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）、RAID、CPU与外设进行输入/输出方式（程序查询、中断、DMA、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CPU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CPU为它组织的通道程序，完成指定的数据I/O工作。

(3) 通道程序结束后向CPU发中断请求。CPU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I/O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CPU？（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CPU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．CPU

B．通道

C．CPU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：600KB/S

磁带机：100KB/S

行式打印机：10KB/S

终端：1KB/S

试计算该系统的最大I/O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：V I10= V I10 SELECT＋V I10 MULTI=2×600＋2×10＋10×1=1230KB/s

即计算机系统的最大I/O传输率为1230KB/s

2.

（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Ts+T D。

(4) 若把6台设备挂接在数组多路通道上，且（3）中的Ts=4TD, 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

ms B f f i i byte /2001025254050506

1

=+++++==

∑=

（3）由于通道的最大流量等于实际工作流量，即有

ms B T T f D

S byte /2001

m ax =+=-

可得，通道的工作周期Ts+T D = 5μs 。

（4）因为Ts=4TD ，所以TS=4μs, TD=1μs

)/(9922.0)/(516

512

15124512.max s B s B KT T K f D S block μμ==⨯+=+=

3. 设某个字节多路通道的设备选择时间Ts 为9.8μs ，传送一个字节的数据所需的时间TD 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？

（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：D

S byte T T f +=-1

m ax

字节多路通道的实际流量为：∑==p

i i byte f f 1

其中，p 为通道连接的外设台数，f i 为外设i 的数据传输速率。因为连接的是同样的外设，所以f 1=f 2=…=f p =f ，故有f byte =pf 。

通道流量匹配的要求有：f max-byte ≥f byte

即有：pf T T D S ≥+1；可得：f T T p D S )(1

+≤

已知Ts = 9.8μs ，T D = 0.2μs ，1/f = 500μs ，可求出通道最多可连接的设备台数为：

50)2.08.9(500)(1

=+=+≤s s f T T p D S μμ

（2）

s kB s B KT T K f D S block /1000)/(513

512

15121512.m ax 〈=⨯+=+=

μ

（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i block block f f ..max ≥