吉林大学计算机系统结构题库第六章.docx
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吉林大学计算机系统结构题库第六章
第六章输入输出系统
知识点汇总
系统响应时间、存储外设可靠性能参数(可靠性/可用性/可信性)、、与外设进行输入/输出方式(程序查询、中断、、通道)、分离事务总线、同步总线、异步总线、通道处理机功能、通道处理工作过程、字节多路通道、选择通道、数组多路通道、通道流量(最大流量、实际流量)
简答题
1.反映存储外设可靠性能的参数有哪些?
(知识点:
存储外设可靠性能参数)
答:
(1)可靠性:
系统从初始状态开始一直提供服务的能力。
(2)可用性:
系统正常工作时间在连续两次正常服务间隔时间中所占的比率。
(3)可信性:
服务的质量,即在多大程度上可以合理地认为服务是可靠的。
2.简述同步总线和异步总线的优缺点。
(知识点:
同步总线、异步总线)
答:
(1)同步总线。
同步总线上所有设备通过统一的总线系统时钟进行同步。
同步总线成本低,因为它不需要设备之间互相确定时序的逻辑。
但是同步总线也有缺点,总线操作必须以相同的速度运行。
(2)异步总线。
异步总线上的设备之间没有统一的系统时钟,设备自己内部定时。
设备之间的信息传送用总线发送器和接收器控制。
异步总线容易适应更广泛的设备类型,扩充总线时不用担心时钟时序和时钟同步问题。
但在传输时,异步总线需要额外的同步开销。
3.简述通道完成一次数据传输的主要过程。
(知识点:
通道处理工作过程)
答:
(1)在用户程序中使用访管指令进入管理程序,由通过管理程序组织一个通道程序,并启动通道。
(2)通道处理机执行为它组织的通道程序,完成指定的数据工作。
(3)通道程序结束后向发中断请求。
响应这个中断请求后,第二次进入操作系统,调用管理程序对中断请求进行处理。
4.简述三种通道传输方式及其传输过程。
(知识点:
字节多路通道、选择通道、数组多路通道)
答:
(1)字节多路通道:
通道每连接一个外围设备,只传送一个字节,然后又与另一台设备连接,并传送一个字节。
(2)数组多路通道:
通道每连接一台外围设备,传送一个数据块,传送完成后,又与另一台高速设备连接,再传送一个数据块。
(3)选择通道:
通道每连接一个外围设备,就把这个设备的多有待传字节全部传送完成,然后再与另一台设备相连接。
5.简述通道的主要功能(答出5项即可)(知识点:
通道处理机功能)
答:
(1)选择连接设备。
(2)执行通道程序。
(3)给出外围设备的操作地址。
(4)给出主存缓冲区的首地址。
(5)传送计数。
(6)传送后处理。
(7)设备监测。
(8)格式变换。
选择题
1.通道完成一次数据传输过程要中断几次?
(D)(知识点:
通道处理机工作过程)
A.1次;B.0次;C.3次;D.2次;
2.通道完成一次数据传输过程要几次管态?
(C)(知识点:
通道处理机工作过程)
A.0次;B.1次;C.2次;D.3次;
3.当计算机系统通过执行通道程序完成输入输出工作,执行通道程序的是(B)。
(知识点:
通道处理工作过程)
A.
B.通道
C.和通道
D.指定的外设
4.磁盘存储器适合于连接到(C)。
(知识点:
字节多路通道、选择通道、数组多路通道)
A.字节多路通道或者选择通道
B.字节多路通道或数组多路通道
C.选择通道或数组多路通道
D.任意一种通道
计算题
1.某计算机系统包含两个选择通道和一个字节多路通道,每个选择通道上连接2台磁盘机和2台磁带机,字节多路通道上连接2台行式打印机和10个终端,假定各设备的传输率如下:
磁盘机:
600
磁带机:
100
行式打印机:
10
终端:
1
试计算该系统的最大传输率?
(知识点:
通道处理机、字节多路通道、选择通道、数组多路通道)
答:
10=10+102×600+2×10+10×1=1230
即计算机系统的最大传输率为1230
2.一个字节多路通道连接6台设备,它们的数据传输率如下表所示,求:
设备名称
D1
D2
D3
D4
D5
D6
数据传输速率()
50
50
40
25
25
10
(1)各设备相应两次请求传送字节的间隔时间是多少?
(2)当所有设备要同时传送数据时,计算该通道的实际工作流量。
(3)若通道的最大流量等于实际工作流量,求通道的工作周期。
(4)若把6台设备挂接在数组多路通道上,且(3)中的4,求此数组多路通道的极限流量,设定长块为512B.
(知识点:
通道处理机、字节多路通道、选择通道、数组多路通道)
答:
(1)六台设备中两次请求的间隔时间依次分别为:
20μs、20μs、25μs、40μs、40μs、100μs
(2)通道实际流量为
(3)由于通道的最大流量等于实际工作流量,即有
可得,通道的工作周期=5μs。
(4)因为4,所以4μs,1μs
3.设某个字节多路通道的设备选择时间为9.8μs,传送一个字节的数据所需的时间为0.2μs。
若某种低速外设每隔500μs发出一次传送请求,请问:
(1)该通道最多可连接多少台这种外设?
另有一通道,数据传送期间,选择一次设备为1μs,传送一个字节也需要1μs。
现采用数组多路通道,定长快为512B,要挂接的各设备要求传送信息的工作速率如下表,求:
(2)数组多路通道工作的极限流量是多少?
(3)哪些设备可挂接此数组多路通道上?
为什么?
设备号
D1
D2
D3
D4
D5
D6
D7
D8
工作速率()
1000
480
200
150
100
80
28
20
(知识点:
通道处理机、字节多路通道、选择通道、数组多路通道)
答:
(1)字节多路通道的最大流量为:
字节多路通道的实际流量为:
其中,p为通道连接的外设台数,为外设i的数据传输速率。
因为连接的是同样的外设,所以f12=…,故有。
通道流量匹配的要求有:
≥
即有:
;可得:
已知=9.8μs,=0.2μs,1=500μs,可求出通道最多可连接的设备台数为:
(2)
(3)可挂2~8号设备,1号设备不能挂。
因为它不满足基本工作条件
4.一个字节多路通道连接有6台设备,它们的数据传输率如下表所示。
设备名称
D1
D2
D3
D4
D5
D6
D7
数据传输速率()
50
40
30
25
25
20
10
(1)计算该通道的实际工作流量。
(2)若通道的最大流量等于实际工作流量,求通道的工作周期。
(知识点:
通道处理机、字节多路通道、选择通道、数组多路通道)
答:
(1)通道实际流量为
(2)由于通道的最大流量等于实际工作流量,即有
可得,通道的工作周期=5μs。
5.设某个字节多路通道的设备选择时间为9.8μs,传送一个字节的数据所需的时间为0.2μs。
若某种低速外设每隔500μs发出一次传送请求,请问:
(1)该通道最多可连接多少台这种外设?
对如下A—F6种高速设备,一次传送的字节数不少于1024个字节,其中A—F设备每发一个字节数据传送请求的时间间隔如下表,求:
(2)数组多路通道工作的极限流量是多少?
(3)哪些设备可挂接此数组多路通道上?
为什么?
A—F设备每发一个字节数据传送请求的时间间隔(μs)
设备号
A
B
C
D
E
F
发请求间隔
0.2
0.25
0.5
0.19
0.4
0.21
(知识点:
通道处理机、字节多路通道、选择通道、数组多路通道)
解:
(1)字节多路通道的最大流量为:
字节多路通道的实际流量为:
其中,p为通道连接的外设台数,为外设i的数据传输速率。
因为连接的是同样的外设,所以f12=…,故有。
通道流量匹配的要求有:
≥
即有:
;可得:
已知=9.8μs,=0.2μs,1=500μs,可求出通道最多可连接的设备台数为:
(2)A—F应挂接在选择通道上,选择通道的极限流量为
(3)可挂B、C、E、F号设备,因为它满足基本工作条件
6.有8台外设的数据传输率如表所示,设计一种通道,2,2。
(1)如果按字节多路通道设计,通道的最大流量是多少?
若希望从8台外设中至少选择4台外设同时连接到该通道上,而且尽量多连接传输速率高的外设,那么,应选择哪些外设连接到该通道上?
(2)如果按数组多路通道设计,且通道一次传送定长数据块的大小k=512B,该通道的最大流量是多少?
从8台外设中能选择哪些外设连接到该通道上?
设备号
1
2
3
4
5
6
7
8
数据传输速率()
500
240
100
75
50
40
14
10
(知识点:
通道处理机、字节多路通道、选择通道、数组多路通道)
解:
(1)1/()=250
根据
所以应选择3,4,5,7,8同时链接到通道上,因为
=100+75+50+14+10=249<250
(2)()=512/(2+512×2)=499
根据
因此,除外设1外,其他外设都可以同时连接通道上。
7.设某通道设备的选择时间为1μs,传送一个字节所需要的时间为1μs,现有7台外设的数据传输率分别如下所示:
设备名称
D1
D2
D3
D4
D5
D6
D7
数据传输速率/
1000
320
50
55
120
150
1024
问:
(1)假设为数组多路通道,一次传送定长数据块的大小k为512字节。
该通道的最大流量是多少?
所给出的哪些外设可以连接到该通道上正常工作。
(5分)
(2)假设为字节多路通道,则该通道的最大流量是多少?
选择那些设备连接到该通道上,可以使通道的实际流量最接近最大流量?
(5分)
(知识点:
通道处理机、字节多路通道、选择通道、数组多路通道)
答:
(1)数组多路通道
由于数组多路通道,因此通道的实际流量为设备流量,且须小于通道最大流量。
因此D23456可以挂在通道上。
(2)字节多路通道
字节多路通道实际流量为设备流量之和:
320+120+55=495,因此,将D24和D5连接到通道上。