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2015年 408 计算机组成原理 第 19 题

计算机组成原理2015年选择题2分

题目

下列有关总线定时的叙述中,错误的是( )。

错因

A

误以为"全互锁不是最慢的那种"——可能记忆模糊:异步三种协议(不互锁 / 半互锁 / 全互锁)中,全互锁要求主从双方都完成 Request 和 Acknowledge 的双向确认,每次传输等于"主 → 从握手 + 从 → 主握手"两轮等待,所以速度最慢、可靠性最高。判定 A "错误"的人多半是把"最慢"和"最差"混淆了。

B

误以为"非互锁可靠性高"——非互锁是主设备发完请求不等回应直接进入下一阶段,从设备也不需要确认就接收。这种方式速度最快,但完全没有"确认机制",最易丢数据——可靠性是三种里最差的。把它和"快"等同了的人多半没区分"快" vs "可靠"。

D

误以为半同步通信的握手信号是"自由触发"。半同步的核心特征就是:保留同步时钟统一节拍,但又引入握手(WAIT 等)信号应对慢速从设备。握手信号本身是异步事件,但采样时刻仍受同步时钟控制——CPU 在每个时钟边沿检查 WAIT 是否有效,决定是否插入等待状态。挑 D 的人没把握"半同步 = 同步时钟 + 异步握手"这一双特征。

总解析

题目要求"错误的",先把每种总线定时方式的核心特征列清,再逐项检查。

三类总线定时方式特征对比

方式同步时钟是否需要握手速度可靠性适用场景
同步总线控制器/中央时钟统一提供不需要快、固定节拍取决于设备速度匹配设备速度差小、距离短
异步需要(请求/应答)看协议(不互锁 > 半互锁 > 全互锁)看协议(全互锁 > 半互锁 > 不互锁)设备速度差大
半同步统一时钟 + 握手信号需要(WAIT 等)折中折中同步基础上兼容慢设备

异步通信的三种握手协议

协议主→从从→主速度可靠性
不互锁发请求后立即撤销发应答后立即撤销最快最差(无任何确认)
半互锁发请求后等到从应答才撤销发应答后立即撤销
全互锁等从撤销应答后才撤销请求等主撤销请求后才撤销应答最慢最高

逐项判定

A. 异步全互锁最慢 —— ✓ 正确(见上表,全互锁双向都要等到对方撤销才能动作)

B. 异步非互锁可靠性最差 —— ✓ 正确(无任何确认机制,最易出错)

C. 同步通信中,同步时钟信号可由各设备提供 —— ✗ 错误

同步通信的核心约定就是:所有设备共用同一个时钟源——这个时钟由总线控制器(或者说中央时钟源)统一发出,所有设备都按这个时钟边沿采样信号。要是允许"各设备各自提供时钟",那就退化成各设备时钟相互独立,根本无法保证统一节拍——这就不是同步通信了。

D. 半同步通信中,握手信号的采样由同步时钟控制 —— ✓ 正确

半同步的本质:同步的时钟节拍 + 异步的握手信号。握手信号(如 WAIT)本身是从设备异步发出的,但 CPU 在每个时钟边沿采样它,决定要不要插入一个等待时钟周期。

最终答案是 C(同步通信方式中,同步时钟信号可由各设备提供)

速记

  • 同步:统一时钟源,所有设备共享 → 各设备只能接收,不能提供时钟
  • 异步三协议:速度递减、可靠性递增——不互锁 → 半互锁 → 全互锁
  • 半同步:同步时钟 + 异步握手,握手信号被同步时钟采样

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