吉林大學(xué)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)題庫第六章

1、知識(shí)點(diǎn)匯總系統(tǒng)響應(yīng)時(shí)間、存儲(chǔ)外設(shè)可靠性能參數(shù)（可靠性/可用性/可信性）、RAID、CP叫外設(shè)進(jìn)行輸入/輸出方式（程序查詢、中斷、DMA通道）、分離事務(wù)總線、同步總線、異步總線、通道處理機(jī)功能、通道處理工作過程、字節(jié)多路通道、選擇通道、數(shù)組多路通道、通道流量（最大流量、實(shí)際流量）簡(jiǎn)答題1,反映存儲(chǔ)外設(shè)可靠性能的參數(shù)有哪些？（知識(shí)點(diǎn)：存儲(chǔ)外設(shè)可靠性能參數(shù)）答：（1）可靠性：系統(tǒng)從初始狀態(tài)開始一直提供服務(wù)的能力。（2）可用性：系統(tǒng)正常工作時(shí)間在連續(xù)兩次正常服務(wù)間隔時(shí)間中所占的比率。（3）可信性：服務(wù)的質(zhì)量，即在多大程度上可以合理地認(rèn)為服務(wù)是可靠的。2 .簡(jiǎn)述同步總線和異步總線的優(yōu)缺點(diǎn)。（知識(shí)點(diǎn)：同步

2、總線、異步總線）答：（1）同步總線。同步總線上所有設(shè)備通過統(tǒng)一的總線系統(tǒng)時(shí)鐘進(jìn)行同步。同步總線成本低，因?yàn)樗恍枰O(shè)備之間互相確定時(shí)序的邏輯。但是同步總線也有缺點(diǎn)，總線操作必須以相同的速度運(yùn)行。（2）異步總線。異步總線上的設(shè)備之間沒有統(tǒng)一的系統(tǒng)時(shí)鐘，設(shè)備自己內(nèi)部定時(shí)。設(shè)備之間的信息傳送用總線發(fā)送器和接收器控制。異步總線容易適應(yīng)更廣泛的設(shè)備類型，擴(kuò)充總線時(shí)不用擔(dān)心時(shí)鐘時(shí)序和時(shí)鐘同步問題。但在傳輸時(shí)，異步總線需要額外的同步開銷。3 .簡(jiǎn)述通道完成一次數(shù)據(jù)傳輸?shù)闹饕^程。（知識(shí)點(diǎn)：通道處理工作過程）答：（1）在用戶程序中使用訪管指令進(jìn)入管理程序，由CPU!過管理程序組織一個(gè)通道程序，并啟動(dòng)通道。（2

3、）通道處理機(jī)執(zhí)行CPS它組織的通道程序，完成指定的數(shù)據(jù)I/O工作。（3）通道程序結(jié)束后向CPUt中斷t#求。CPU響應(yīng)這個(gè)中斷請(qǐng)求后，第二次進(jìn)入操作系統(tǒng)，調(diào)用管理程序?qū)/O中斷請(qǐng)求進(jìn)行處理。答：（1）字節(jié)多路通道：通道每連接一個(gè)外圍設(shè)備，只傳送一個(gè)字節(jié)，然后又與另一臺(tái)設(shè)備連接，并傳送一個(gè)字節(jié)。（2）數(shù)組多路通道：通道每連接一臺(tái)外圍設(shè)備，傳送一個(gè)數(shù)據(jù)塊，傳送完成后，又與另一臺(tái)高速設(shè)備連接，再傳送一個(gè)數(shù)據(jù)塊。（3）選擇通道：通道每連接一個(gè)外圍設(shè)備，就把這個(gè)設(shè)備的多有待傳字節(jié)全部傳送完成，然后再與另一臺(tái)設(shè)備相連接。5.簡(jiǎn)述通道的主要功能（答出5項(xiàng)即可）（知識(shí)點(diǎn)：通道處理機(jī)功能）答：（1）選擇連接設(shè)

4、備。（2）執(zhí)行通道程序。（3）給出外圍設(shè)備的操作地址。（4）給出主存緩沖區(qū)的首地址。（5）傳送計(jì)數(shù)。（6）傳送后處理。（7）設(shè)備監(jiān)測(cè)。（8）格式變換。選擇題1 .通道完成一次數(shù)據(jù)傳輸過程要中斷幾次CPU（D）（知識(shí)點(diǎn)：通道處理機(jī)工作過程）A.1次；B.0次；C.3次；D.2次；2 .通道完成一次數(shù)據(jù)傳輸過程要幾次CPU!態(tài)？（C）（知識(shí)點(diǎn)：通道處理機(jī)工作過程）A.0次；B.1次；C.2次；D,3次；3 .當(dāng)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)通過執(zhí)行通道程序完成輸入輸出工作，執(zhí)行通道程序的是（B）。（知識(shí)點(diǎn)：通道處理工作過程）ACPUB.通道C.CPUffi通道D.指定的外設(shè)4.磁盤存儲(chǔ)器適合于連接到（C）。（知識(shí)點(diǎn)：

5、字節(jié)多路通道、選擇通道、數(shù)組多路通道）A字節(jié)多路通道或者選擇通道B.字節(jié)多路通道或數(shù)組多路通道C.選擇通道或數(shù)組多路通道D.任意一種通道計(jì)算題1 .某計(jì)算機(jī)系統(tǒng)包含兩個(gè)選擇通道和一個(gè)字節(jié)多路通道，每個(gè)選擇通道上連接2臺(tái)磁盤機(jī)和2臺(tái)磁帶機(jī),字節(jié)多路通道上連接2臺(tái)行式打印機(jī)和10個(gè)終端，假定各設(shè)備的傳輸率如下：磁盤機(jī)：600KB/S磁帶機(jī)：100KB/S行式打印機(jī)：10KB/S終端：1KB/S試計(jì)算該系統(tǒng)的最大I/O傳輸率？(知識(shí)點(diǎn)：通道處理機(jī)、字節(jié)多路通道、選擇通道、數(shù)組多路通道)答：Vl10=VI10select+Vl10multi=2X600+2X10+10X1=1230KB/s即計(jì)算機(jī)系統(tǒng)

6、的最大I/O傳輸率為1230KB/S2 .一個(gè)字節(jié)多路通道連接6臺(tái)設(shè)備，它們的數(shù)據(jù)傳輸率如下表所示，求:設(shè)備名稱DiD2D3D4D5D6數(shù)據(jù)傳輸速率(B/ms)505040252510(1)各設(shè)備相應(yīng)兩次請(qǐng)求傳送字節(jié)的間隔時(shí)間是多少？(2)當(dāng)所有設(shè)備要同時(shí)傳送數(shù)據(jù)時(shí)，計(jì)算該通道的實(shí)際工作流量。(3)若通道的最大流量等于實(shí)際工作流量，求通道的工作周期Ts+Td。(4)若把6臺(tái)設(shè)備掛接在數(shù)組多路通道上，且(3)中的Ts=4TD,求此數(shù)組多路通道的極限流量，設(shè)定,長(zhǎng)塊為512B.(知識(shí)點(diǎn)：通道處理機(jī)、字節(jié)多路通道、選擇通道、數(shù)組多路通道)答：(1)六臺(tái)設(shè)備中兩次請(qǐng)求的間隔時(shí)間依次分別為：20s、20

7、s、25s、40s、40s、100ds(2)通道實(shí)際流量為6fbytefi505040252510200B/msi1(3)由于通道的最大流量等于實(shí)際工作流量，即有,1fmaxbyte-200B/msTsTd可得，通道的工作周期Ts+Td=5So(4)因?yàn)門s=4TD,所以TS=4科S,TD=1八fJ1max.blockTSKTD51251245121516(B/s)0.9922(B/s)3.設(shè)某個(gè)字節(jié)多路通道的設(shè)備選擇時(shí)間Ts為pS,傳送一個(gè)字節(jié)的數(shù)據(jù)所需的時(shí)間TD為s。若某種低速外設(shè)每隔500ds發(fā)出一次傳送請(qǐng)求，請(qǐng)問:(1)該通道最多可連接多少臺(tái)這種外設(shè)?另有一通道，數(shù)據(jù)傳送期間，選擇一次

8、設(shè)備為1科S,傳送一個(gè)字節(jié)也需要1pS。現(xiàn)采用數(shù)組多路通道,定長(zhǎng)快為512B,要掛接的各設(shè)備要求傳送信息的工作速率如下表，求:(2)數(shù)組多路通道工作的極限流量是多少?(3)哪些設(shè)備可掛接此數(shù)組多路通道上？為什么?設(shè)備號(hào)D1D2D3D4D5D6D7D8工作速率(kB/s)1000480200150100802820(知識(shí)點(diǎn)：通道處理機(jī)、字節(jié)多路通道、選擇通道、數(shù)組多路通道)答：(1)字節(jié)多路通道的最大流量為:fmaxbyte1TsTd字節(jié)多路通道的實(shí)際流量為：fbytepfi1其中，p為通道連接的外設(shè)臺(tái)數(shù),fi為外設(shè)的數(shù)據(jù)傳輸速率。因?yàn)檫B接的是同樣的外設(shè)，所以f1=f2=-=fp=f,故有fby

9、te=pf。通道流量匹配的要求有:fmax-byte封fbyte即有：1pf;可得：pTsTd(TsTD)f500S已知Ts=s,Td=s,1/f=500s,可求出通道最多可連接的設(shè)備臺(tái)數(shù)為:p50(TsTD)f(9.80.2)s(2)fmax.blockKtS-Kt；51215121512513(B/s)1000kB/s(3) 可掛28號(hào)設(shè)備，1號(hào)設(shè)備不能掛。因?yàn)樗粷M足基本工作條件fmax.b10ckfblock4.一個(gè)字節(jié)多路通道連接有6臺(tái)設(shè)備，它們的數(shù)據(jù)傳輸率如下表所示。設(shè)備名稱D1D2D3D4D5D6D7數(shù)據(jù)傳輸速率(B/ms)50403025252010(1) 計(jì)算該通道的實(shí)際工作

10、流量。(2) 若通道的最大流量等于實(shí)際工作流量，求通道的工作周期Ts+Tg(知識(shí)點(diǎn)：通道處理機(jī)、字節(jié)多路通道、選擇通道、數(shù)組多路通道)答：(1)通道實(shí)際流量為6fbytefi50403025252010200B/ms1 1(2)由于通道的最大流量等于實(shí)際工作流量，即有,1fmaxbyte200B/msTsTd可得，通道的工作周期Ts+TD=5So5.設(shè)某個(gè)字節(jié)多路通道的設(shè)備選擇時(shí)間Ts為ws,傳送一個(gè)字節(jié)的數(shù)據(jù)所需的時(shí)間TD為pS。若某種低速外設(shè)每隔500ds發(fā)出一次傳送請(qǐng)求，請(qǐng)問：(1)該通道最多可連接多少臺(tái)這種外設(shè)？對(duì)如下aF6種高速設(shè)備，一次傳送的字節(jié)數(shù)不少于1024個(gè)字節(jié)，其中A-F設(shè)

11、備每發(fā)一個(gè)字節(jié)數(shù)據(jù)傳送請(qǐng)求的時(shí)間間隔如下表，求：(2)數(shù)組多路通道工作的極限流量是多少？(3)哪些設(shè)備可掛接此數(shù)組多路通道上？為什么？A-F設(shè)備每發(fā)一個(gè)字節(jié)數(shù)據(jù)傳送請(qǐng)求的時(shí)間間隔(ws)設(shè)備號(hào)ABCDEF發(fā)請(qǐng)求間隔(知識(shí)點(diǎn)：通道處理機(jī)、字節(jié)多路通道、選擇通道、數(shù)組多路通道)解:(1)字節(jié)多路通道的最大流量為:fmaxbyte1TsTd字節(jié)多路通道的實(shí)際流量為：fbyteipfi1其中，p為通道連接的外設(shè)臺(tái)數(shù)，fi為外設(shè)i的數(shù)據(jù)傳輸速率。因?yàn)檫B接的是同樣的外設(shè)，所以f1=f2=-=fp=f,故有fbyte=pf。通道流量匹配的要求有:fmax-byteAfbyte即有：TsTdpf；可得：p(T

12、sTD)f已知Ts=s,Td=s,1/f=500s,可求出通道最多可連接的設(shè)備臺(tái)數(shù)為:500sp50(TsTD)f(9.80.2)s(2)A-F應(yīng)掛接在選擇通道上，選擇通道的極限流量為fmax.select1024TsNTd9.810240.20.21SD(B/s)(3)可掛日C、E、F號(hào)設(shè)備，因?yàn)樗鼭M足基本工作條件fmaxselectfselectimax.seiecseieci.16.有8臺(tái)外設(shè)的數(shù)據(jù)傳輸率如表所示，設(shè)計(jì)一種通道，Ts=2us,Td=2us。(1)如果按字節(jié)多路通道設(shè)計(jì)，通道的最大流量是多少？若希望從8臺(tái)外設(shè)中至少選擇4臺(tái)外設(shè)同時(shí)連接到該通道上，而且盡量多連接傳輸速率高的外

13、設(shè)，那么，應(yīng)選擇哪些外設(shè)連接到該通道上？(2)如果按數(shù)組多路通道設(shè)計(jì)，且通道一次傳送定長(zhǎng)數(shù)據(jù)塊的大小k=512B,該通道的最大流量是多少？從8臺(tái)外設(shè)中能選擇哪些外設(shè)連接到該通道上？設(shè)備號(hào)12345678數(shù)據(jù)傳輸速率(KB/s)5002401007550401410(知識(shí)點(diǎn)：通道處理機(jī)、字節(jié)多路通道、選擇通道、數(shù)組多路通道)解:(1)fmaxbete=1/(TS+Td)=250KB/SP根據(jù)fmaxbetefi所以應(yīng)選擇3,4,5,7,8同時(shí)鏈接到通道上，因?yàn)閕15fi=100+75+50+14+10=249KB/s<250KB/si1(2)fmaxblock=k/(Ts+kTd)=512/(2+512X2)=499KB/s根據(jù)fmaxblockfi因此，除外設(shè)1外，其他外設(shè)都可以同時(shí)連接通道上。7.設(shè)某通道設(shè)備的選擇時(shí)間TS為1ps,傳送一個(gè)字節(jié)所需要的時(shí)間TD為1ps,現(xiàn)有7臺(tái)外設(shè)的數(shù)據(jù)傳輸率分別如下所示：設(shè)備名稱DiD2DD4D5D6D數(shù)據(jù)傳車速率/KB/s100032050551201501024問：（1）假設(shè)為數(shù)組多路通道，一次傳送定長(zhǎng)數(shù)據(jù)塊的大小k為512字節(jié)。該通道的最大流量是多少？所給出的哪些外設(shè)可以連接到該通道上正常工作。（5分）（2）假設(shè)為字節(jié)多路通道，則該通道的最大流量是多少？選擇那些設(shè)備連接到該通道上，可以使通道的實(shí)際