【正文】 a xm a x 通道處理機(jī) 計(jì)算機(jī)體系結(jié)構(gòu) 北京理工大學(xué)計(jì)算機(jī)學(xué)院 為了保證通道能夠正常工作 ， 不丟失數(shù)據(jù) ，必須滿足設(shè)備要求通道的實(shí)際最大流量不超過(guò)通道所能達(dá)到的極限流量這一流量設(shè)計(jì)的最基本原則 ， 因此 ， 對(duì)上述 3 種類型的通道應(yīng)分別滿足關(guān)系式： js e l e c tjs e l e c tjb l o c kjb l o c kjb y t ejb y t effffff????????????m a xm a xm a x 通道處理機(jī) 計(jì)算機(jī)體系結(jié)構(gòu) 北京理工大學(xué)計(jì)算機(jī)學(xué)院 如果 I/O系統(tǒng)有 m個(gè)通道 ， 其中 1至 m1為字節(jié)多路通道 ， m1+1至 m2為數(shù)組多路通道 ， m2+1至 m為選擇通道 ， 則該 I/O系統(tǒng)工作時(shí)的極限流量將為 ????????????? ??????????????????????mmjjipimmjpijipijimjmmjjs e l e c tmmjjb l o c kmjjb y t effffffffjjj111 111m a x1m a x1m a x1m a xm a x22112211m a xm a x必然會(huì)滿足 通道處理機(jī) 計(jì)算機(jī)體系結(jié)構(gòu) 北京理工大學(xué)計(jì)算機(jī)學(xué)院 設(shè)有一字節(jié)多路通道 ， 它有 3 個(gè)子通道： “ 0”號(hào) 、“ 1”號(hào)高速印字機(jī)各占一個(gè)子通道； “ 0”號(hào)打印機(jī) 、“ 1”號(hào)打印機(jī)和 “ 0”號(hào)光電輸入機(jī)合用一個(gè)子通道 。假定數(shù)據(jù)傳送期內(nèi)高速印字機(jī)每隔 25 μs發(fā)一個(gè)字節(jié)請(qǐng)求 ， 低速打印機(jī)每隔 150 μs發(fā)一個(gè)字節(jié)請(qǐng)求 ， 光電輸入機(jī)每隔 800 μs發(fā)一個(gè)字節(jié)請(qǐng)求 ， 則這 5 臺(tái)設(shè)備要求通道的流量為 sMBffijijb y t e/0 9 8 0 011 5 011 5 0125125151????????????? ???? 通道處理機(jī) 計(jì)算機(jī)體系結(jié)構(gòu) 北京理工大學(xué)計(jì)算機(jī)學(xué)院 圖 字節(jié)多路通道響應(yīng)和處理各設(shè)備請(qǐng)求的時(shí)間示意圖 通道處理機(jī) 計(jì)算機(jī)體系結(jié)構(gòu) 北京理工大學(xué)計(jì)算機(jī)學(xué)院 加例： 一個(gè)字節(jié)多路通道連接 D D DD D5共 5臺(tái)設(shè)備，這些設(shè)備分別每 10?s、30 ?s、 30 ?s、 50 ?s和 75 ?s向通道發(fā)出一次數(shù)據(jù)傳送的服務(wù)請(qǐng)求，請(qǐng)回答下列問(wèn)題： (1) 計(jì)算這個(gè)字節(jié)多路通道的實(shí)際流量和工作周期。 通道處理機(jī) 計(jì)算機(jī)體系結(jié)構(gòu) 北京理工大學(xué)計(jì)算機(jī)學(xué)院 (2) 如果設(shè)計(jì)字節(jié)多路通道的最大流量正好等于通道實(shí)際流量，并假設(shè)數(shù)據(jù)傳輸率高的設(shè)備，通道響應(yīng)它的數(shù)據(jù)傳送請(qǐng)求的優(yōu)先級(jí)也高。 5臺(tái)設(shè)備在 0時(shí)刻同時(shí)向通道發(fā)出第一次傳送數(shù)據(jù)的請(qǐng)求，并在以后的時(shí)間里按照各自的數(shù)據(jù)傳輸率連續(xù)工作。畫(huà)出通道分時(shí)為各臺(tái)設(shè)備服務(wù)的時(shí)間關(guān)系圖，并計(jì)算這個(gè)字節(jié)多路通道處理完各臺(tái)設(shè)備的第一次數(shù)據(jù)傳送請(qǐng)求的時(shí)刻。 通道處理機(jī) 計(jì)算機(jī)體系結(jié)構(gòu) 北京理工大學(xué)計(jì)算機(jī)學(xué)院 (3) 從時(shí)間關(guān)系圖上發(fā)現(xiàn)什么問(wèn)題？如何解決這個(gè)問(wèn)題？ 解： 通道的實(shí)際流量為： 通道的工作周期為： t＝ 1/fBYTE＝ 5?s/byte 0 .2 M B / SM B / S751501301301101 ??????? ?????B Y T Ef 通道處理機(jī) 計(jì)算機(jī)體系結(jié)構(gòu) 北京理工大學(xué)計(jì)算機(jī)學(xué)院 通道處理完各設(shè)備這個(gè)第一次請(qǐng)求的時(shí)間如下： D1: 5?s。 D2: 10?s。 D3: 20?s。 D4: 30?s 設(shè)備 D5的第一次請(qǐng)求沒(méi)有得到響應(yīng)，數(shù)據(jù)丟失。 設(shè)備 D5第一 次請(qǐng)求未 得到響應(yīng) 的原因分 析： D1 D2 D3 D4 D5 t t t t t 通道處理機(jī) 計(jì)算機(jī)體系結(jié)構(gòu) 北京理工大學(xué)計(jì)算機(jī)學(xué)院 對(duì)所有設(shè)備的請(qǐng)求時(shí)間間隔取最小公倍數(shù)，在這一段時(shí)間內(nèi)通道的流量是平衡的，但是，在任意設(shè)備的任意兩次傳送請(qǐng)求之間并不能保證都能得到通道的響應(yīng)。 為了保證字節(jié)多路通道能夠正常工作，可以采取下列幾種方法： 方法一： 增加通道的最大流量。保證連接在通道上的所有設(shè)備的數(shù)據(jù)傳送請(qǐng)求能夠及時(shí)得到通道的響應(yīng)。 方法二： 動(dòng)態(tài)改變?cè)O(shè)備的優(yōu)先級(jí)。例如，在 30?s至 70?s之間臨時(shí)提高設(shè)備 D5的優(yōu)先級(jí)。 通道處理機(jī) 計(jì)算機(jī)體系結(jié)構(gòu) 北京理工大學(xué)計(jì)算機(jī)學(xué)院 方法三： 增加緩沖存儲(chǔ)器。特別是對(duì)優(yōu)先級(jí)比較低的設(shè)備。例如，只要為設(shè)備 D5增加一個(gè)數(shù)據(jù)緩沖寄存器，它的第一次請(qǐng)求可以在第 85?s處得到響應(yīng)，第二次請(qǐng)求可以在第 145?s處得到響應(yīng)。 通道處理機(jī) 計(jì)算機(jī)體系結(jié)構(gòu) 北京理工大學(xué)計(jì)算機(jī)學(xué)院 本章重點(diǎn) 輸入輸出系統(tǒng) 總線的控制方式 通道工作原理 通道類型 通道流量的分析 本章重點(diǎn) 計(jì)算機(jī)體系結(jié)構(gòu) 北京理工大學(xué)計(jì)算機(jī)學(xué)院 一個(gè)字節(jié)多路通道連接有 5臺(tái)設(shè)備，它們的數(shù)據(jù)傳輸率如下表： 設(shè)備名稱 D1 D2 D3 D4 D5 數(shù)據(jù)傳輸速率（ KB/S） 100 20 10 服務(wù)優(yōu)先級(jí) 1 2 3 4 5 補(bǔ)充習(xí)題 本章重點(diǎn) 計(jì)算機(jī)體系結(jié)構(gòu) 北京理工大學(xué)計(jì)算機(jī)學(xué)院 （ 1）計(jì)算這個(gè)字節(jié)多路通道的實(shí)際工作流量。 （ 2）為了使通道能夠正常工作，請(qǐng)?jiān)O(shè)計(jì)通道的最大流量和工作周期。 （ 3）當(dāng)這個(gè)字節(jié)多路通道工作在最大流量時(shí)，5臺(tái)設(shè)備都在 0時(shí)刻同時(shí)向通道發(fā)出第一次傳送數(shù)據(jù)的請(qǐng)求，并在以后的時(shí)間里按照各自的數(shù)據(jù)傳輸速率連續(xù)工作。畫(huà)出通道分時(shí)為各臺(tái)設(shè)備服務(wù)的時(shí)間關(guān)系圖，并計(jì)算這個(gè)字節(jié)多路通道處理完各臺(tái)設(shè)備的第一次數(shù)據(jù)服務(wù)請(qǐng)求的時(shí)刻。 本章重點(diǎn) 計(jì)算機(jī)體系結(jié)構(gòu) 北京理工大學(xué)計(jì)算機(jī)學(xué)院 一個(gè)字節(jié)多路通道連接有 4臺(tái)設(shè)備，每臺(tái)設(shè)備發(fā)出輸入輸出服務(wù)請(qǐng)求的時(shí)間間隔、它們的服務(wù)優(yōu)先級(jí)和發(fā)出第一次服務(wù)請(qǐng)求的時(shí)刻如下表： 設(shè)備名稱 D1 D2 D3 D4 發(fā)服務(wù)請(qǐng)求間隔 10181。s 75181。s 15181。s 50181。s 服務(wù)優(yōu)先級(jí) 1 4 2 3 發(fā)出第一次請(qǐng)求時(shí)間 0181。s 70181。s 10181。s 20181。s 本章重點(diǎn) 計(jì)算機(jī)體系結(jié)構(gòu) 北京理工大學(xué)計(jì)算機(jī)學(xué)院 （ 1）計(jì)算這個(gè)字節(jié)多路通道的實(shí)際流量和工作周期。 （ 2）在數(shù)據(jù)傳送期間，如果通道選擇一次設(shè)備的時(shí)間為 3181。s，傳送一個(gè)字節(jié)的時(shí)間為 2181。s ，畫(huà)出這個(gè)字節(jié)多路通道響應(yīng)各設(shè)備請(qǐng)求和為設(shè)備服務(wù)的時(shí)間關(guān)系圖。 （ 3）從（ 2）時(shí)間關(guān)系圖中，計(jì)算通道處理完成各設(shè)備第一次服務(wù)請(qǐng)求的時(shí)刻。 （ 4）從（ 2）時(shí)間關(guān)系圖中看，這個(gè)字節(jié)多路通道能否正常工作？ （ 5）在設(shè)計(jì)一個(gè)字節(jié)多路通道的工作流量時(shí)，可以采用哪些措施來(lái)保證通道能夠正常工作？ 本章重點(diǎn)