第六章輸入輸出系統(tǒng)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、CPU與外設(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(guò)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?？捎眯裕合到y(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。簡(jiǎn)述同步總線和異步總線的優(yōu)缺點(diǎn)。(知識(shí)點(diǎn)：同步總線、異步總線)答：(1)同步總線。同步總線上所有設(shè)備通過(guò)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(méi)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(wèn)題。但在傳輸時(shí)，異步總線需要額外的同步開銷。簡(jiǎn)述通道完成一次數(shù)據(jù)傳輸?shù)闹饕^(guò)程。(知識(shí)點(diǎn)：通道處理工作過(guò)程)答：(1)在用戶程序中使用訪管指令進(jìn)入管理程序，由CPU通過(guò)管理程序組織一個(gè)通道程序，并啟動(dòng)通道。通道處理機(jī)執(zhí)行CPU為它組織的通道程序，完成指定的數(shù)據(jù)I/O工作。通道程序結(jié)束后向CPU發(fā)中斷請(qǐng)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。簡(jiǎn)述三種通道傳輸方式及其傳輸過(guò)程。(知識(shí)點(diǎn)：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：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。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)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。選擇題通道完成一次數(shù)據(jù)傳輸過(guò)程要中斷幾次CPU?（D）（知識(shí)點(diǎn)：通道處理機(jī)工作過(guò)程）A.1次；B.0次；C.3次；D.2次；通道完成一次數(shù)據(jù)傳輸過(guò)程要幾次CPU管態(tài)？（C）（知識(shí)點(diǎn)：通道處理機(jī)工作過(guò)程）A.0次；B.1次；C.2次；D.3次；當(dāng)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)通過(guò)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(guò)程）CPU通道CPU和通道指定的外設(shè)磁盤存儲(chǔ)器適合于連接到（C）。（知識(shí)點(diǎn)：字節(jié)多路通道、選擇通道、數(shù)組多路通道）字節(jié)多路通道或者選擇通道字節(jié)多路通道或數(shù)組多路通道選擇通道或數(shù)組多路通道任意一種通道計(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：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）即計(jì)算機(jī)系統(tǒng)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D1D2D3D4D5D6數(shù)據(jù)傳輸速率（B/ms）505040252510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：20卩s、20卩s、25妙、40卩s、40卩s、100陰(2)通道實(shí)際流量為i=i=13)由于通道的最大流量等于實(shí)際工作流量，即有fmax-bytefmax-byte1TS+td=200B/ms4)max.blockKT4)max.blockKT+KTSD5124+512x1512(B/ps)=0.9922(B/ps)516可得，通道的工作周期Ts+TD=5陰。因?yàn)門s=4TD，所以TS=4ys,TD=1ys3.設(shè)某個(gè)字節(jié)多路通道的設(shè)備選擇時(shí)間Ts為9.8陰，傳送一個(gè)字節(jié)的數(shù)據(jù)所需的時(shí)間TD為0.2妙。若某種低速外設(shè)每隔500gs發(fā)出一次傳送請(qǐng)求，請(qǐng)問(wèn)：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，選擇一次設(shè)備為1妙，傳送一個(gè)字節(jié)也需要1gs?，F(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：數(shù)組多路通道工作的極限流量是多少？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：fmabt=1max-bytet+TTS+TD字節(jié)多路通道的實(shí)際流量為：fbyte豆fi=1其中，p為通道連接的外設(shè)臺(tái)數(shù)，f.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i，歩…=f=f,故有fbt=pf。12pbyte->fmax-bytebyte->fmax-bytebyte11即有：1>pf;可得：p<TS+TD(TS+TD)f已知Ts=9.8ys,TD=0.2gs，1/f=500gs，可求出通道最多可連接的設(shè)備臺(tái)數(shù)為：=50(TS+=50(TS+TD)f(9.8+0.2)psK512512===(B/ps)<1000kB/smax.blockT+KT1+512x1513SD2)可掛2?8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f>fmax.blockblock.i

4.一個(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）504030252520101）計(jì)算該通道的實(shí)際工作流量。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+TD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f=丈f=50+40+30+25+25+20+10=200B/msbyteii=12）由于通道的最大流量等于實(shí)際工作流量，即有可得，fmax-byte1可得，fmax-byte1TS+td=200B/ms通道的工作周期Ts+TD=5gSo設(shè)某個(gè)字節(jié)多路通道的設(shè)備選擇時(shí)間Ts為9.8陰，傳送一個(gè)字節(jié)的數(shù)據(jù)所需的時(shí)間TD為0.2妙。若某種低速外設(shè)每隔500妙發(fā)出一次傳送請(qǐng)求，請(qǐng)問(wèn)：（1）該通道最多可連接多少臺(tái)這種外設(shè)？對(duì)如下A—F6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)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？（阿）設(shè)備號(hào)ABCDEF發(fā)請(qǐng)求間隔0.20.250.50.190.40.21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：fmax-byteT+TTS+TD字節(jié)多路通道的實(shí)際流量為：fbyte=工fi=1其中，p為通道連接的外設(shè)臺(tái)數(shù)，f.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i，歩…=f=f，故有fbt=pf。12pbyte->fmax-bytebyte->fmax-bytebyte1P<P<(TS+TD)f=(9.8+0.2)片=502)A—F應(yīng)掛接在選擇通道上，選擇通道的極限流量為max.selectNTmax.selectNT+NTSD10249.8+1024x0.210.21(3)可掛B、C、E、F號(hào)設(shè)備，因?yàn)樗鼭M足基本工作條件f>fmax.selectselect.i6.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)f=1/(Ts+Td)=250KB/smaxbete根據(jù)fbt>Yf所以應(yīng)選擇3,4,5,7,8同時(shí)鏈接到通道上，因?yàn)閙axbeteii=1丫f=100+75+50+14+10=249KB/sv250KB/sii=1(2)fmaxblock=k/(Ts+kTd)=512/(2+512x2)=499KB/s根據(jù)fblk>f因此，除外設(shè)1夕卜，其他外設(shè)都可以同時(shí)連接通道上。maxblocki7.設(shè)某通道設(shè)備的選擇時(shí)間TS為1陰，傳送一個(gè)字節(jié)所需要的時(shí)間TD為1妙，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D12D3D4D5D6D7數(shù)據(jù)傳輸速率/KB/s100032050551201501024問(wèn)：(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)際流量最接近最大流量？(5分)(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)數(shù)組多路通道fMAX-BLOCKfMAX-BLOCK(B/ys)二5125i3(b/RS)+1'由于數(shù)組多路通道，因此通道的實(shí)際流量為設(shè)