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

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(duì)物理部件的總線。優(yōu)點(diǎn)：不用爭(zhēng)總線，控制簡(jiǎn)單，系統(tǒng)可靠。缺點(diǎn)：總線數(shù)多且長(zhǎng)，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(zhēng)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(duì)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(zhǎng)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(zhǎng)塊：優(yōu)先級(jí)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(hào)塊大小。

單字加定長(zhǎng)塊：優(yōu)先級(jí)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(zhǎng)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(qǐng)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：?jiǎn)巫止?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(duì)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(zhǎng)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(duì)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(zhǎng)塊，高優(yōu)先級(jí)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(duì)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(jí)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(qǐng)

b總線不忙時(shí)，總線控制器響應(yīng)請(qǐng)求，送出總線可用。

c總線可用信號(hào)在部件間串行通過，直至某個(gè)部件發(fā)生總線請(qǐng)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(qǐng)求再次建立時(shí)，重復(fù)新的分配過程。

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

缺點(diǎn)：對(duì)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(qǐng)求

b總線不忙時(shí)，定時(shí)查詢誰發(fā)的請(qǐng)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(qǐng)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(hào)。

10、集中式獨(dú)立請(qǐng)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(qǐng)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(qǐng)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(chǎng)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(chǎng)用軟件實(shí)現(xiàn)，提高靈活性。