計(jì)算機(jī)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)第3章存儲(chǔ)、總線、中斷

第3章存儲(chǔ)、中斷、總線與I/O系統(tǒng)3.1存儲(chǔ)系統(tǒng)的基本要求和并行主存系統(tǒng)3.2中斷系統(tǒng)3.3總線設(shè)計(jì)3.4輸入/輸出系統(tǒng)?本章重點(diǎn)：

非專用總線的總線控制方式；中斷為什么要分類和分級(jí)；中斷處理次序的安排和實(shí)現(xiàn)；通道流量的計(jì)算。?本章難點(diǎn)：

如何按中斷處理優(yōu)先次序的要求，設(shè)置各中斷處理程序中中斷級(jí)屏蔽位的狀態(tài)，正確畫出中斷處理過(guò)程的示意圖；通道為各外設(shè)分時(shí)服務(wù)的時(shí)間關(guān)系圖。3.1存儲(chǔ)系統(tǒng)的基本要求和并行主存系統(tǒng)3.1.1存儲(chǔ)系統(tǒng)的基本要求

1.存儲(chǔ)系統(tǒng)的基本要求高速度、大容量、低價(jià)格。（1）容量：SM=W·l·m（2）速度：訪問(wèn)時(shí)間TA、存貯周期TM、頻寬BM；（3）價(jià)格：c=C/SM;2.矛盾的解決：（1）改進(jìn)存貯器件的工藝；（2）發(fā)展存貯器系統(tǒng)；（3）發(fā)展并行主存系統(tǒng)及存貯體系；3.1.2并行主存系統(tǒng)圖3.1單體單字存貯器1.并行主存系統(tǒng)圖3.2單體多字(m=4)存貯器圖3.3多體(m=4)交叉存貯器

設(shè)p(k)表示申請(qǐng)序列長(zhǎng)度為k的概率密度函數(shù)，其中k=1,2,…，m。即p(1)是k=1的概率，p(2)是k=2的概率，p(m)是k=m的概率。k的平均值用B表示，則

它實(shí)際上就是每個(gè)主存周期所能訪問(wèn)到的平均字?jǐn)?shù)，正比于主存實(shí)際頻寬(只差一個(gè)常數(shù)比值TM/W)。p(k)與程序的狀態(tài)密切相關(guān)，如果訪存申請(qǐng)隊(duì)都是指令的話，那么影響最大的是轉(zhuǎn)移概率λ，它定義為給定指令的下條指令地址為非順序地址的概率。2.并行主存系統(tǒng)的實(shí)際頻寬

申請(qǐng)隊(duì)中如果第一條就是轉(zhuǎn)移指令且轉(zhuǎn)移成功，與第一條指令并行讀出的其他m-1條指令就是沒(méi)用的，相當(dāng)于k=1，所以p(1)=λ=(1-λ)0·λ；k=2的概率自然是第一條沒(méi)有轉(zhuǎn)移(其概率為1-λ)，第二條是轉(zhuǎn)移指令且轉(zhuǎn)移成功的情況，所以，p(2)=(1-p(1))·λ=(1-λ)1·λ；同理，p(3)=(1-p(1)-p(2))·λ=(1-λ)2·λ。如此類推，p(k)=(1-λ)k-1·λ，其中1≤k＜m。如果前m-1條均不轉(zhuǎn)移，則不管第m條是否轉(zhuǎn)移，k都等于m，故p(m)=(1-λ)m-1。這樣，經(jīng)數(shù)學(xué)歸納法化簡(jiǎn)可得這是一個(gè)等比級(jí)數(shù)，因此圖3.5m個(gè)分體并行存取的B=f(λ)曲線3.2.1中斷的分類和分級(jí)

1.基本概念

1)中斷源:引起中斷的各種事件。

2)中斷請(qǐng)求:中斷源向中斷系統(tǒng)發(fā)出請(qǐng)求中斷的申請(qǐng)。同時(shí)可以有多個(gè)中斷請(qǐng)求，這時(shí)中斷系統(tǒng)要根據(jù)中斷響應(yīng)優(yōu)先次序?qū)?yōu)先級(jí)高的中斷請(qǐng)求予以相應(yīng)。

3)中斷響應(yīng):就是允許其中斷CPU現(xiàn)行程序的運(yùn)行而轉(zhuǎn)去對(duì)該請(qǐng)求進(jìn)行預(yù)處理，包括保存斷點(diǎn)現(xiàn)場(chǎng)，調(diào)出相應(yīng)中斷處理程序，準(zhǔn)備運(yùn)行。也可以屏蔽這一請(qǐng)求使其暫時(shí)得不到響應(yīng)。

3.2中斷系統(tǒng)

2.中斷分類

細(xì)分為中斷(Interrupt)和異常(Exception)。

1)中斷

專指那些與當(dāng)前進(jìn)程運(yùn)行無(wú)關(guān)的請(qǐng)求暫停的事件,如機(jī)器故障中斷請(qǐng)求、外設(shè)中斷請(qǐng)求、定時(shí)中斷請(qǐng)求等。中斷可以被屏蔽，暫時(shí)保存在中斷寄存器，屏蔽解除后繼續(xù)得到響應(yīng)和處理。

2)異常

由現(xiàn)行指令引起的暫停事件，如頁(yè)面失效、溢出等，一般不能屏蔽，立即得到響應(yīng)和處理。

異常可以分為自陷(Trap)、故障(Fault)、失敗(Abort)三種。

a)自陷

發(fā)生在引起異常的指令執(zhí)行的末尾，處理后返回原先正常程序的下一條指令繼續(xù)執(zhí)行。

b)故障

發(fā)生在執(zhí)行指令的過(guò)程中，處理后返回原先發(fā)生故障的那條指令處重復(fù)執(zhí)行。

c)失敗

也發(fā)生在指令執(zhí)行過(guò)程中，需強(qiáng)制干預(yù)或系統(tǒng)復(fù)位才可以使指令再正確執(zhí)行下去。

3.中斷分級(jí)

1)依據(jù)：根據(jù)中斷的性質(zhì)、緊迫性、重要性以及軟件處理的方便性把中斷源分級(jí)。

2)次序：中斷系統(tǒng)按照中斷源的級(jí)別高低來(lái)響應(yīng)。優(yōu)先級(jí)高低的劃分，不同機(jī)器有所差異，IBM370中機(jī)器校驗(yàn)安排為第一級(jí)，程序性和管理程序調(diào)用為第二級(jí)，外部為第三級(jí)，I/O為第四級(jí)，重新啟動(dòng)為最低級(jí)。3)原則：局部性中斷優(yōu)先級(jí)低

以IBM370為例

緊急機(jī)器校驗(yàn)

1

全局，掉電，CPU地址錯(cuò)等

管理程序調(diào)用

2

OS執(zhí)行“訪管”指令

程序性中斷

3

高于I/O與外部，防止混亂

出錯(cuò)、出現(xiàn)異常

外部中斷

4

多機(jī)聯(lián)系、人機(jī)干預(yù)等

I/O中斷

5

局部性外設(shè)請(qǐng)求

重新啟動(dòng)

6

時(shí)間不緊迫

3.2.2.中斷響應(yīng)次序與處理次序1.中斷響應(yīng)次序與處理次序

1)中斷響應(yīng)次序

同時(shí)發(fā)生多個(gè)中斷請(qǐng)求時(shí)，由中斷響應(yīng)硬件的排隊(duì)器所決定的響應(yīng)次序，次序是固定的。

2)中斷處理次序

一個(gè)中斷處理程序執(zhí)行前或中再有其它中斷產(chǎn)生時(shí)中斷處理完的次序，可以不同于響應(yīng)次序。

3)處理原則

在處理某級(jí)中斷時(shí),只有更高級(jí)的請(qǐng)求到來(lái)才轉(zhuǎn)去響應(yīng)和處理，完成后返回原中斷繼續(xù)處理。2.中斷處理次序改變

1)方法：

a)設(shè)置中斷級(jí)屏蔽位寄存器硬件以決定是否讓

某級(jí)中斷請(qǐng)求進(jìn)入中斷響應(yīng)排隊(duì)器，只要進(jìn)入排隊(duì)器中斷請(qǐng)求，就讓級(jí)別高的優(yōu)先得到響應(yīng)。

b)OS對(duì)每類中斷處理程序的現(xiàn)行PSW中的中斷

級(jí)屏蔽位進(jìn)行設(shè)置，可以實(shí)現(xiàn)希望的處理次序。

2)優(yōu)點(diǎn)：

改變響應(yīng)次序中用排隊(duì)器硬件實(shí)現(xiàn)的固定次序?yàn)镺S軟件實(shí)現(xiàn)的靈活性。

例1:系統(tǒng)有4個(gè)中斷級(jí),每級(jí)現(xiàn)行PSW有4位屏蔽位

“1”表示對(duì)該級(jí)的請(qǐng)求都開(kāi)放,允許其進(jìn)入排隊(duì)器?！?”表示屏蔽各個(gè)請(qǐng)求,不允許進(jìn)入排隊(duì)器，

現(xiàn)要求各級(jí)中斷處理次序和響應(yīng)次序都是1

2

3

4，請(qǐng)?jiān)O(shè)計(jì)屏蔽位狀態(tài)。中斷處理程序級(jí)別中斷級(jí)屏蔽位第1級(jí)第2級(jí)第3級(jí)第4級(jí)1級(jí)2級(jí)3級(jí)4級(jí)0000000000111111中斷級(jí)屏蔽位舉例1(1234)不高于本級(jí)的屏蔽掉即“0”

用戶程序中斷處理程序中斷請(qǐng)求t234211234中斷處理次序?yàn)?234的例子注：表示第i級(jí)中斷源發(fā)的中斷請(qǐng)求短橫線為交換PSW的時(shí)間段i中斷處理程序級(jí)別中斷級(jí)屏蔽位第1級(jí)第2級(jí)第3級(jí)第4級(jí)1級(jí)2級(jí)3級(jí)4級(jí)0000011010111000中斷級(jí)屏蔽位舉例2(1432)響應(yīng)次序和處理次序不一樣

用戶程序中斷處理程序中斷請(qǐng)求t34211234中斷處理次序?yàn)?432的例子2

用戶程序中斷處理程序中斷請(qǐng)求t34211234中斷處理次序?yàn)?432的例子機(jī)器有5級(jí)中斷，中斷響應(yīng)次序?yàn)?2345，現(xiàn)要求中斷處理次序?yàn)?5241。(1)設(shè)計(jì)各級(jí)中斷處理程序的中斷級(jí)屏蔽位的狀態(tài)，令“0”表示屏蔽，“1”表示開(kāi)放。(2)若在運(yùn)行用戶程序時(shí)，同時(shí)發(fā)生第4、5級(jí)中斷請(qǐng)求，而在第5級(jí)中斷未完成時(shí)，又發(fā)生1、2、3級(jí)中斷，請(qǐng)畫出處理機(jī)執(zhí)行程序的全過(guò)程示意圖(標(biāo)出交換PSW的時(shí)間)。3.2.3中斷系統(tǒng)的軟硬件功能分配

1）中斷系統(tǒng)的功能（1）中斷請(qǐng)求的保存和清除（2）優(yōu)先級(jí)的確定（3）中斷斷點(diǎn)及現(xiàn)場(chǎng)的保存（4）對(duì)中斷請(qǐng)求的分析和處理（5）中斷返回中斷系統(tǒng)的軟硬件功能分配實(shí)質(zhì)就是中斷響應(yīng)硬件和處理程序軟件的功能分配。2）功能的實(shí)現(xiàn)（1）早期大部分功能是由軟件完成的，中斷響應(yīng)和中斷處理時(shí)間長(zhǎng)。（2）后來(lái)中斷響應(yīng)及其次序由程序查詢軟件的方法改為中斷響應(yīng)排隊(duì)器硬件實(shí)現(xiàn)；中斷源的分析也由程序查詢改為硬件編碼，直接或經(jīng)中斷向量表形成入口地址，并把中斷源的狀況以中斷碼的方式經(jīng)舊PSW告知中斷處理程序。

3.3總線設(shè)計(jì)總線是計(jì)算機(jī)中連接各個(gè)功能部件的紐帶。3.3.1總線的分類1.按信息傳送方向分1)單向傳輸2)雙向傳輸a)半雙向:在同一時(shí)刻，信息只能向其中的一個(gè)方向傳送。b)全雙向：在同一時(shí)刻，允許信息在兩個(gè)方向傳送。全雙向速度快，但是造價(jià)高，結(jié)構(gòu)復(fù)雜。2.按用途分1)專用總線a)定義：只連接一對(duì)物理部件的總線。ABCDE

所有部件用專用總線互連b)優(yōu)點(diǎn)：

?多個(gè)部件可以同時(shí)發(fā)送和接收信息，幾乎不必爭(zhēng)用總線，系統(tǒng)流量高。

?控制簡(jiǎn)單，不用指明信息源和目的。

?任何總線的失效只影響相連的兩個(gè)部件不能直接通信，但可以間接通信，系統(tǒng)可靠性高。c)缺點(diǎn)：

?總線數(shù)目多，N個(gè)部件全部互連需N(N-1)/2組

總線。?難以小型化、集成電路化，總線長(zhǎng)時(shí)成本高。

?時(shí)間利用率低

?不利于模塊化，增加一個(gè)部件要增加許多新

的接口和連線。

2)非專用總線

a)定義:可以被多種功能或多個(gè)部件分時(shí)共享，

同一時(shí)刻只有一對(duì)部件使用總線進(jìn)行通信。

b)優(yōu)點(diǎn)：

?總線少，造價(jià)低。

?接口標(biāo)準(zhǔn)化、模塊性強(qiáng)，易于簡(jiǎn)化接口設(shè)計(jì)。

?擴(kuò)充能力強(qiáng)，多重總線提高帶寬和可靠性。

c)缺點(diǎn)：

?系統(tǒng)流量小，經(jīng)常出現(xiàn)總線爭(zhēng)用。

?可能成為系統(tǒng)速度瓶頸，導(dǎo)致系統(tǒng)癱瘓。

I/O系統(tǒng)中，I/O總線宜采用非專用總線；總線

3.3.2總線的控制方式

1.產(chǎn)生原因

采用非專用總線時(shí)，可能出現(xiàn)多個(gè)設(shè)備或部件同時(shí)使用總線而發(fā)生爭(zhēng)用，就得有總線控制機(jī)構(gòu)來(lái)按照某種方式裁決，保證同一時(shí)間只能有一個(gè)高優(yōu)先級(jí)的申請(qǐng)者取得總線使用權(quán)。

2.控制方式

1)集中式控制

總線控制邏輯基本上集中放在一起，或者放在連接總線的一個(gè)部件中，或者是放在單獨(dú)的硬件中。我們主要講述這一控制方式。

2)分布式控制

總線控制邏輯分散于連到總線的各個(gè)部件中。3.優(yōu)先次序的三種確定方式

1)集中式串行鏈接方式：

部件0部件1部件N-1總線控制器總線可用總線請(qǐng)求總線忙集中式串行鏈接a)電路特點(diǎn)：并聯(lián)總線請(qǐng)求，串聯(lián)總線響應(yīng)，并聯(lián)總線狀態(tài)。b)次序確定

完全由“總線可用”線所接部件的物理位置來(lái)決定，離總線控制器越近的部件其優(yōu)先級(jí)越高。C）優(yōu)點(diǎn)：

?算法簡(jiǎn)單，線數(shù)少，且不取決于部件的數(shù)量。

?部件增加容易，可擴(kuò)充性好。

?邏輯簡(jiǎn)單，容易通過(guò)重復(fù)設(shè)置來(lái)提高其可靠性。d)缺點(diǎn)：

?對(duì)“總線可用”線敏感。

?優(yōu)先級(jí)固定，不可被程序更改，靈活性差。

?遙遠(yuǎn)部件難以獲得總線使用權(quán)。

?“總線可用”信號(hào)順序、脈動(dòng)地通過(guò)每一部件,限制了總線分配的速度。

?受總線長(zhǎng)度影響，增、減及移動(dòng)部件也受限。

2)集中式定時(shí)查詢方式：

部件0部件1總線控制器總線請(qǐng)求總線忙部件0部件1部件N-1總線控制器總線請(qǐng)求總線忙集中式定時(shí)查詢定時(shí)查詢計(jì)數(shù)……a）總線分配過(guò)程：①部件發(fā)送請(qǐng)求。②總線不忙時(shí)，總線控制器的查詢計(jì)數(shù)器開(kāi)始記數(shù)。③定時(shí)查詢各部件。④部件接收計(jì)數(shù)值，并判斷，若與部件號(hào)一致，則發(fā)總線忙，撤消請(qǐng)求，開(kāi)始占用總線。⑤總線控制器收到總線忙，停止計(jì)數(shù)，停止查詢。⑥傳送結(jié)束撤消總線忙

b)次序確定

?總線分配前計(jì)數(shù)器清“0”,從“0”開(kāi)始查詢，優(yōu)先級(jí)排序類似串行鏈接。

?總線分配前不清“0”，從中止點(diǎn)繼續(xù)查詢，是循環(huán)優(yōu)先級(jí)，部件使用總線機(jī)會(huì)均等。

?總線分配前將計(jì)數(shù)器設(shè)置初值，可以指定某個(gè)部件為最高優(yōu)先級(jí)。

?總線分配前將部件號(hào)重新設(shè)置，可以為各部件指定任意希望的優(yōu)先級(jí)。c)優(yōu)點(diǎn)：

?優(yōu)先級(jí)可由程序控制，靈活性強(qiáng)。

?某一部件的失效不影響其它部件，可靠性高。d)缺點(diǎn)：

?線數(shù)多，擴(kuò)展性差，控制復(fù)雜。

?速度取決于計(jì)數(shù)器信號(hào)的頻率和部件數(shù)，不是很高。

3)集中式獨(dú)立請(qǐng)求方式：

部件0總線控制器部件0部件N-1總線控制器總線請(qǐng)求0集中式獨(dú)立請(qǐng)求……總線準(zhǔn)許0總線請(qǐng)求N-1總線準(zhǔn)許N-1總線已被分配…a)次序確定總線控制器根據(jù)某種算法來(lái)仲裁。b)優(yōu)點(diǎn)：

?總線分配速度快。

?可以靈活確定下一個(gè)使用總線的部件。

?可以方便的隔離失效的部件發(fā)出的總線請(qǐng)求。c)缺點(diǎn)：

?控制線多，N個(gè)部件要2N+1根控制線。

?總線控制器復(fù)雜。1.包括內(nèi)容:I/O設(shè)備、設(shè)備控制器及與I/O操作有關(guān)的軟硬件等。2.I/O系統(tǒng)的發(fā)展：1)早期及目前低性能單用戶計(jì)算機(jī)的I/O操作由程序員直接安排。主要解決CPU、主存和I/O設(shè)備之間的速度差距。2)現(xiàn)在改由用戶向系統(tǒng)發(fā)出I/O請(qǐng)求，經(jīng)OS來(lái)分配調(diào)度設(shè)備并進(jìn)行具體的I/O處理。主要解決面向OS，在OS與I/O系統(tǒng)間進(jìn)行合理的軟、硬件功能分配。3.I/O的三種方式3.4輸入/輸出系統(tǒng)3.4.1輸入/輸出系統(tǒng)概述1)程序控制I/Oa)全軟的b)程序查詢狀態(tài)驅(qū)動(dòng)的c)中斷驅(qū)動(dòng)的

2)直接存貯器訪問(wèn)(DMA)3)I/O處理機(jī)a)通道方式(Channel)可看作是“處理機(jī)”，有自己的指令系統(tǒng)（通道指令）和程序（通道程序），通道與CPU并行工作。通道指令功能簡(jiǎn)單，使用面窄。通道不是獨(dú)立處理機(jī)。b)外圍處理機(jī)方式(PPU)獨(dú)立性、通用性和功能較強(qiáng)。1.目的

1)防止用戶自行輸入而破壞其他用戶程序或系統(tǒng)程序及用戶竊取系統(tǒng)不該讓其讀出的內(nèi)容。

2）將CPU進(jìn)一步從I/O事務(wù)中脫離出來(lái)，使之具有更多的時(shí)間從事計(jì)算工作2.通道處理機(jī)的作用1）通道處理機(jī)將負(fù)擔(dān)外圍設(shè)備的大部分I/O工作2）是一臺(tái)同時(shí)能夠被多臺(tái)外圍設(shè)備共享的小型DMA處理機(jī)3.4.2通道處理機(jī)的工作原理和流量設(shè)計(jì)3.通道的工作原理管態(tài)指令是中央處理機(jī)用來(lái)控制外部設(shè)備操作用的輸入輸出指令。目態(tài)指令（訪管指令）是用戶態(tài)應(yīng)用程序的指令。廣義指令是由訪管指令和若干參數(shù)組成，它的操作碼實(shí)質(zhì)上是對(duì)應(yīng)于此廣義指令的管理程序入口。在一般用戶程序中，通過(guò)調(diào)用通道來(lái)完成一次I/O的過(guò)程主要有四個(gè)階段，如圖所示。1）通道程序編制期2）通道開(kāi)始選擇設(shè)備期3）通道數(shù)據(jù)傳送期4）通道數(shù)據(jù)傳送結(jié)束期4.通道的種類：1)字節(jié)多路通道目的：為多臺(tái)低速或中速的外圍設(shè)備服務(wù)；如鍵盤、打印機(jī)等等工作方式：分時(shí)機(jī)制。字節(jié)交叉方式（byte-interleavemode)：結(jié)構(gòu)：包含有多個(gè)子通道，每個(gè)子通道連接一個(gè)設(shè)備控制器，多個(gè)子通道獨(dú)立并行工作。2）選擇通道目的：針對(duì)高速外圍設(shè)備，設(shè)置專門通道在一段時(shí)間內(nèi)單獨(dú)為一臺(tái)外圍設(shè)備服務(wù)，在不同的時(shí)間內(nèi)仍可以選擇其它設(shè)備；工作方式：一旦選中某設(shè)備，就一直到數(shù)據(jù)傳輸結(jié)束為止。選擇通道主要用于連接高速外圍設(shè)備，如磁盤、磁帶等，信息以成組方式高速傳輸。3)數(shù)組多路通道目的：前兩種方式的結(jié)合，并發(fā)地為多臺(tái)高速設(shè)備服務(wù)；工作方式：成組交叉方式工作，每次選擇一個(gè)高速設(shè)備，輪流為多臺(tái)I/O設(shè)備服務(wù)；5

通道中的數(shù)據(jù)傳送過(guò)程Ts,TdD11D21Di,jTs,TdTs,TdTs,TdDp,nTs：設(shè)備選擇時(shí)間，即：從通道響應(yīng)設(shè)備發(fā)出數(shù)據(jù)傳送請(qǐng)求開(kāi)始，到通道實(shí)際為這臺(tái)設(shè)備傳送數(shù)據(jù)所需的時(shí)間。Td：傳送一個(gè)字節(jié)所需要的時(shí)間；P：在一個(gè)通道上連接的設(shè)備臺(tái)數(shù)n：每一個(gè)設(shè)備傳送的字節(jié)數(shù)，這里，假設(shè)每一臺(tái)設(shè)備的傳輸字節(jié)數(shù)都一樣。Dij：連接在通道上的第i臺(tái)設(shè)備傳輸?shù)牡趈個(gè)數(shù)據(jù)，i=1~p，j=1~n；T：通道完成全部數(shù)據(jù)傳輸工作所需要的時(shí)間。1）字節(jié)多路通道當(dāng)一個(gè)字節(jié)多路通道上連接有p臺(tái)外圍設(shè)備，每一臺(tái)外圍設(shè)備都傳輸n個(gè)字節(jié)時(shí)，總共需要的時(shí)間T為：Tbyte=（Ts+Td）*P*n2）選擇通道:在選擇通道之中，通道每連接一個(gè)外圍設(shè)備，就把這個(gè)設(shè)備的n個(gè)字節(jié)全部傳送完畢，然后再與下一個(gè)設(shè)備連接。

當(dāng)一個(gè)字節(jié)多路通道上連接有p臺(tái)外圍設(shè)備，每一臺(tái)外圍設(shè)備都傳輸n個(gè)字節(jié)時(shí)，總共需要的時(shí)間T為：Tselector=（Ts/n+Td）*P*n3）數(shù)組通道:數(shù)組通道在一段時(shí)間內(nèi)只能為一臺(tái)外圍設(shè)備傳送數(shù)據(jù)，但同時(shí)有多臺(tái)設(shè)備在尋址。當(dāng)一個(gè)字節(jié)多路通道上連接有p臺(tái)外圍設(shè)備，數(shù)據(jù)塊長(zhǎng)度為k個(gè)字節(jié)。每一臺(tái)外圍設(shè)備都傳輸n個(gè)字節(jié)時(shí)，總共需要的時(shí)間T為：Tselector=（Ts/k+Td）*P*n6.通道流量分析通道流量：?jiǎn)挝粫r(shí)間內(nèi)能夠傳送的最大數(shù)據(jù)量。又稱為通道吞吐率，通道數(shù)據(jù)傳輸率等。通道最大流量：通道在滿負(fù)荷工作狀態(tài)下的流量。三種通道的最大流量計(jì)算公式如下：通道流量與連接在這個(gè)通道上的所有設(shè)備的數(shù)據(jù)傳輸率的關(guān)系如下：為了保證通道能夠正常工作，不丟失數(shù)據(jù)，各種通道實(shí)際流量應(yīng)該不大于通道最大流量，即滿足下列不等式關(guān)系：

fBYTEfMAX·BYTEfSELETE

fMAX·SELETE,fBLOCK

fMAX·BLOCK例如：

一個(gè)字節(jié)多路通道連接D1、D2、D3、D4、D5共5臺(tái)設(shè)備，這些設(shè)備分別每10us、30us、30us、50us和75us向通道發(fā)出一次數(shù)據(jù)傳送的服務(wù)請(qǐng)求，請(qǐng)回答下列問(wèn)題：(1)計(jì)算這個(gè)字節(jié)多路通道的實(shí)際流量和工作周期。（2）畫出通道分時(shí)為各個(gè)設(shè)備服務(wù)的時(shí)間關(guān)系圖。（高速設(shè)備請(qǐng)求的響應(yīng)優(yōu)先級(jí)高）（3）從時(shí)間關(guān)系圖上發(fā)現(xiàn)什么問(wèn)題？如何解決？解：（1）該通道的實(shí)際流量為：該通道的工作周期為：通道處理完各設(shè)備這個(gè)第一次請(qǐng)求的時(shí)間如下：

D1:5us; D2:10us;

D3:20us; D4:30us設(shè)備D5的第一次請(qǐng)求沒(méi)有得到響應(yīng)，數(shù)據(jù)丟失，直到85us才對(duì)設(shè)備D5的服務(wù)請(qǐng)求進(jìn)行響應(yīng)。010203040506070D1D2D3D4D5（2）（3）問(wèn)題分析：①當(dāng)字節(jié)多路通道的最大流量與實(shí)際很接近時(shí)，雖然在宏觀上保證通道流量平衡，不會(huì)丟失數(shù)據(jù)，但傳輸速度高的設(shè)備將因頻繁發(fā)出請(qǐng)求而影響低速設(shè)備的請(qǐng)求服務(wù)。如：D5設(shè)備。②原則上，如果對(duì)所有設(shè)備的請(qǐng)求時(shí)間間隔取最小公倍數(shù)，則