汇编语言与接口技术（第4版）清华大学出版社 第6章 输入输出接口及数据传输控制方式 课后题答案

1.简述接口的概念与功能。

1. 概念：
   接口(interface)是一个广义的概念，人类与程序之间的接口称为用户界面(UserInterface,UI)。计算机软件组件间的接口叫软件接口,如应用程序编程接口(ApplicationProgramming Interface,API)。计算机硬件组件间的接口叫硬件接口。本章介绍的接口是指硬件接口。
   硬件接口通常称为 I/O 接口,把外围设备同微型计算机连接起来的电路称为外设接口电路,简称外设接口。这里的“外围设备”主要包括 I/O 设备控制设备、测量设备、通信设备、多媒体设备等。I/O 接口是CPU 与外界进行信息交换的中转站。
2. 功能：
   微型计算机是由大规模集成电路组成的、体积较小的电子计算机。它是以微处理器为基础，配以内存储器及输入输出(I/0)接口电路和相应的辅助电路而构成的裸机。
   微机的接口一般有如下的几个功能：
   （1）执行CPU命令的功能。
   （2）返回外设状态的功能。
   （3）数据缓冲的功能。
   （4）设备寻址的功能。
   （5）信号转换的功能。
   （6）数据宽度与数据格式转换的功能。

2.简述独立编址或统一编址的接口的区别和各自的优缺点。

一般来说，I/O端口有存储器映像编址和独立编址两种方式。
（1）存储器映像编址的I/O端口
将I/O端口地址置于存储器空间，和存储单元统一编址。
优点：对端口访问非常灵活，存储器的各种寻址方式都可用来寻 址端口。而且I/O接口与CPU的连接方法和存储器芯片与CPU的连接方法类似。
缺点：端口占用了一部分存储空间，而且端口地址的位数和存储器单元地址位数一样，比独立编址的I/O端口地址长，因而访问速度较慢。
（2）独立编址的I/O端口
把接口中的端口地址单独编址。这样，在一个计算机系统中可形成两个独立的地址空间，即存储器地址空间和I/ O地址空间。
优点：I/O端口地址不占用存储器空间，使用专门的I/O指令对端口进行操作，I/O指令短，执行速度快，并且由于专门I/O指令与存储器访问指令有明显的区别，使程序中I/O操作和存储器操作层次清晰，程序的可读性强。
缺点：需设置专门的I/O指令和控制信号，增加了系统的开销。

3.程序控制方式中的无条件和有条件传送方式各有何特点?举一个说明无条件传送方式的应用示例。

（1）无条件传送方式
适用于总是处于准备好状态的外设
以下外设可采用无条件传送方式：
– 开关
– 发光器件(如发光二极管、7段数码管、灯泡等)
– 继电器
– 步进电机
优点：软件及接口硬件简单
缺点：只适用于简单外设，适应范围较窄

（2）条件传送方式又叫查询方式
适用于外设并不总是准备好，而且对传送速率、传送效率要求不高的场合。
CPU在与外设交换数据前必须询问外设状态——“你准备好没有？”
对外设的要求：应提供设备状态信息
对接口的要求：需要提供状态端口
优点：软件比较简单
缺点：CPU效率低，数据传送的实时性差，速度较慢