计算机系统结构02325复习资料 - 图文

完成。例如，在IBM370系列机上，程序状态字为64位，等于它的长字，交换程序状态字只需硬件启动写长字和读长字两次访存即可完成。

尽管中断请求是随机发出的，为了便于精确保存中断的断点以及在中断处理完后又能返回到原中断处，中断响应排队器总是在每条指令执行到最后一个机器周期的最后一个时钟周期时，对目前到达中断响应排队器入口的所有中断请求排一次队，择优进行响应。在中断响应排队器相应的输出端产生出响应信号。此信号经中断级服务程序入口地址形成硬件，生成出该级中断服务程序的程序状态字在内存区中所存放的地址。同时，经中断响应控制信号启动，进行新旧程序状态字的交换，完成程序的切换。被中断的程序的断点地址(即程序计数器的内容)，由硬件自动压入返回地址堆栈，予以保存。系统切换到新的程序或进程后，继续运行下去。如果新的程序或进程是一个中断服务程序，在运行结束，执行到中断返回指令时，就会从堆栈中弹出所保存的返回地址，再次交换程序状态字，系统又重新返回到原被中断的程序，恢复运行。

1.如何设置中断级屏蔽位寄存器中的中断屏蔽码？ 设中断级屏蔽位“1”对应于开放，“0”对应于屏蔽。 第i级中断处理程序级别的各级中断级屏蔽位中应有i-1位设为“1”。举例来说，第1级中断处理程序级别的各

级中断级屏蔽位均应设为“0”。

响应级别为n的中断处理程序的n级中断级屏蔽位应设为“0”。

设第i2级中断处理程序级别的中断处理级别高于第i1级中断处理程序级别，根据中断嵌套的原则，第i1级中断处理程序级别的第i2级中断级屏蔽位应设为“1”,从而实现对第i2级中断处理程序级别的开放。

2.对3.3.1中中断级屏蔽位举例1的解释

*1，2，3，4中断同时出现，进行排队器；

*按中断响应优先级，1最高，响应；

*1的屏蔽字为0000，所以1中断执行到结束，回用户程序；

*剩下的2优先级高，2响应，但其屏蔽字为1011，允许响应1、3、4，3的响应优先级高，所以； *2被中断，3响应，但其屏蔽字为1001，允许响应1、4，所以； *4响应，执行到结束，回3；

*3执行到结束，回2； *2执行到结束，回用户程序。

3.怎样题目中没有说明的通道属于哪一类型？

有的题目中没有说明谈及的通道的类型，这种情况下，一般是指字节多路通道。 1.简要举出集中式串行链接，定时查询和独立请求3种总线控制方式的优缺点。同时分析硬件产生故障时通讯的可靠

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性。 答： 控制方优点 缺点 式 (1)对“总线可用”线及其有关电路失效敏感。 (2)灵活性差，如(1)选择果高优先级的部算法简件频繁要求使用单。 总线，离总线控串(2)控制制器远的部件就行线数少，难以获得总线使链只需要3用权。 接 根，且不(3)“总线可取决于部用”信号顺序脉件数量。 动地通过各个部(3)可扩件，总线的分配充性好。 速度慢。 (4)受总线长度的限制，增减和移动部件受限制。 (1)灵活性强，部件的优先(1)总线的分配次序由程速度不能很高。 定序控制。 (2)控制较为复时(2)可靠杂。 查性高，不(3)控制线数多，询 会因某个需要2+log2N部件失效根。 而影响其(4)可扩充性差。 它部件使用总线。 独(1)灵活(1)控制较为复立性强，部杂。 请件的优先(2)控制线数多， (2)中断过程示意图：如图 2、4中断同 时出 现，进2.设中断级屏蔽位“1”对应于行排开放，“0”对应于屏蔽，各级队器。 中断处理程序的中断级屏蔽位 设置如下： 首先中断级屏蔽位中断处理程序级 响应别 3.5级中断,中断1级 2级 3级 4若机器共有级 第2响应优先次序为1→2→3→4→5,第1级 0 0 0 0 级中现要求其实际的中断处理次求第2级 1 0 1 0 断请序1→4→5→2→3。 求，屏 第3级 1 0 0 (1)0 设计各级中断处理程序的蔽字(令“1”对应于第4级 1 0 1 中断级屏蔽位0 为开放，“0”对应于屏蔽); 01100(2)若在运行用户程序时，同 (1)当中断响应优先次，表明时出现第4，2级中断请求，序为1→2→3→4时，其中断处其对而在处理第2级中断未完成理次序是什么? 第4时，又同时出现第1，3，5级 (2)如果所有的中断处级中中断请求，请画出此程序运行理都各需3个单位时间，中断断请过程示意图。 响应和中断返回时间相对中断求开答： 处理时间少得多。当机器正在放，所 (1)中断级屏蔽位设置运行用户程序时，同时发生第以转如下图： 2，3级中断请求，过两个单位去响中断级屏蔽位 中断处理程序级时间，又同时发生第1，4级应第别 中断请求，试画出程序运行过1级 2级 3级 44级级 5级 程示意图。 中断1 第1级 1 1 1 1 答： 请求第2级 0 1 1 0 0 (1)当中断响应优先次并进第3级 0 0 1 0 序为1→2→3→4时，其中断处行处0 理次序为1→3→4→2。 理。1 第4级 0 1 1 1 (2)

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求 次序由程要控制N个设序控制。 备，需要有2N+1(2)能方根控制线。 便地隔离失效部件的请求。 (3)总线的分配速度快。 第5级 0 1 1 0 1 响应4，中断4运行结束，回2。 1、3、5进入排队器。 第2级中断请求的处理请求被中断，转去响应第1级中断请求并进行处理。 响应第5级中断请求并进行处理。

继续响应并处理第2级中断处理请求，结束后返回用户程序。 最后处理第3级中断请求。

4.简述字节多路，数组多路和选择通道的数据传送方式。 答:

字节多路通道适用于连接大量的像光电机等字符类低速设备。这些设备传送一个字符(字节)的时间很短，但字符(字节)间的等待时间很长。通道“数据宽度”为单字节，以字节交叉方式轮流为多台设备服务，使效率提高。字节多路通道可有多个子通道，同时执行多个通道程序。

数组多路通道适合于连接多台象磁盘等高速设备。这些设备的传送速率很高，但传送开始前的寻址辅助操作时间很长。通道“数据宽度”为定长块，多台设备以成组交叉方式

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工作，以充分利用并尽可能重叠各台高速设备的辅助操作时间。传送完K个字节数据，就重新选择下个设备。数组多路通道可有多个子通道，同时执行多个通道程序。 选择通道适合于连接象磁盘等优先级高的高速设备，让它独占通道，只能执行一道通道程序。通道“数据宽度”为可变长块，一次将N个字节全部传送完，在数据传送期只选择一次设备。 5.如果通道在数据传送期中，选择设备需9.8μs，传送一个字节数据需0.2μs。某低速设备每隔500μs发出一个字节数据传送请求，问至多可接几台这种低速设备?对于如下A～F6种高速设备，一次通讯传送的字节数不少于1024个字节，问哪些设备可以挂在此通道上?哪些则不能?其中A—F设备每发出一个字节数据传送请求的时间间隔分别为(单位为μs)： 表3-5 设备 A B C D E F 发申请间隔0.0.20.0.10.0.2(μs2 5 5 9 4 1 ) 答: (1)至多可连接50台低速的外设。 剖析： 根据题意可知：低速设备应挂接在字节多路通道上，字节多路通道的通道极限流量为： fmax.byte=1/(TS+TD)>=fbyte 通道极限流量应大于或等于设备对通道要求的流量fbyte。 如果字节多路通道上所挂设备台数为m,设备的速率为fi，为了不丢失信息，应满足： 1/(TS+TD)>=m*fi fi也就是设备发出字节传送请求间隔时间(500μs)的倒数，所以： m<=1/((TS+TD)*f)=500/(9.8+0.2)=50(台) (2)设备B,C,E,F可以挂在此通道上，设备A,D则不能。 剖析： 思路一：从传送字节速率上入手。 A~F是高速设备，应挂接在选择通道上，选择通道的极限流量为： fmax.select=N/(TS+N*TD)=1/((TS/N)+TD)=1/((9.8/1024)+0.2)=1/0.21(约) 通道上所挂设备的最大速率fi.max应小于或等于通道的极限流量。 由表3-5可得出 设A B C D E F 备 使通道极限流量恰好与通道最大流量相等，以满足流量设计

的基本要求，同时让速率越高 所以，B、C、E、F可挂的设备被响应的优先级越高。在该通道上。A、D不能。 当6台设备同时发出请求开 思路二：从传送字节时间始，画出此通道在数据传送期上入手。 内响应和处理各外设请求的时 对于高速设备，由于一次间示意图。由此你发现了什么传送字节数不少于1024byte 问题? ∴该通道一次传送数据(3)在(2)的基础上，在哪台的时间为设备内设置多少个字节的缓冲9.8μs+1024×0.2μs＝器就可以避免设备信息丢失?214.6μs 那么，这是否说书中关于流量 由表3-5可得出每台设设计的基本要求是没有必要的备发送1024字节的时间间隔了呢?为什么? 分别为: 解：

(1)实际最大流量＝

设A B C D E F 50+15+l00+25+40+20＝备 250KB/S。

传 (2)通道响应和处理各送设备请求的时间示意图 时2042551194409215间.8 6 2 .56 .6 .04 (μs) ) ∴为使数据不丢失，B、C、E、F可挂在该通道上。A、D不能。 6.某字节多路通道连接6台外设，某数据传送速率分别如表中所列。 设备 1 2 3 4 5 6 由此发现由于高速设备

的响应优先级高，使低速设备传送速率50 15 100 25 40 20 传2造成数据丢失。 (KB/s) 送(3)在2中各设两个字节的缓1/1/1/ 速1/01/01/0冲区即可。这并不说明流量设0.0.0.(1)计算所有设备都工作时的率.25 .19 .21 计的基本条件是不必要的，因2 5 4 通道实际最大流量： (B/为若基本条件不满足，无论设

(2)如果设计的通道工作周期μs备优先级如何确定总有设备的

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