对输入输出系统的组织产生决定性影响的是哪些基本要求

1、1. 对输入输出系统的组织产生决定性影响的是哪些基本要求？1)异步性2)同步性3)分时性4)实时性5)设备相关性6)设备无关性A)2,3,5 B)1,4,6C)2,4,6D)1,3,5【答案】B2 下列特点，属于同步总线的有（），属于异步总线的有（）：1 成本高 2 成本低 3逻辑复杂4逻辑简单5适应设备类型广泛6对设备要求严格A)2,4,6B)1,3,5C)1,4,5 D)2,3,6【答案】A;B3 以下关于程序控制输入输出方式的说法哪些是不正确的？A）灵活性不够好B）外围设备与CPU是异步工作关系C）用于连接高速外围设备D）处理机可以采用轮流循环测试方式【答案】AC4 在中断处理过程中，需

2、要关闭CPU中断使之不能响应其他任何中断源的中断请求几次？A) 0次B) 1次C）2次D）2次以上【答案】C5选择以下四个过程在通道工作过程中的正确顺序：1）组织I/O操作2）向CPU发中断请求3）编制通道程序4）启动I/O通道A）1234B）3412C）4321D）2314【答案】B6以下哪种通道的实际流量是连接在这个通道上的所有设备的数据传输率之和？A）字节多路通道B）选择通道C）数组多路通道【答案】A7 处理机速度为1GIPS，打印机的工作速度是每秒10个字符。采用程序控制输入输出方式管理这台打印机，一条指令能向打印机传送4个字符，则处理机的利用率为（）：A)千万分之四B)四千万分之一C

3、)四分之一D)以上皆不对【答案】B8 有关通道处理机的说法，哪个是正确的？A)是独立的处理机B)指令系统简单C)不需CPU承担许多工作D)有大容量的存储器【答案】B9 下列功能，那些一般由硬件实现？A)第一次关CPU中断B)返回中断点C)第一次开CPU中断D)保存中断点【答案】AD10. 以下哪些是周期窃取方式的特点？A)硬件结构简单B)硬件结构复杂C)数据输入或输出过程中占用了CPU时间D)数据输入或输出过程中不占用CPU时间【答案】AC11. 关于数据块传送方式，正确的是：A) 它实际上采用程序中断方式进行 B)它不是采用程序中断方式进行C) 行式打印机不属于这种方式D)激光打印机不属于这

4、种方式【答案】A12. 设选择一次设备所需时间为Ts,传送一个字节所用的时间为Td，则字节多路通道的最大流量为（）:A) B)C)【答案】B13. 以下哪个时间在中断系统的设计中是最重要的？A) 找到相关中断源的中断服务程序入口所经历的时间B) 最长指令执行时间C) 从第一次关CPU中断到第一次开CPU中断所经历的时间【答案】C14. 一个字节多路通道连接4个设备，它们分别每10ms,30ms,50ms和75ms向通道发出一次数据传送的服务请求，则这个字节多路通道的实际流量约是：A)D)以上皆不对【答案】C15请问基本输入输出方式有哪三种？【答案】程序控制输入输出方式、中断输入输出方式、直接存

5、储器访问（DMA）方式。16 根据多台外围设备共享通道的不同情况，通道可分为那三种类型？【答案】字节多路通道、选择通道、数组多路通道。17列举三种DMA方式？【答案】周期窃取方式、直接存取方式、数据块传送方式18列举中断屏蔽的两种主要实现方法？【答案】方法一：每个或每级中断源设置一个中断屏蔽位方法二：改变处理机优先级19一台计算机的I/O处理占10%，当其CPU性能提高10倍，而I/O性能保持不变时，系统总能会出现什么样的变化？系统性能最多能提升多少倍？【答案】5.26倍。假设CPU性能提高无穷倍，则程序的计算时间为0.1。即整机性能最多为原来的10倍。20 有一台磁盘机，其平均寻道时间为30

6、ms，平均等待时间为10ms，数据传输率为500B/ms，磁盘机上存放着1000件每件3000B的数据，先欲把一件件数据取走，更新后放回原地。另外使用CPU更新信息所需的时间为4ms，并且更新时间同输入输出操作不相重叠。求：1） 更新磁盘上全部数据需要多长时间？2） 若磁盘机转速和数据传输率都提高一倍，更新全部数据需多少时间？【答案】1）96s2）80s21 以数组多路通道的工作方式计算当通道上连有P台外围设备，每一台外围设备都传送n个字节时所需总时间（画出示意图）。【答案】TSTD1TD2.TDkTSTD1TDkTSTDk+1TD2kTSTDn-kTDnD1D2D1DP（TS/k +TD）2

7、2 计算机系统字长32位，包含两个选择通道和一个多路通道，每个选择通道上连接了两台磁盘机和两台磁带机，多路通道上连接了两台行式打印机、两台读卡机、10台终端，假定各设备的传输率如下：读卡机：1.2KBps终端：1KBps计算该计算机系统的最大I/O数据传输率。【答案】从性能考虑，应该将多路通道组织为字节多路通道，该通道的最大传输率就是所有设备的传输率之和:两个选择通道连接的设备相同，所以只要计算其中一个通道的传输率即可。因为磁盘机的传输率大于磁带机，所以此类通道的传输率为：所以本系统的最大数据传输率为 23 设在一个计算机系统中：每页为16KB,cache块大小为64字节；对应新页的地址不在c

8、ache中；CPU不访问页中的任何数据；Cache中95%的被替换块将再次被读取，并引起一次失效；Cache使用写回方法，平均50%的块修改过；I/O系统缓冲能够存储一个cache完整的块(这称为速度匹配缓冲区,使存储器和I/O的速度得到匹配)；访问或失效在所有的cache中均匀分布；在CPU和I/O之间，没有其他访问cache的干扰；无I/O时，每100万个时钟周期中，有15000次失效；失效开销是30个时钟周期。如果替换块被修改过，则再加上30个周期用于写回主存；假设机器平均每100万周期处理1页分析I/O对于性能的影响有多大？【答案】每个主存页有16K/64=256块。因为是按块传输，所

9、以I/O传输本身并不引起cache失效。但是它可能要替换cache中的有效块。如果这些被替换块中有一半是修改过的，将需要(256/2)*30=3840个时钟周期将这些修改过的块写回主存。这些被替换出去的块中，有95%的后继需要访问，从而产生95%*256=244次失效，将再次发生替换。由于这些被替换的244块中数据是从I/O直接写入cache中的，因此所有块都是被修改块，需要写回主存（因为CPU不会直接访问从I/O来的新页中的数据，所以它们不会立即从主存中调入cache）,需要时间是244*（30+30）=14640个时钟周期。没有I/O时，每一页平均使用100万个时钟周期，cache失效15

10、000次，其中59%被修改过，所需要的时间为 (15000*50%)*30+(15000*50%)*(30+30)=675000 个时钟周期。所以时钟I/O造成的额外性能损失比例为 （3840+14640）/（1000000+675000）1.1%即大约产生1.1%的性能损失。24四个中断源，它们的中断优先级和中断屏蔽码如下表，其中“1”表示该中断源被屏蔽，“0”表示该中断源开放。假设从处理机响应中断源的中断服务请求到运行中断服务程序中第一次开中断所用的时间为1,其他中断服务时间为10。处理机在0时刻开始响应中断请求，这时4个中断源都申请中断服务，写出处理机开始相应各中断源的中断请求和处理机为

11、各中断源完成中断服务的时间，画出示意图。中断源中断优先级中断屏蔽码D1D2D3D4D111100D220101D331010D441011【答案】时间()D1D2D3D4开始响应时间02113完成时间44133424 25四个中断源，它们的中断优先级和中断屏蔽码如下表，其中“1”表示该中断源被屏蔽，“0”表示该中断源开放。假设从处理机响应中断源的中断服务请求到运行中断服务程序中第一次开中断所用的时间为1,其他中断服务时间为10。处理机在0时刻开始响应中断请求，这时中断源D3和D4已经申请中断服务，在6时中断源D1和D2同时申请中断服务，写出处理机开始响应各中断源的中断请求和处理机为个中断源完成

12、中断服务的时间，并画出示意图。中断源中断优先级中断屏蔽码D1D2D3D4D111100D220101D331010D441011【答案】时间()D1D2D3D4开始响应时间7601完成时间1828443426在用于数据库事务处理的计算机系统，有以下两种I/O系统：1） 系统A每秒钟支持1000个I/O操作2） 系统B每秒钟支持750个I/O操作以上两种系统使用同样的CPU，其处理速度为50MIPS，假定每次事务处理需5个I/O操作，每个I/O操作需10000条指令，忽略其他的延迟，问以上两种系统的最高事务处理速率是多少？【答案】A:200TP/sB:150TP/s27 某系统的I/O总线和存储

13、器系统的带宽为1000MB/s，CPU的处理速率为800MIPS，价格为$50000。系统所运行的数据库软件满足下列条件：a) 处理每个事务需要访问硬盘4次，其中读、写各两次。b) 每次硬盘访问需要执行15000条操作系统指令。c) 数据库软件处理一个事务须执行40000条操作系统指令。d) 每次硬盘传输的数据包大小为100B。现有如下两种磁盘：容量500MB、价格$100；容量1250MB、价格$250以上两种硬盘平均每秒钟执行30条I/O指令。假定整个系统共需10GB存储空间，所有的数据库请求要平均分配到各个硬盘上，忽略硬盘的等待时间。回答：1） 用以上两种硬盘，每秒最多执行多少次事务？2

14、） 每秒钟执行每个事务的成本是多少？3） 采用多快的CPU可使1000MB/s的I/O总线成为系统的瓶颈？4） 假设CPU的处理速度为原来的2倍，仍使用原来的数据库软件，有足够多的小硬盘，问系统性能最高时的成本是多少？5） 假设小硬盘的数目不变，而使用新的小硬盘，CPU的处理速度为原来的2倍，要达到4）的性能，新硬盘的传输率为多少（IO/s）?【答案】1） 小硬盘：150TP/s；大硬盘：60TP/s2） 小硬盘：$346；大硬盘：$866 3） 262400MIPS4） 小硬盘：$263400；大硬盘：$5835005） 3200 IO/s28有5个中断源D1,D2,D3,D4,D5。信息如

15、下表所示:中断源名称中断优先级正常中断屏蔽码改变后的中断屏蔽码D1D2D3D4D5D1D2D3D4D5D111111110000D220111101000D330011110100D440001111011D5500001111011） 使用正常中断屏蔽码时，处理机响应各中断源的中断服务请求的顺序是什么？实际的中断处理次序是什么？2） 使用改变后的中断屏蔽码时，处理机响应各中断源的中断服务请求的顺序是什么？实际的中断处理次序是什么？【答案】1）处理机响应各中断源的中断服务请求的顺序是D1,D2,D3,D4,D5实际的中断处理次序是D1,D2,D3,D4,D52） 处理机响应各中断源的中断服务请

16、求的顺序是D1,D2,D3,D4,D5实际的中断处理次序是D4,D5,D3,D2,D129一台处理机有5个中断源D1,D2,D3,D4,D5，它们的软硬件优先级如表所示：中断源名称D1D2D3D4D5硬件中断优先级76543软件中断优先级457651) 在处理机状态字中至少要设置多少位中断屏蔽码？2) 写出中断响应次序和实际中断处理次序。3) 当处理机正在执行主程序时，5个中断源同时请求中断服务，画出处理机实际响应中断源的中断服务请求和运行中断服务程序过程的示意图。【答案】1） 3位12）中断源名称D1D2D3D4D5中断响应次序12345实际中断处理次序531243）30一个字节多路通道连接有5台设备，它们的数据传输率如