自考《計(jì)算機(jī)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)》問答題總結(jié)(3)

  • 發(fā)布時(shí)間:2024-09-15 16:21:23
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  第三章
  1、以IBM370為例說明為什么把中斷分類以及分成幾類。
  大型多用途機(jī)器中斷源多,每個(gè)中斷源單獨(dú)形成入口將導(dǎo)致硬件實(shí)現(xiàn)難,代價(jià)大,因此可歸類,每類給中斷服務(wù)程序入口由軟件轉(zhuǎn)入相應(yīng)處理部分。IBM370中斷分為6類:機(jī)器校驗(yàn),訪管,程序性,外部,I/O,重新啟動(dòng)。
  2、專用和非專用線各自的優(yōu)缺點(diǎn)
 

1、以IBM370為例說明為什么把中斷分類以及分成幾類。

大型多用途機(jī)器中斷源多,每個(gè)中斷源單獨(dú)形成入口將導(dǎo)致硬件實(shí)現(xiàn)難,代價(jià)大,因此可歸類,每類給中斷服務(wù)程序入口由軟件轉(zhuǎn)入相應(yīng)處理部分。IBM370中斷分為6類:機(jī)器校驗(yàn),訪管,程序性,外部,I/O,重新啟動(dòng)。

2、專用和非專用線各自的優(yōu)缺點(diǎn)

專用線:只連接一對物理部件的總線。優(yōu)點(diǎn):不用爭總線,控制簡單,系統(tǒng)可靠。缺點(diǎn):總線數(shù)多且長,成本高,利用率低,不易擴(kuò)展。

非專用線:可被多種功能與部件共享,但同一時(shí)刻只能被一個(gè)部件使用。優(yōu)點(diǎn):集成度高,造價(jià)低,可擴(kuò)展能力強(qiáng),總線利用率高,易標(biāo)準(zhǔn)化。缺點(diǎn):流量小,爭用總線,部件效率低,可能成為瓶頸,可靠性差。

3、減少總線線數(shù)的方法

線的組合:減少按功能和傳遞方向所需的線數(shù)。

編碼:對少數(shù)幾根功能線進(jìn)行編碼取代多根單功能線。

并/串-串/并:在總線兩端設(shè)置轉(zhuǎn)換器,經(jīng)分拆移位后在目的端形成完整的字。

4、比較幾種數(shù)據(jù)寬度

單字:適合低速設(shè)備,不用指明傳送信息單位,缺點(diǎn)是速度慢總線利用率低;

定長塊:高速設(shè)備,充分利用總線寬度不用指明傳送信息單位,但不靈活;

可變長塊:優(yōu)先級速度都高的設(shè)備,靈活需充分利用總線帶寬,但需指定傳送信號塊大小。

單字加定長塊:優(yōu)先級高速度低的設(shè)備,短數(shù)據(jù)可用單字傳送減少帶寬浪費(fèi),信息塊太小時(shí)成為單字方式總線利用率低。

單字加可變長塊:普遍使用,靈活有效,但復(fù)雜開銷大。

5、有通道情況下的I/O過程

a目態(tài)程序中可安排I/O廣義指令

b運(yùn)行到廣義指令后,產(chǎn)生訪管中斷

cCPU響應(yīng)中斷后進(jìn)入管態(tài)

d管理程序根據(jù)廣義指令編寫通道程序,進(jìn)入通道選擇設(shè)備期

e選擇通道和子通道,取出指令,選擇控制器和設(shè)備,發(fā)啟動(dòng)命令,結(jié)束通道選擇設(shè)備期

f進(jìn)入通道數(shù)據(jù)傳送期,完成數(shù)據(jù)傳送

g向CPU發(fā)I/O請求,第二次轉(zhuǎn)管態(tài),調(diào)出相應(yīng)管理程序,之后CPU返回目態(tài)。

6、比較通道的三種類型

字節(jié)多路:單字節(jié),適于大量低速設(shè)備,字節(jié)交叉,多次選擇設(shè)備,分時(shí)共享,滿負(fù)荷時(shí)對通道要求的實(shí)際流量應(yīng)是所連各設(shè)備的流量之和。

數(shù)組多路:定長塊,適于大量高速設(shè)備,成組交叉,多次選擇設(shè)備,分時(shí)共享,滿負(fù)荷時(shí)對通道要求的實(shí)際流量應(yīng)是所連各設(shè)備的流量最大的那個(gè)。

選擇:不定長塊,高優(yōu)先級高速設(shè)備,獨(dú)占通道,一次選擇設(shè)備,獨(dú)占,滿負(fù)荷時(shí)對通道要求的實(shí)際流量應(yīng)是所連各設(shè)備的流量最大的那個(gè)。

7、為什么中斷優(yōu)先級從高到低一般為:機(jī)器校驗(yàn)、程序性和管理程序調(diào)用、外部、I/O、重新啟動(dòng)?

機(jī)器校驗(yàn)若不及時(shí)處理,系統(tǒng)將無法正常工作。

程序中斷若低于外部和I/O中斷可能導(dǎo)致混亂。只有處理完機(jī)器故障后,才能進(jìn)入訪管中斷。

重新啟動(dòng)一般時(shí)間并不緊迫,所以放在最后。

8、集中式串行鏈接的過程,優(yōu)缺點(diǎn),硬件故障時(shí)通訊的可靠性。

a經(jīng)公共總線向總線控制器申請

b總線不忙時(shí),總線控制器響應(yīng)請求,送出總線可用。

c總線可用信號在部件間串行通過,直至某個(gè)部件發(fā)生總線請求。

d該部件獲得總線使用權(quán)

e數(shù)據(jù)傳送,維持總線忙

f傳送完成,去除總線忙

g總線請求再次建立時(shí),重復(fù)新的分配過程。

優(yōu)點(diǎn):簡單,線數(shù)少,可擴(kuò)充性好,可靠性高。

缺點(diǎn):對總線可用線及電路敏感,不靈活,速度慢。

9、集中式定時(shí)查詢的過程,優(yōu)缺點(diǎn),硬件故障時(shí)通訊的可靠性。

a每個(gè)部件發(fā)總線請求

b總線不忙時(shí),定時(shí)查詢誰發(fā)的請求

c查詢到后,查詢停止,該部件獲得總線使用權(quán)

d數(shù)據(jù)傳送,維持總線忙

e傳送完成,去除總線忙

f總線請求再次建立時(shí),重復(fù)新的分配過程。

優(yōu)點(diǎn):靈活,可靠性高

缺點(diǎn):線數(shù)多,擴(kuò)展性差,控制復(fù)雜,總線分配受限計(jì)數(shù)信號。

10、集中式獨(dú)立請求的優(yōu)缺點(diǎn),硬件故障時(shí)通訊的可靠性。

a每個(gè)部件有總線請求和總線準(zhǔn)許

b總線未分配時(shí),總線分配器根據(jù)某種算法仲裁哪個(gè)申請部件使用總線。

c數(shù)據(jù)傳送

d傳送完畢后除去總線已分配和總線準(zhǔn)許。

優(yōu)點(diǎn):速度快,靈活,方便隔離失效部件

缺點(diǎn):線數(shù)多,復(fù)雜。

11、在現(xiàn)代計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中,中斷系統(tǒng)的軟硬件功能是怎樣分配的,為什么這樣分配?

中斷響應(yīng)要求快,一般用硬件實(shí)現(xiàn)。

中斷的處理過程一般用軟件,也可用硬件支持。

中斷響應(yīng)過程中現(xiàn)場的保存和恢復(fù)用硬件實(shí)現(xiàn),以保證響應(yīng)速度。

另一部分現(xiàn)場用軟件實(shí)現(xiàn),提高靈活性。

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