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阅读以下关于数据采集与处理系统的说明,回答问题1至问题3,将答案填入答题纸的对应栏内。 【说明】 某公司承接了一个数据采集与处理系统的项目,由刘工负责系统的方案设计,刘工的设计方案如图4—1所示。该方案是基于PCI总线的多功能处理系统,PCI设备1
阅读以下关于数据采集与处理系统的说明,回答问题1至问题3,将答案填入答题纸的对应栏内。 【说明】 某公司承接了一个数据采集与处理系统的项目,由刘工负责系统的方案设计,刘工的设计方案如图4—1所示。该方案是基于PCI总线的多功能处理系统,PCI设备1
admin
2016-11-11
39
问题
阅读以下关于数据采集与处理系统的说明,回答问题1至问题3,将答案填入答题纸的对应栏内。
【说明】
某公司承接了一个数据采集与处理系统的项目,由刘工负责系统的方案设计,刘工的设计方案如图4—1所示。该方案是基于PCI总线的多功能处理系统,PCI设备1是以太网,PCI设备2用于数据采集,PCI设备3、PCI设备4用于和该系统中的其他处理模块进行互联,LEGACY设备1、LEGACY设备2用于处理系统中一些慢速设备。
【问题3】
PCI设备2和主CPU之间通过双端口存储器进行数据交换。刘工设计了环形队列的实现方式。设备2向环形队列写入数据,主CPU从环形队列读取数据。环形队列是一个首尾相连的FIFO数据结构,采用数组存储,到达尾部时将转回到0位置,该转回是通过取模操作来实现的。因此环形队列逻辑上是将数组元素q[0]与q[MAX-1]连接,形成一个存放队列的环形空间。为了方便读写,还要用数组下标来指明队列的读写位置,其中head指向可以读的位置,tail指向可以写的位置,环形队列如图4-2所示。使用环形队列时需要判断队列为空还是为满。当tail追上head时,队列为满,当head追上tail时,队列为空。通常判断环形队列为空/为满有两种判断方法。
1.附加一个标志位tag,当head赶上tail,队列空,则令tag=0,当tail赶上head,队列满,则令tag=1;
2.限制tail赶上head,即队尾结点与队首结点之间至少留有一个元素的空间。队列空:head=tai:队列满: (rail+1)%MAXN==head。
如果采用第一种方法(即附加标志实现算法),则环形队列的结构定义如下:
typedef struct ringq
{
int head; /*头部,出队列方向*/
int tail; /*尾部,入队列方向*/
int tag:
int size; /*队列总尺寸*/
int space[RINGQ MAX]; /*队列空间*/
}RINGQ;
RINGQ P,*q;
q=&p;
初始化环形队列的C语言代码为:
q一>head=q一>tail=q一>tag=0:
q一>size=RINGQ MAX;
判断队列为空的C语言代码为__________(1)。
判断队列为满的C语言代码为__________(2)。
入队操作时,如果队列不满,则入队后更新尾指针的C语言代码为q->tail=_________(3)。
出队操作时,如果队列不空,则出队后更新头指针的C语言代码为q->head=_________ (4)。
如果采用第二种方法,还采用上述数据结构,初始化环形队列的C语言代码为:
q一>head=q一>tail=0;
q一>size=RINGQ—MAX;
判断队列为空的C语言代码为_________(5)。
判断队列为满的C语言代码为_________(6)。
入队操作时,如果队列不满,则入队后更新尾指针的C语言代码为q->tail=________(7)。出队操作时,如果队列不空,则出队后更新头指针的C语言代码为q->head=________(8)。
选项
答案
(1)(q->head==q->tail)&&(q->tag==0) (2)((q->head==q->tail)&&(q->tag==1)) (3)(q->tail+1)%q->size (4)(q->head+1)%q->size (5)(q->head==q->tail) (6)(q->head==(q->tail+1)%q->size)) (7)(q->tail+1)%q->size (8)(q->head+1)%q->size
解析
环形队列是在实际编程极为有用的数据结构,它有如下特点:它是一个首尾相连的FIFO的数据结构,采用数组的线性空间;数据组织简单,能很快知道队列是否满或空;能以很快的速度来存取数据。因为简单高效,甚至在硬件都实现了环形队列。
内存上没有环形的结构,因此环形队列实际上是数组的线性空间来实现。那当数据到了尾部如何处理呢?它将转回到0位置来处理。这个转回是通过数组下标索引取模操作(Index%MAXN)来实现的。
因此环列队列的是逻辑上将数组元素q[0]与q[MAXN-1]连接,形成一个存放队列的环形空间。为了方便读写,还要用数组下标来指明队列的读写位置。定义Head/tail两个变量,其中head指向可以读的位置,tail指向可以写的位置。
环形队列的关键是判断队列为空,还是为满。当tail追上head.时,队列为满;当head追上tail时,队列为空。但如何知道谁追上谁,还需要一些辅助的手段来判断。
如何判断环形队列为空、为满有两种判断方法。一是附加一个标志位tag,当head赶上tail,队列空,则令tag=0,当tail赶上head,队列满,则令tag=1;二是限制tail赶上head,即队尾结点与队首结点之间至少留有一个元素的空间。队列空时head==tail,队列满时(tail+1)%MAXN==head。
入队操作时,如队列不满,则写入q->tail=(q->tail+1)%q->size;出队操作时,如果队列不空,则从head处读出。下一个可读的位置在q->head=(q->head+1)%q->size。
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