计算机系统结构(高教版)张晨曦 习题答案 第六章.pdf

6.1 名词解释 响应时间:从用户输入命令开始到得到结果所花费的时间 可靠性：系统从某个初始参考点开始一直连续提供服务的能力 可用性：系统正常工作的时间在连续两次正常服务间隔时间所占的比率 可信性：服务的质量，记载多大程度上可以合理地认为服务是可靠的 RAID ：在磁盘阵列中设置冗余信息盘，从而形成的磁盘阵列 分离式事务总线：在请求和应答之间的空闲时间内，总线可以提供其他的 I/O 使用，这样就 不必在整个 I/O 过程中都独占总线，采用这种技术的总线叫分离事务总线 通道：专门负责整个计算机系统的输入输出工作的专用处理机 通道流量：又称通道吞吐率、通道数据传输率等，它是指一个通道在数据传送期间，单位时 间能够传送的数据量 虚拟 DMA ：允许 DMA 设备直接使用虚拟地址，并在 DMA 期间由硬件将虚拟地址转换为 物理地址。 异步 I/O ：允许进程在发出 I/O 请求后继续执行，直到该进程真正访问这些数据而它们又尚 未就绪时才被挂起。 6.3 RAID 有哪些分级？各有何特点？ RAID0 亦称数据分块，即把数据分布在多个盘上，实际上是非冗余阵列，无冗余信息。 RAID1 亦称镜像盘，使用双备份磁盘。每当数据写入一个磁盘时，将该数据也写到另一 个冗余盘，这样形成信息的两份复制品。如果一个磁盘失效，系统可以到镜像盘中 获得所需要的信息。镜像是最昂贵的解决方法。特点是系统可靠性很高，但效率很 低。 RAID2 位交叉式海明编码阵列。原理上比较优越，但冗余信息的开销太大，因此未被广 泛应用。 RAID3 位交叉奇偶校验盘阵列，是单盘容错并行传输的阵列。即数据以位或字节交叉的 方式存于各盘，冗余的奇偶校验信息存储在一台专用盘上。 RAID4 专用奇偶校验独立存取盘阵列。即数据以块(块大小可变)交叉的方式存于各盘，冗 余的奇偶校验信息存在一台专用盘上。 RAID5 块交叉分布式奇偶校验盘阵列，是旋转奇偶校验独立存取的阵列。即数据以块交 叉的方式存于各盘，但无专用的校验盘，而是把冗余的奇偶校验信息均匀地分布在 所有磁盘上。 RAID6 双维奇偶校验独立存取盘阵列。即数据以块(块大小可变)交叉的方式存于各盘，冗 余的检、纠错信息均匀地分布在所有磁盘上。并且，每次写入数据都要访问一个数 据盘和两个校验盘，可容忍双盘出错。 RAID10 与 RAID01 是 RAID0 与 RAID1 相结合的结果，其区别在于先做什么，即先镜像 还是先按条带存放。 6.4 同步总线和异步总线各有什么优缺点？ 同步总线上所有设备通过统一的总线时钟进行同步。同步总线成本低，因为它不需 要设备之间相互确定时序的逻辑。但是同步总线也有缺点，总线操作必须以相同的速度 运行。由于各种设备都要精确地以公共时钟为定时参考，因此在时钟频率很高时容易产 生时钟相对漂移错误。 异步总线上的设备之间没有统一的时钟，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。 6.5 计算机系统字长 32 位，包括两个选择通道和一个字节多路通道，每个选择通道上连接 了两台磁盘机和两台磁带机，字节多路通道到上连接了两台行式打印机、两台读卡机及 10 台终端，假定各设备的传输率如下： 磁盘机：800KBps 磁带机：200KBps 行打机：6.6KBps 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 解：比较各设备的传输率，要得到计算机系统的最大 I/O 数据传输率，也就是要在选择通道 上连接两台磁盘机，f 选择 800KBps 字节多 路通道上的 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 f 字节多路 6.6=×2 +1.2 ×2 +10 ×1 25.6KBps 计算机的最大传输率为 800*2+25.6=1625.6KBps 6.7 试比较 3 种通道的优缺点及适用场合 字节多路：单字节，适于大量低速设备，字节交叉，多次选择设备，分时共享，满负荷 时对通道要求的实际流量应是所连各设备的流量之和。 数组多路：定长块，适于大量高速设备，成组交叉，多次选择设备，分时共享，满负荷 时对通