【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 設(shè)備臺(tái)數(shù)為m,設(shè)備的速率為fi，為了不丟失信息，應(yīng)滿足： 1/(TS+TD)=m*fi fi也就是設(shè)備發(fā)出字節(jié)傳送請(qǐng)求間隔時(shí)間(500μs)的倒數(shù)，所以： m=1/((TS+TD)*f)=500/(+)=50(臺(tái)) (2)設(shè)備B,C,E,F可以掛在此通道上，設(shè)備A,D則不能。 剖析： 思路一：從傳送字節(jié)速率上入手。 A~F是高速設(shè)備，應(yīng)掛接在選擇通道上，選擇通道的極限流量為： =N/(TS+N*TD)=1/((TS/N)+TD)=1/(()+)=1/(約) 由表35可得出 設(shè)備ABCDEF傳送速率(B/μs)1/1/1/1/1/1/所以，B、C、E、F可掛在該通道上。A、D不能。 思路二：從傳送字節(jié)時(shí)間上入手。 對(duì)于高速設(shè)備，由于一次傳送字節(jié)數(shù)不少于1024byte ∴+1024＝ 由表35可得出每臺(tái)設(shè)備發(fā)送1024字節(jié)的時(shí)間間隔分別為: 設(shè)備ABCDEF傳送時(shí)間(μs)256512∴為使數(shù)據(jù)不丟失，B、C、E、F可掛在該通道上。A、D不能。 ，某數(shù)據(jù)傳送速率分別如表中所列。 設(shè)備123456傳送速率(KB/s)5015100254020(1)計(jì)算所有設(shè)備都工作時(shí)的通道實(shí)際最大流量： (2)如果設(shè)計(jì)的通道工作周期使通道極限流量恰好與通道最大流量相等，以滿足流量設(shè)計(jì)的基本要求，同時(shí)讓速率越高的設(shè)備被響應(yīng)的優(yōu)先級(jí)越高。當(dāng)6臺(tái)設(shè)備同時(shí)發(fā)出請(qǐng)求開始，畫出此通道在數(shù)據(jù)傳送期內(nèi)響應(yīng)和處理各外設(shè)請(qǐng)求的時(shí)間示意圖。由此你發(fā)現(xiàn)了什么問(wèn)題? (3)在(2)的基礎(chǔ)上，在哪臺(tái)設(shè)備內(nèi)設(shè)置多少個(gè)字節(jié)的緩沖器就可以避免設(shè)備信息丟失?那么，這是否說(shuō)書中關(guān)于流量設(shè)計(jì)的基本要求是沒(méi)有必要的了呢?為什么? 解： (1)實(shí)際最大流量＝50+15+l00+25+40+20＝250KB/S。 (2)通道響應(yīng)和處理各設(shè)備請(qǐng)求的時(shí)間示意圖 由此發(fā)現(xiàn)由于高速設(shè)備的響應(yīng)優(yōu)先級(jí)高，使低速設(shè)備2造成數(shù)據(jù)丟失。 (3)在2中各設(shè)兩個(gè)字節(jié)的緩沖區(qū)即可。這并不說(shuō)明流量設(shè)計(jì)的基本條件是不必要的，因?yàn)槿艋緱l件不滿足，無(wú)論設(shè)備優(yōu)先級(jí)如何確定總有設(shè)備的信息會(huì)丟失。 剖析： (2)由各設(shè)備的傳送字節(jié)速率可解其連續(xù)發(fā)出傳送請(qǐng)求的時(shí)間間隔分別為： 設(shè)備123456發(fā)申請(qǐng)間隔(μs)2067(約)10402550(其中包括兩個(gè)子通道Al和A2)，兩個(gè)數(shù)組多路通道B1和B2及一個(gè)選擇通道C構(gòu)成，各通道所接設(shè)備和設(shè)備的數(shù)據(jù)傳送速率如表所示。 (1)分別求出各通道應(yīng)具有多大設(shè)計(jì)流量才不會(huì)丟失信息； (2)設(shè)I/O系統(tǒng)流量占主存流量的1/2時(shí)才算流量平衡，則主存流量應(yīng)達(dá)到多少? 通道號(hào)所接設(shè)備的數(shù)據(jù)傳送速率(KB/s)字節(jié)多路通道子通道A150 35 20 20 50 35 20 20子通道A250 35 20 20 50 35 20 20數(shù)組多路通道B1500 400 350 250數(shù)組多路通道B2500 400 350 250選擇通道C500 400 350 250解： (1)要不丟失信息，各通道需要達(dá)到的流量：字節(jié)多路通道子通道A1:。字節(jié)多路通道子通道A2:。數(shù)組多路通道B1:500KB/s。數(shù)組多路通道B2:500KB/s。選擇通道C:500KB/s。 (2)主存流量應(yīng)達(dá)到4MB/S。 剖析: (1)設(shè)備要求字節(jié)多路通道或其子通道的實(shí)際最大流量，是該通道所接各設(shè)備的字節(jié)傳送速率之和。 設(shè)備要求數(shù)組多路通道或選擇通道的實(shí)際最大流量，是該通道所接各設(shè)備的字節(jié)傳送速率中的最大者。 (2)I/O系統(tǒng)中，各種通道和子通道可以并行工作，因此，I/O系統(tǒng)的最大流量應(yīng)等于各通道最大流量之和。 第四章　存儲(chǔ)體系=107s、TA2=102s,為使存儲(chǔ)層次的訪問(wèn)效率e達(dá)到最大值的80%以上，命中率H至少要求達(dá)到多少？實(shí)際上這樣高的命中率是很難達(dá)到的，那么從存儲(chǔ)層次上如何改進(jìn)？ 解： e=TA1/TA=TA1/(H*TA1+(1H)*TA2)≥80%，H≥(10^55/4)/(10^51)。 這樣的命中率很難達(dá)到。為了降低對(duì)H的要求，可以選擇高命中率的算法，可以減少相鄰兩級(jí)的訪問(wèn)速度差和容量差(這樣做不利于降低存儲(chǔ)器的平均每位價(jià)格)，可在主、輔存儲(chǔ)器間加一層電子磁盤，使存儲(chǔ)體系中相鄰兩級(jí)的訪問(wèn)時(shí)間比不太大。 程序存放在模32單字交叉存儲(chǔ)器中，設(shè)訪存申請(qǐng)隊(duì)的轉(zhuǎn)移概率λ為25%,求每個(gè)存儲(chǔ)周期能訪問(wèn)到的平均字?jǐn)?shù)。當(dāng)模數(shù)為16呢？由此你可得到什么結(jié)論？ 解：B=[ 1(1λ)^m] /λ 解： 由λ=,m=32 求得：B=44*(3/4)^32 同理，m=16時(shí) ,B=44*(3/4)^16 可得出，在λ=，m=32的平均訪問(wèn)字?jǐn)?shù)大于m=16時(shí)的平均訪問(wèn)字?jǐn)?shù)。 設(shè)主存每個(gè)分體的存取周期為2μs，寬度為4個(gè)字節(jié)。采用模m多分體交叉存取?，F(xiàn)要求主存實(shí)際頻寬為4MB/S,問(wèn)主存模數(shù)m應(yīng)取多少方能使兩者速度基本適配？其中m取2的冪。 解： m=4 剖析：根據(jù)題意，模m多分體交叉的最大頻寬為：分體數(shù)*單體頻寬=m*分體的寬度/分體的存取周期=m*4B/2μs，*m*4/2=4。 ，每頁(yè)1024個(gè)字，實(shí)際主存為4096個(gè)字，采用頁(yè)表法進(jìn)行地址映象。映象表的內(nèi)容如下表所示。 虛頁(yè)號(hào)01234567實(shí)頁(yè)號(hào)31232100裝入位11001010注：我把虛頁(yè)號(hào)加上了。 (1)列出會(huì)發(fā)生頁(yè)面失效的全部虛頁(yè)號(hào)； (2)按以下虛地址計(jì)算主存實(shí)地址：0，3728，1023，1024，2055，7800，4096，6800。 解: (1)會(huì)發(fā)生頁(yè)面失效的全部虛頁(yè)號(hào)為：2,3,5,7。 (2) 虛地址虛頁(yè)號(hào)頁(yè)內(nèi)位移裝入位實(shí)頁(yè)號(hào)頁(yè)內(nèi)位移實(shí)地址0001303072327836560頁(yè)面失效頁(yè)面失效無(wú)102301023131023409510241011010242055270頁(yè)面失效頁(yè)面失效無(wú)780076320頁(yè)面失效頁(yè)面失效無(wú)40964012020486800665610656656剖析：(1)根據(jù)頁(yè)表法列出表2，當(dāng)裝入位為0時(shí)，即為頁(yè)面失效，再找出相對(duì)應(yīng)的虛頁(yè)號(hào)即可。 (2)虛頁(yè)號(hào)=虛地址/頁(yè)面大小 頁(yè)內(nèi)位移量=虛地址－虛頁(yè)號(hào)*頁(yè)面大小 實(shí)地址＝實(shí)頁(yè)號(hào)*頁(yè)面大?。?yè)內(nèi)位移量 由于可以用替換算法解決頁(yè)面失效的問(wèn)題，所以，發(fā)生頁(yè)面失效的虛頁(yè)2,3,5,7仍然可以有相應(yīng)的實(shí)地址，但這樣要在頁(yè)表中建立新的虛實(shí)地址對(duì)應(yīng)關(guān)系，新的虛實(shí)地址對(duì)應(yīng)關(guān)系和原來(lái)的對(duì)應(yīng)關(guān)系相同的可能性就很小了。 一個(gè)段頁(yè)式虛擬存儲(chǔ)器。虛地址有2位段號(hào)、2位頁(yè)號(hào)、11位頁(yè)內(nèi)位移（按字編址），主存容量為32K字。每段可有訪問(wèn)方式保護(hù)，其頁(yè)表和保護(hù)位如下表所示。 段號(hào)0123訪問(wèn)方式只讀可讀/執(zhí)行可讀/寫/執(zhí)行可讀/寫虛頁(yè)0所在位置實(shí)頁(yè)9在輔存上頁(yè)表不在主存內(nèi)實(shí)頁(yè)14虛頁(yè)1所在位置實(shí)頁(yè)3實(shí)頁(yè)0頁(yè)表不在主存內(nèi)實(shí)頁(yè)1虛頁(yè)2所在位置在輔存上實(shí)頁(yè)15頁(yè)表不在主存內(nèi)實(shí)頁(yè)6虛頁(yè)3所在位置實(shí)頁(yè)12實(shí)頁(yè)8頁(yè)表不在主存內(nèi)在輔存上(1)此地址空間中共有多少個(gè)虛頁(yè)？ (2)當(dāng)程序中遇到下列情況時(shí) 方式段頁(yè)頁(yè)內(nèi)位移取數(shù)取數(shù)取數(shù)存數(shù)存數(shù)存數(shù)轉(zhuǎn)移至此取數(shù)取數(shù)轉(zhuǎn)移至此013021102311311032001102047421410050560寫出由虛地址計(jì)算出實(shí)地址。說(shuō)明哪個(gè)會(huì)發(fā)生段失效、頁(yè)面或保護(hù)失效失效。 解答:(1)該地址空間中共有16個(gè)虛頁(yè)。 (2)程序中遇到上表中各情況時(shí)，是否會(huì)發(fā)生段失效、頁(yè)失效或保護(hù)失效及相應(yīng)的主存實(shí)地址的情況如下表所示： 方式段頁(yè)頁(yè)內(nèi)位移段失效頁(yè)失效實(shí)頁(yè)號(hào)實(shí)地址保護(hù)失效取數(shù)取數(shù)取數(shù)存數(shù)存數(shù)存數(shù)轉(zhuǎn)移至此取數(shù)取數(shù)轉(zhuǎn)移至此013021102311311032001102047421410050560無(wú)無(wú)無(wú)無(wú)有無(wú)無(wú)無(wú)有無(wú)無(wú)無(wú)有無(wú)/有無(wú)有/無(wú)30無(wú)3無(wú)無(wú)8無(wú)無(wú)14614510無(wú)6184無(wú)無(wú)16484無(wú)無(wú)28732無(wú)無(wú)/有//無(wú)//有剖析：(1)虛地址中段號(hào)有2位，頁(yè)號(hào)有2位，也就是每個(gè)程序最多只能有2^2=4個(gè)段，每個(gè)段至多只能有2^2=4頁(yè)，所以該地址空間中共有4*4=16個(gè)虛頁(yè)。 (2)先從題意得知： 實(shí)地址：15位，其中實(shí)頁(yè)號(hào)4位，頁(yè)內(nèi)位移11位 頁(yè)大小為2K字（由頁(yè)內(nèi)位移得知） ，其頁(yè)地址為4，5，3，2，5，1，3，2，2，5，1，3。當(dāng)使用LRU算法替換時(shí)，為獲得最高命中率，至少應(yīng)分配給該程序幾個(gè)實(shí)頁(yè)？其可能的最高命中率為多少？ ，分時(shí)運(yùn)行兩道程序。其中，程序X為 DO 50 I=1,3　　B(I)=A(I)C(I)　　IF(B(I)LE0)GOTO 40　　D(I)=2*C(I)A(I)　　IF(D(I)EQ0)GOTO 5040　E(I)=050　CONTINUEData: A=(4,+2,0)　　　C=(3,0,+1)每個(gè)數(shù)組分別放在不同的頁(yè)面中。而程序Y在運(yùn)行過(guò)程中，其數(shù)組將依次用到程序空間的第3,5,4,2,5,3,1,3,2,5,1,3,1,5,2頁(yè)。如果采用LRU算法，實(shí)存卻只有8頁(yè)位置可供存放數(shù)組之用。試問(wèn)為這兩首程序的數(shù)組分別分配多少個(gè)實(shí)頁(yè)最為合適？為什么？ 解答： 分別分配給程序X和Y的數(shù)組4個(gè)實(shí)頁(yè)最為合適。 根據(jù)題意，程序X依次調(diào)用數(shù)組A,C,B,B,E, A,C,B,B,C,A,D,D,E, A,C,B,B,E中的數(shù)據(jù)。 設(shè)程序X中的數(shù)組A,B,C,D,E分別存放于程序空間的第1,2,3,4,5頁(yè)，則程序的頁(yè)地址流為：1，3，2，2，5， 1，3，2，2，3，1，4，4，5， 1，3，2，2，5。 分析使用LRU算法對(duì)程序X的頁(yè)地址流進(jìn)行堆棧處理的過(guò)程可知，分配給程序X的數(shù)組5個(gè)實(shí)頁(yè)最為合適。分析使用LRU算法對(duì)程序Y的頁(yè)地址流進(jìn)行堆棧處理的過(guò)程可知，分配給程序Y的數(shù)組4個(gè)實(shí)頁(yè)最為合適。 但實(shí)存只有8頁(yè)位置可供存放數(shù)組之用，所以，分別分配給程序X和Y的數(shù)組4個(gè)實(shí)頁(yè)。 note: 分時(shí)運(yùn)行在微觀上是串行的，就是說(shuō)，分時(shí)運(yùn)行時(shí)把時(shí)間劃分為若干時(shí)間片，每個(gè)程序輪流占用時(shí)間片。在宏觀上是并行的，就是說(shuō)，每個(gè)程序在一個(gè)時(shí)間片內(nèi)并不能運(yùn)行完。總的來(lái)看，是同時(shí)運(yùn)行的，所以兩個(gè)程序分配的實(shí)頁(yè)和不能大于8。 我不了解FORTRAN，找朋友把上面的源代碼轉(zhuǎn)成C了： main(){ int A[]={4,2,0}。 int C[]={3,0,1}。 for (i=0,i0) E[i]=0。 }。 }。}，它應(yīng)可對(duì)應(yīng)1K個(gè)任務(wù)，但在一段較長(zhǎng)時(shí)間內(nèi)，一般只有4個(gè)任務(wù)在使用，故用容量為4行的相聯(lián)寄存器組硬件來(lái)縮短被變換的虛地址中的用戶位位數(shù)；每個(gè)任務(wù)的程序空間最大可達(dá)4096頁(yè)，每頁(yè)為512個(gè)字節(jié)，實(shí)主存容量為2＾20位；設(shè)快表用按地址訪問(wèn)存儲(chǔ)器構(gòu)成，行數(shù)為32，快表的地址是經(jīng)散列形成；為減少散列沖突，配有兩套獨(dú)立相等比較電路。請(qǐng)?jiān)O(shè)計(jì)該地址變換機(jī)構(gòu)，內(nèi)容包括： (1)畫出其虛、實(shí)地址經(jīng)快表變換之邏輯結(jié)構(gòu)示意圖； (2)相聯(lián)寄存器組中每個(gè)寄存器的相聯(lián)比較位數(shù)； (3)相聯(lián)寄存器組中每個(gè)寄存器的總位數(shù)； (4)散列變換硬件的輸入位數(shù)和輸出位數(shù)； (5)每個(gè)相等比較器的位數(shù)； (6)快表的總?cè)萘浚ㄒ晕粸閱挝唬?解:(1)依題意得知：虛地址為34位，其中用戶號(hào)為10位（對(duì)應(yīng)1K的任務(wù)）、虛頁(yè)號(hào)12位（每個(gè)任務(wù)4096頁(yè)）、頁(yè)內(nèi)位移12位（每頁(yè)512字節(jié)，512字節(jié)=512*8=1024*4=2^12） 實(shí)地址為20位，其中實(shí)頁(yè)號(hào)8位，頁(yè)內(nèi)位移12位（與虛頁(yè)頁(yè)內(nèi)位移對(duì)應(yīng)） 相聯(lián)寄存器的作用：把10位的用戶號(hào)轉(zhuǎn)換為2位的ID（因?yàn)橐话阒挥?個(gè)任務(wù)在使用），并把ID與虛地址的虛頁(yè)號(hào)合并到快表中查實(shí)頁(yè)號(hào)。 快表的作用：相當(dāng)于頁(yè)表，即虛頁(yè)號(hào)對(duì)實(shí)頁(yè)號(hào)的對(duì)應(yīng)關(guān)系。但又有所簡(jiǎn)化（原因是如果用用戶號(hào)和虛頁(yè)號(hào)與實(shí)頁(yè)號(hào)對(duì)應(yīng)，前者就有22位，現(xiàn)改進(jìn)后虛頁(yè)號(hào)只有14位了） (2)相聯(lián)寄存器組中每個(gè)寄存器的相聯(lián)比較位數(shù)為10（與虛地址中的用戶號(hào)寬度對(duì)應(yīng)） (3)相聯(lián)寄存器組中每個(gè)寄存器的總數(shù)為12（用戶號(hào)寬度+ID寬度） (4)散列變換硬件的輸入位數(shù)為14位（虛頁(yè)號(hào)寬度+相聯(lián)寄存器中ID的寬度），輸出位數(shù)為8位（與主存中的實(shí)頁(yè)號(hào)寬度對(duì)應(yīng)） (5)每個(gè)相等比較器的位數(shù)=ID