 正确选项分析 (C. 由统一的时序信号控制的方式)：
- 同步通信的本质特征是，总线上的所有设备都共同使用一个公共的时钟信号来进行定时和同步。所有的总线操作（如地址发出、数据传输）都发生在这个时钟信号的特定边沿或固定周期内。
- 错误选项分析：
- A, B: 同步方式可用于CPU与任何支持该方式的设备（包括内存、I/O）之间的通信，不限于特定控制者。
- D: 同步通信与指令执行时间无关，它只规定了总线传输操作的定时方式。
05. 同步通信之所以比异步通信具有较高的传输速率，是因为（ D ）。
题目原文
05. 同步通信之所以比异步通信具有较高的传输速率，是因为（ ）。
A. 同步通信不需要应答信号且总线长度较短
B. 同步通信用一个公共的时钟信号进行同步
C. 同步通信中，各部件的存取时间较接近
D. 以上各项因素的综合结果
正确答案：D
题目解析
- 考点分析： 本题综合分析同步通信速度快的原因。
- 正确选项分析 (D. 以上各项因素的综合结果)：
- 同步通信速度快是多个因素共同作用的结果：
- 无握手开销 (A/B)： 同步通信不需要等待应答信号，省去了异步通信中“请求-应答”这个握手过程所耗费的时间。所有操作都由公共时钟驱动，节奏紧凑。
- 设备速度匹配 ©： 同步总线通常用于连接速度相近的设备（如CPU和主存），总线周期可以设置得较短，以匹配这些高速设备。
- 总线长度限制 (A)： 由于需要保证时钟信号在总线各处同步，同步总线的物理长度受到限制，信号传播延迟较小。
- 因此，选项D认为这是一个综合结果，是最全面的解释。
- 同步通信速度快是多个因素共同作用的结果：
- 错误选项分析：
- A, B, C: 单独看都是同步通信的特点或其速度快的原因之一，但D更全面。