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[主观题]

假设某计算机CPU在一秒发出40个磁盘I/O请求，这些请求（为M/M/1队列)的时间间隔按指数分布，平均磁

假设某计算机CPU在一秒发出40个磁盘I/O请求，这些请求(为M/M/1队列)的时间间隔按指数分布，平均磁盘服务时间为20ms，则磁盘的平均利用率为(58)，磁盘请求的平均响应时间为(59)ms。

A．0.2

B．0.4

C．0.8

D．1

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第1题

● 假设某计算机 CPU 在一秒发出 40 个磁盘 I/O 请求，这些请求（为 M/M/1 队列）的时间间隔按指数分

布，平均磁盘服务时间为 20ms，则磁盘的平均利用率为（58），磁盘请求的平均响应时间为（59） ms。

（58）

A. 0.2

B. 0.4

C. 0.8

D. 1

（59）

A. 20

B. 25

C. 80

D. 100

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第2题

阅读以下关于I/O系统处理能力评估的说明，在回答问题1至问题3。拟建设的某事务处理系统数据交换非

阅读以下关于I/O系统处理能力评估的说明，在回答问题1至问题3。

拟建设的某事务处理系统数据交换非常频繁。经过初步分析，存储子系统的I/O性能决定了整个系统的响应时间。目前主流磁盘的容量为40GB和80GB两种规格。采用不同规格的磁盘，存储子系统的I/O性能会有很大的不同，同时也产生不一样的成本。评价使用小容量或大容量磁盘每秒每个I/O操作的成本，对于选择恰当的设计方案意义重大。

经过调研，该项目的系统分析师小刘得到了以下与存储子系统有关的部件的性能和成本说明：

(1)CPU系统，成本是20000元，处理能力是2500MIPS。

(2)主存的带宽是16字节，访问周期是10ns。

(3)1000MB/s的I/O总线，可连接20个Ultra3 SCSI总线和控制器。

(4)Ultral3 SCSI总线，成本是500元，传输速度是160MB/s，每条总线最多可以支持15个磁盘，执行一个磁盘I/O操作平均增加0.3ms的开销。

(5)每个磁盘I/O操作需要使用50000条CPU指令。

(6)安装磁盘的驱动器盒，成本是每个驱动器盒1500元。为磁盘提供电力和降温，每个驱动器盒配置一条SCSI连接线，可以安放80GB磁盘8个或者40GB的磁盘12个。

(7)无论是大容量磁盘还是小容量磁盘，成本都是10元/GB，转速都是15 000RPM (每分钟15 000转)，平均寻道时间是5ms，传输速率是40MB/s。

为了进一步进行定量评估，小刘假设磁盘存储容量必须是1920GB(大、小两种规格的磁盘不能混用)，每次I/O的平均数据量是32KB，每次磁盘I/O操作时间=平均寻道时间+平均旋转延迟+传输时间，所有磁盘负载都是均衡的，而且所有设备的能力都可以得到100%的发挥。

说明：用IOPS表示每秒执行的I/O数量。

(1)CPU系统能够支持的最大IOPS是多少？

(2)主存能够支持的最大IOPS是多少？

(3)I/O总线能够支持的最大IOPS是多少？

(4)每个Ultra3 SCSI总线能够支持的最大IOPS是多少？

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第3题

●某计算机系统中有一个CPU、一台输入设备和一台输出设备，假设系统中有三个作业T1、T2和T3，系统采用

优先级调度，且T1的优先级＞T2的优先级＞T3的优先级。若每个作业具有三个程序段：输入Ii、计算Ci和输出Pi（i=1，2，3），执行顺序为Ii、Ci、Pi，则这三个作业各程序段并发执行的前驱图如下所示。图中①、②分别为(24)，③、④分别为(25)，⑤、⑥分别为(26)。

●某计算机系统中有一个CPU、一台输入设备和一台输出设备，假设系统中有三个作业T1、T2和T3，系统

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第4题

阅读以下关于I/O 系统处理能力评估的说明，在答题纸上在答题纸上回答问题1 至问题3 。拟建设的某

事务处理系统数据交换非常频繁。经过初步分析，存储子系统的 I/O 性能决定了整个系统的响应时间。目前主流磁盘的容量为 40GB 和 80GB 两种规格。采用不同规格的磁盘，存储子系统的 I/O 性能会有很大的不同，同时也产生不一样的成本。评价使用小容量或大容量磁盘每秒每个 I/O 操作的成本，对于选择恰当的设计方案意义重大。经过调研，该项目的系统分析师小刘得到了以下与存储子系统有关的部件的性能和成本说明：（1）CPU 系统，成本是 20000 元，处理能力是 2500MIPS。（2）主存的带宽是 16 字节，访问周期是 10ns。（3）1000MB/s 的 I/O 总线，可连接 20 个 Ultra3 SCSI 总线和控制器。（4）Ultral3 SCSI 总线，成本是 500 元，传输速度是 160MB/s，每条总线最多可以支持 15 个磁盘，执行一个磁盘 I/O 操作平均增加 0.3ms 的开销。（5）每个磁盘 I/O 操作需要使用 50000 条 CPU 指令。（6）安装磁盘的驱动器盒，成本是每个驱动器盒 1500 元。为磁盘提供电力和降温，每个驱动器盒配置一条 SCSI 连接线，可以安放 80GB 磁盘 8 个或者 40GB 的磁盘 12 个。（7）无论是大容量磁盘还是小容量磁盘，成本都是 10 元/GB，转速都是 15000RPM（每分钟 15000 转），平均寻道时间是 5ms，传输速率是 40MB/s。为了进一步进行定量评估，小刘假设磁盘存储容量必须是 1920GB（大、小两种规格的磁盘不能混用），每次 I/O 的平均数据量是 32KB，每次磁盘 I/O 操作时间=平均寻道时间+平均旋转延迟+传输时间，所有磁盘负载都是均衡的，而且所有设备的能力都可以得到 100%的发挥。说明：用 IOPS 表示每秒执行的 I/O 数量。

【问题1】（8 分）（1）CPU 系统能够支持的最大 IOPS 是多少？（2）主存能够支持的最大 IOPS 是多少？（3）I/O 总线能够支持的最大 IOPS 是多少？（4）每个 Ultra3 SCSI 总线能够支持的最大 IOPS 是多少？【问题2】（7分） I/O 链中最后一个连接是磁盘本身。（1）平均每次磁盘的 I/O 时间是多少（精确到 0.1ms）？（2）操作每个磁盘的最大 IOPS 是多少？（3）采用大小两种规格的磁盘，磁盘能够提供的最大 IOPS 分别是多少？【问题3】（10分）（1）采用大小两种规格的磁盘以组织存储系统，分别需要几个驱动器盒和几条SCSI 连接线？（2）系统 I/O 性能的瓶颈是由哪个部件决定的？（3）两种组织方式的总成本分别是多少（精确到 0.1 元）？（4）两种组织方式的每个 IOPS 的成本分别是多少（精确到 0.1 元）？（5）哪种方式的性价比高？

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第5题

假设某计算机系统中只有一个CPU、一台输入设备和一台输出设备，若系统中有四个作业T1.T2.T3和T4，系

统采用优先级调度，且T1的优先级＞T2的优先级＞T3的优先级＞T4的优先级。每个作业Ti具有三个程序段：输入Ii、计算Ci和输出Pi(i=1，2，3，4)，其执行顺序为Ii--Ci-+Pi.这四个作业各程序段并发执行的前驱图如下所示。图中①、②分别为(24 )，③、④、⑤分别为(25 )。

假设某计算机系统中只有一个CPU、一台输入设备和一台输出设备，若系统中有四个作业T1.T2.T3和T