备战软考05——输入输出

9:02 9月25日周三
2.计算机组成与结构.pdf
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输入输出技术
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◆计算机系统中存在多种内存与接口地址的编址方法，常见的是下面两种:
1）内存与接口地址独立编址方法
内存地址和接口地址是完全独立的两个地址空间。访问数据时所使用的指令也完全不同，用于接口的指令只用于接口的读/写，其余的指令全都是用于内存的.因此，在编程序或读程序时很易使用和辨认。这种编址方法的缺点是用于接口的指令太少、功能太弱。
2）内存与接口地址统一编址方法
内存地址和接口地址统一在一个公共的地址空间里，
即内存单元和接口共用地址空间。优点是原则上用于内存的指令全都可以用于接口，这就大大地增强了对接口的操作功能，而且在指令上也不再区分内存或接口指令。该编址方法的缺点就在于整个地址空间被分成两部分，其中一部分分配给接口使用，剩余的为内存所用，这经常会导致内存地址不连续。
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输入输出技术
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计算机和外设间的数据交互方式：
◆程序控制（查询）方式：CPU主动查询外设是否完成数据传输，效率极低。
◆程序中断方式：外设完成数据传输后，向CPU发送中断，等待CPU处理数据,效率相对较高。中断响应时间指的是从发出中断请求到开始进入中断处理程序;中断处理时间指的是从中断处理开始到中断处理结束。中断向量提供中断服务程序的入口地址。多级中断嵌套，使用堆栈来保护断点和现场。
DMA方式（直接主存存取）：CPU只需完成必要的初始化等操作，数据传输的整个过程都由DMA控制器来完成，在主存和外设之间建立直接的数据通路，效率很高。
◆在一个总线周期结束后，CPU会响应DMA请求开始读取数据；CPU响应程序中
断方式请求是在一条指令执行结束时。

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计算机可靠性
◆可靠性指标
平均无故障时间MTTF=1/失效率。
平均故障修复时间MTTR=1/修复率。
平均故障间隔时间MTBF=MTTF+MTTR。
系统可用性=MTTF/(MTTF+MTTR)*100%。
◆串并联系统可靠性
无论什么系统，都是由多个设备组成的，协同工作，而这多个设备的组合方式可以是串联、并联，也可以是混合模式，假设每个设备的可靠性为R1，R2.…Rn，则不同的系统的可靠性公式如下：
串联系统，一个设备不可靠，整个系统崩溃，整个系统可靠性R=R1*R2*.…
* Rno
输入一
R2
输出
计算机可靠性
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◆并联系统，所有设备都不可靠，整个系统才崩溃，整个系统可靠性R=1-(1-R1)
*（1-R2)*...*（1-Rn)。
◆N模冗余系统：N模冗余系统由N个
(N=2n+1)
相同的子系统和一个表决器组成，表决器把N个子系统中占多数相同结果的输出作为输出系统的输出，如图所示。在N个子系统中，只要有n+1个或n+1个以上子系统能正常工作，系统就能正常工作，输出正确的结果。