免费智能真题库 > 历年试卷 > 软件设计师 > 2014年下半年 软件设计师 上午试卷 综合知识
  第25题      
  知识点:   设备管理采用的相关缓冲技术   磁盘
  关键词:   磁盘   数据   双缓冲区   用户区   缓冲区        章/节:   计算机软件知识       

 
假设磁盘块与缓冲区大小相同,每个盘块读入缓冲区的时间为10μs,由缓冲区送至用户区的时间是5μs,系统对每个磁盘块数据的处理时间为2μs。若用户需要将大小为10个磁盘块的Docl文件逐块从磁盘读入缓冲区,并送至用户区进行处理,那么采用单缓冲区需要花费的时间为(25)μs;采用双缓冲区需要花费的时间为(26)μs。
 
 
  A.  100
 
  B.  107
 
  C.  152
 
  D.  170
 
 
 

 
  第26题    2014年下半年  
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   知识点讲解    
   · 设备管理采用的相关缓冲技术    · 磁盘
 
       设备管理采用的相关缓冲技术
               通道技术
               1)通道
               引入通道的目的是使数据的传输独立于CPU,使CPU从繁重的I/O工作中解脱出来。设置通道后,CPU只需向通道发出I/O命令,通道收到命令后,从主存中取出本次I/O要执行的通道程序并执行,仅当通道完成I/O任务后才向CPU发出中断信号。
               2)通道分类
               可对通道进行以下分类。
               (1)字节多路通道。通常都含有许多非分配型子通道,每一个子通道连接一台I/O设备。主通道采用时间片轮转法,轮流地为各个子通道服务。字节多路通道扫描通道的速率足够快,而连接到子通道的设备速率不太高时便不会丢失信息。
               (2)数组选择通道。由于字节多路通道不适于连接高速设备,所以引入数组选择通道。这种通道的传输速率高,可以连接多台高速设备,但由于该通道仅含有一个可分配型通道,因此在某一段时间内只能执行一个通道程序,为一台设备进行输入输出。
               (3)数组多路通道。结合了数组选择通道传输速率高和字节多路通道能使各个子通道分时并行操作的优点。该通道中含有多个非分配型子通道,因而该通道既具有很高的传输速率,又能获得令人满意的通道利用率,其数据传输是按数组方式进行的。
               直接存储访问方式
               直接存储访问(Direct Memory Access,DMA)是指数据在主存和I/O设备间传送一个数据块的过程中,不需要CPU的任何干涉,只需要CPU在过程开始启动与过程结束时的处理,实际操作由DMA硬件直接执行完成,CPU在此传送过程中可做别的事情。
               缓冲技术
               缓冲技术可提高外设的利用率,尽可能使外设处于忙状态。缓冲技术可以分为硬件缓冲和软件缓冲技术。硬件缓冲是利用专门的硬件寄存器作为缓冲,软件缓冲是通过操作系统来管理的。引入缓冲的主要原因有以下几个方面。
               (1)缓和CPU与I/O设备间速度不匹配的矛盾。
               (2)减少对CPU的中断频率,放宽对中断响应时间的限制。
               (3)提高CPU和I/O设备之间的并行性。
               在所有的I/O设备与处理机之间,都使用了缓冲区来交换数据。所以操作系统必须组织和管理好这些缓冲区。缓冲可以分为单缓冲、双缓冲、多缓冲和环形缓冲。
               SPOOLing技术
               SPOOLing技术实际上是用一类物理设备模拟另一类物理设备的技术,是使独占使用的设备变成多台虚拟设备的一种技术,也是一种速度匹配技术。SPOOLing系统是由"预输入程序""缓输出程序""井管理程序"以及输入输出井组成的。
               SPOOLing系统的工作过程是操作系统初启后激活SPOOLing预输入程序,使它处于捕获输入请求状态,一旦有输入请求消息,SPOOLing输入程序立即得到执行,把装在输入设备上的作业输入到硬盘的输入井中,并填写好作业表以便在作业执行中要求输入信息时可以随时找到它们的存放位置。当作业需要输出数据时,可以先将数据送到输出井,当输出设备空闲时,由SPOOLing输出程序把硬盘上输出井的数据送到慢速的输出设备上。
               SPOOLing系统中拥有一张预输入表用来登记进入系统的所有作业的作业名、状态与输入表位置等信息。每个用户作业拥有一张预输入表用来登记该作业的各个文件的情况。输入井中的作业有以下4种状态。
               .提交状态:作业的信息正从输入设备上预输入。
               .后备状态:作业预输入结束但未被选中执行。
               .执行状态:作业已被选中并运行过程中,它可从输入井中读取数据信息,也可向输出井写信息。
               .完成状态:作业已经撤离,该作业的执行结果等待缓输出。
 
       磁盘
        在磁表面存储器中,磁盘的存取速度最快,且具有较大的存储容量,是目前广泛使用的外存储器。磁盘存储器由盘片、驱动器、控制器和接口组成。盘片的两面用来存储信息。驱动器用于驱动磁头(读/写头)沿盘面作径向运动以寻找目标磁道位置,驱动盘片以额定速率稳定旋转,通常是5400~15000r/min(Revolution Per Minute,RPM),并且控制数据的写入和读出。控制器接收主机发来的命令,将它转换成磁盘驱动器的控制命令,并实现主机和驱动器之间数据格式的转换及数据传送,以控制驱动器的读/写操作。一个控制器可以控制一台或多台驱动器。接口是主机和磁盘存储器之间的连接逻辑。
        磁盘存储器也称为硬盘存储器。硬盘存储器具有存储容量大,使用寿命长,存取速度较快的特点。硬盘存储器的硬件包括硬盘控制器(适配器)、硬盘驱动器以及连接电缆。硬盘控制器(Hard Disk Controller,HDC)对硬盘进行管理,并在主机和硬盘之间传送数据。硬盘控制器以适配卡的形式插在主板上或直接集成在主板上,然后通过电缆与硬盘驱动器相连。硬盘驱动器(Hard Disk Drive,HDD)中有盘片、磁头、主轴电机(盘片旋转驱动机构)、磁头定位机构、读/写电路和控制逻辑等。
        为了提高单台驱动器的存储容量,在硬盘驱动器内使用了多个盘片,它们被叠装在主轴上,构成一个盘组;每个盘片的两面都可用作记录面,所以一个硬盘的存储容量又称为盘组容量。
        硬盘的接口方式可以说是硬盘另一个非常重要的技术指标,这点从SCSI硬盘和IDE硬盘的巨大差价就能体现出来,接口方式直接决定硬盘的性能。现在最常见的接口有IDE(ATA)和SCSI两种,此外还有一些移动硬盘采用了PCMCIA或USB接口。
        .IDE(Integrated Drive Electronics):IDE接口最初由CDC、康柏和西部数据公司联合开发,由美国国家标准协会(ATA)制定标准,所以又称ATA接口。普通用户家里的硬盘几乎全是IDE接口的。IDE接口的硬盘可细分为ATA-1(IDE)、ATA-2(EIDE)、ATA-3(Fast ATA-2)、ATA-4(包括UItraATA、Ultra ATA/33、Ultra ATA/66)与Serial ATA(包括Ultra ATA/100及其他后续的接口类型)。基本IDE接口数据传输率为4.1Mb/s,传输方式有PIO和DMA两种,支持总线为ISA和EISA。后来为提高数据传输率、增加接口上能连接的设备数量、突破528MB限制及连接光驱的需要,又陆续开发了ATA-2、ATAPI和针对PCI总线的FAST-ATA、FAST-ATA2等标准,数据传输率达到了16.67MB/s。
        .小型计算机系统接口(Small Computer System Interface,SCSI):SCSI并不是专为硬盘设计的,实际上它是一种总线型接口。由于独立于系统总线工作,所以它的最大优势在于其系统占用率极低,但由于其昂贵的价格,这种接口的硬盘大多用于服务器等高端应用场合。
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第25题    在手机中做本题