1、上机操作题模拟试卷 19及答案与解析 一、基本操作题 0 某计算机的 CPU主频为 500MHz， CPI为 5(即执行每条指令平均需 5个时钟周期 )。假定某外设的数据传输率为 0.5MB/s，采用中断方式与主机进行数据传送，以 32位为传输单位，对应的中断服务程序包含 18条指令，中断服务的其他开销相当于 2条指令的执行时间。请回答下列问题，要求给出计算过程。 1 在中断方式下， CPU用于该外设 I/O的时间占整个 CPU时间的百分比是多少 ? 2 当该外设的数据传输率达到 5MB/s时，改用 DMA方式传送数据。假定每 次DMA传送大小为 5000B，且 DMA预处理和后处理的总开销为
2、 500个时钟周期，则 CPU用于该外设 I/O的时间占整个 CPU时间的百分比是多少 ?(假设 DMA与CPU之间没有访存冲突 )。 二、简单应用题 3 在测温系统中要完成采样、转换和显示等任务。采样过程把从传感器上得到的整型微电压值存入一个缓冲区，转换过程把微电压值从缓冲区中取出，计算转换成温度值再存入该缓冲区，显示过程把缓冲区中的温度值取出并显示。试用 PV操作实现三个过程共享缓冲区的同步问题。 三、综合应用题 3 多个进程共享一个文件，其中只 读文件的称为读者，其中只写文件的称为写者。读者可以同时读，但是写者只能独立地写。 4 说明进程间的相互制约关系，应设立哪些信号量 ? 5 用 P
3、、 V操作写出其同步算法。 上机操作题模拟试卷 19答案与解析 一、基本操作题 【知识模块】 上机操作题 1 【正确答案】 在中断方式下，每 32位 (4B)被中断一次，故每秒中断为： 0.5M，B/4B=0.5106/4=12.5104次 因为中断服务程序包含 18条指令，一辛断服务的其他开销相当于 2条指令的执行时间，且执行每条指令平均需 5个时钟周期 所 以， 1秒之内用于中断的时钟周期数为： (18+2)512.5104=12.5106 因为计算机的 CPU主频为 500MHz，故 CPU用于中断的时间占整个 CPU时间的百分比是： (12.5106)/(500106)100%=2.5
4、% 【知识模块】 上机操作题 2 【正确答案】 在 DMA方式下，每秒进行 DMA操作为： 5MB/5000B=5106/5000=1103次 因为 DMA预处理和后处理的总开销为 500个时钟周期，所以 1秒之内用于 DMA操作的时钟周期数为： 5001103=5105 故DMA方式下，占整个 CPU时间的百分比是： (5105)/(500106)100%=0.1% 【知识模块】 上机操作题 二、简单应用题 3 【正确答案】 本题类似于两个生产者消费者问题。采样过程相当于生产者，转换过程相当于消费者，显示过程为消费者，而转换过程还充当生产者。为此设立三个信号量： SS表示采集的微电压值能否存
5、入缓冲区，初值为 1； SC表示缓冲区中是否有微电压值要转换成温度值，初值为 0； sD表示缓冲区是否有温度值要显示，初值为 0。解决此同步问题的程序段为： Begin Ss,sc,sd:semaphore; Buffer:integer; ss:=1; sc:=0; sd:=0; Cobegin Process sample; Begin L1:get a sample; P(ss); buffer:=sample; V(sc); goto L1; End Proeess convert; Begin L2:P(sc); take a sample from buffer; convert
6、the sample to temperature; buffer:=temperature; v(sd)； goto L2; End process display; Begin L3:p(sd); take a temperature from buffer; display the temperature; goto L3; End Coend End 【知识模块】 上机操作题 三、综合应用题 【知识模块】 上机操作题 4 【正确答案】 进 程间的制约关系有三类：一是读者进程之间运行读；二是读者进程与写者进程之间必须互斥；三是写者进程之间必须互斥。 【知识模块】 上机操作题 5 【正确答
7、案】 用 P、 V操作的同步算法如下： Begin Integer mutex1， mutex2， rc; mutex1:=1; mutex2:=1; rc:=0; Cobegin Reader; Begin P(mutex1); rc:=rc+1; if rc_1 then p(mutex2); V(mutex1); Reading the file; rc:=rc-1; if rc=0 then V(mutex2); V(mutex1); End Writer: Begin p(mutex2); Writing the file; V(mutex2); End Coend End 【知识模块】 上机操作题
