操作系統(tǒng)原理-第七章 設(shè)備管理

1、第七章設(shè)備管理7.3習(xí)題7.3.1、選擇最合適的答案在下面的I/O控制方式中，需要CPU干預(yù)最少的方式是()。程序I/O方式中斷驅(qū)動(dòng)I/O控制方式直接存儲(chǔ)器訪問DMA控制方式I/O通道控制方式某操作系統(tǒng)中，采用中斷驅(qū)動(dòng)I/O控制方式，設(shè)中斷時(shí)，CPU用1ms來處理中斷請(qǐng) 求，其它時(shí)間CPU完全用來計(jì)算，若系統(tǒng)時(shí)鐘中斷頻率為100HZ，則，CPU的利用率為()。(A) 60%(B) 70%(C) 80%(D) 90% 下列哪一條不是磁盤設(shè)備的特點(diǎn)()。傳輸速率較高，以數(shù)據(jù)塊為傳輸單位一段時(shí)間內(nèi)只允許一個(gè)用戶(進(jìn)程)訪問I/O控制方式常采用DMA方式可以尋址，隨機(jī)地讀/寫任意數(shù)據(jù)塊 利用通道實(shí)現(xiàn)了

2、()之間數(shù)據(jù)的快速傳輸。(A) CPU和外設(shè)(B)內(nèi)存和CPU內(nèi)存和外設(shè)(D)外設(shè)和外設(shè)假脫機(jī)技術(shù)中，對(duì)打印機(jī)的操作實(shí)際上是用對(duì)磁盤存儲(chǔ)實(shí)現(xiàn)的，用以替代打印機(jī)的 部分是指()。共享設(shè)備(B)獨(dú)占設(shè)備(C)虛擬設(shè)備(D)物理設(shè)備設(shè)從磁盤將一塊數(shù)據(jù)傳送到緩沖區(qū)所用時(shí)間為80 us，將緩沖區(qū)中數(shù)據(jù)傳送到用戶 區(qū)所用時(shí)間為40 us，CPU處理數(shù)據(jù)所用時(shí)間為30 us，則處理該數(shù)據(jù)，采用單緩沖傳送某 磁盤數(shù)據(jù)，系統(tǒng)所用總時(shí)間為()。(A)120us(B)110 us(C)150us(D)70us對(duì)于速率為9.6KB/s的數(shù)據(jù)通信來說，如果說設(shè)置一個(gè)具有8位的緩沖寄存器，則CPU中斷時(shí)間和響應(yīng)時(shí)間大約分

3、別為()。(B) 8ms, 1ms(D) 0.1ms, 0.1ms(A) 0.8ms, 0.8ms(C) 0.8ms, 0.1ms在調(diào)試程序時(shí)，可以先把所有輸出送屏幕顯示而不必正式輸出到打印設(shè)備，其運(yùn)用 了()。(A)SPOOLing 技術(shù)(B)I/O 重定向(C)共享技術(shù)(D)緩沖技術(shù)設(shè)備驅(qū)動(dòng)程序是系統(tǒng)提供的一種通道程序，它專門用于在請(qǐng)求I/O的進(jìn)程與設(shè)備控 制器之間傳輸信息。下面的選項(xiàng)中不是設(shè)備驅(qū)動(dòng)程序功能的是()。檢查用戶I/O請(qǐng)求的合法性及時(shí)響應(yīng)由控制器或通道發(fā)來的中斷請(qǐng)求控制I/O設(shè)備的I/O操作了解I/O設(shè)備的狀態(tài)，傳送有關(guān)參數(shù)，設(shè)置設(shè)備的工作方式 下列關(guān)于通道、設(shè)備、設(shè)備控制器三

4、者之間的關(guān)系敘述中正確的是()。設(shè)備控制器和通道可以分別控制設(shè)備設(shè)備控制器控制通道和設(shè)備一起工作通道控制設(shè)備控制器，設(shè)備控制器控制設(shè)備設(shè)備控制器控制通道，通道控制設(shè)備7.3. 2選擇所有正確的答案 下列哪一個(gè)選項(xiàng)是引入緩沖的原因()。緩和CPU和I/O設(shè)備間速度不匹配的矛盾減少對(duì)CPU的中斷頻率，放寬對(duì)中斷響應(yīng)時(shí)間的限制減少CPU對(duì)I/O控制的干預(yù)提高CPU和I/O設(shè)備之間的并行性 從設(shè)備分配的角度來看，設(shè)備分成()。A.獨(dú)享設(shè)備B.系統(tǒng)設(shè)備C.用戶設(shè)備D.共享設(shè)備E.虛擬設(shè)備 在操作系統(tǒng)中，下列選項(xiàng)屬于軟件機(jī)制的是()。緩沖池(B)通道技術(shù)(C)覆蓋技術(shù)(D) Spooling技術(shù)下列哪種設(shè)

5、備是從設(shè)備分配策略角度來說的()。(A)系統(tǒng)設(shè)備(B)獨(dú)享設(shè)備共享設(shè)備(D)虛擬設(shè)備 下列關(guān)于通道、設(shè)備、設(shè)備控制器三者之間的關(guān)系敘述中正確的是()。控制器和通道可以分別控制設(shè)備控制器、通道和設(shè)備一起工作通道控制設(shè)備控制器，設(shè)備控制器控制設(shè)備設(shè)備控制器控制通道，通道控制設(shè)備在假脫機(jī)I/O技術(shù)中，對(duì)打印機(jī)的操作實(shí)際上是用對(duì)磁盤存儲(chǔ)的訪問。那么，用以 替代打印機(jī)的部分通常稱作()。(A)共享設(shè)備(B)獨(dú)占設(shè)備虛擬設(shè)備(D)物理設(shè)備下列存儲(chǔ)設(shè)備中，適合作為共享設(shè)備的是()。(A)語音輸入輸出設(shè)備(B)打印機(jī)(C)鼠標(biāo)(D)磁盤 低速設(shè)備一般被設(shè)置成獨(dú)占設(shè)備，可用作獨(dú)占設(shè)備的有()。(A)軟磁盤(B)

6、磁帶機(jī)(C)可擦寫光驅(qū)(D)磁鼓 系統(tǒng)中的通道數(shù)量較少，可能會(huì)產(chǎn)生“瓶頸”問題。()不是解決此問題的有 效方法在結(jié)構(gòu)上增加一些連線，以增加數(shù)據(jù)傳送通路在數(shù)據(jù)傳輸線路上多增設(shè)一些緩沖區(qū)提高CPU的速度采用虛擬設(shè)備技術(shù)I/O系統(tǒng)硬件結(jié)構(gòu)分為4級(jí)：1.設(shè)備控制器2. I/O設(shè)備3.計(jì)算機(jī)4. I/O通道，按 級(jí)別由高到低的順序是()。(A) 2-4-1-3(B) 3-1-4-2(C) 2-1-4-3(D) 3-4-1-27.3.3、判斷正誤，簡(jiǎn)要說明理由操作系統(tǒng)采用緩沖技術(shù)的緩沖池主要是通過硬件來實(shí)現(xiàn)的。低速設(shè)備一般被設(shè)置成共享設(shè)備。通道指令和一般機(jī)器的指令沒有什么不同。數(shù)組選擇通道和數(shù)組多路通道可

7、以支持多個(gè)通道程序并發(fā)執(zhí)行，而字節(jié)多路通道不 支持多個(gè)通道程度并發(fā)執(zhí)行。共享設(shè)備允許多個(gè)作業(yè)同時(shí)使用設(shè)備，即每一時(shí)刻可有多個(gè)作業(yè)在使用該共享設(shè)備， 因而提高了系統(tǒng)設(shè)備資源的利用率。由于設(shè)備分配中設(shè)置了若干數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，所以在設(shè)備分配中不會(huì)發(fā)生死鎖。I/O通道控制方式中不需要任何CPU干預(yù)。先來先服務(wù)算法、優(yōu)先級(jí)高者優(yōu)先算法、時(shí)間片輪轉(zhuǎn)算法等是經(jīng)常在設(shè)備分配中采用 算法。由于獨(dú)占設(shè)備在一段時(shí)間內(nèi)只允許一個(gè)進(jìn)程使用，因此，多個(gè)并發(fā)進(jìn)程無法訪問這 類設(shè)備。操作系統(tǒng)中應(yīng)用的緩沖技術(shù)，多數(shù)通過使用外存來實(shí)現(xiàn)。7.3.4、簡(jiǎn)答題計(jì)算機(jī)中設(shè)備控制器是由哪些部分構(gòu)成的？什么是字節(jié)多路通道？什么是數(shù)組選擇通道和數(shù)組

8、多路通道？有哪幾種I/O控制方式？分別適用何種場(chǎng)合？試說明DMA的工作流程。在單緩沖情況下，為什么系統(tǒng)對(duì)一塊數(shù)據(jù)的處理時(shí)間為max(C,T)+M。為什么在雙緩沖情況下，系統(tǒng)對(duì)一塊數(shù)據(jù)的處理時(shí)間為max(C,T)？試?yán)L圖說明把多緩沖用于輸出時(shí)的情況。試說明收容輸入工作緩沖區(qū)和提取輸出工作緩沖區(qū)的工作情況。何謂安全分配方式和不安全分配方式？為什么要引入設(shè)備獨(dú)立性？如何實(shí)現(xiàn)設(shè)備獨(dú)立性？試說明SPOOLing系統(tǒng)的組成。在實(shí)現(xiàn)后臺(tái)打印時(shí)，SPOOLing系統(tǒng)應(yīng)為請(qǐng)求I/O的進(jìn)程提供哪些服務(wù)？,試說明設(shè)備驅(qū)動(dòng)程序具有哪些特點(diǎn)？,試說明設(shè)備驅(qū)動(dòng)程序應(yīng)具有哪些功能？設(shè)備驅(qū)動(dòng)程序通常要完成哪些工作？設(shè)備中斷處

9、理程序通常需完成哪些工作？7.4習(xí)題解答要點(diǎn)7.4.1單選題1.D 2.D3.B 4.C5.C 6.C7.C 8.B9.C 10.C7.4.2多選題1. (ABD)2. (ADE)3.(ACD)4.(BCD)5.(BC)6. (C)7.(D)8.(ABC)9.(BCD)10. (D)7.4.3判斷題答案：(錯(cuò))。緩沖技術(shù)的實(shí)現(xiàn)方法有硬件和軟件兩種。硬件方法，適于應(yīng)用在速度和安全性要求較高的重要場(chǎng)合，且費(fèi)用很高；軟件方法，即在內(nèi)存中開辟出專門的存儲(chǔ)區(qū)來做緩沖區(qū)。操作系統(tǒng)采用的緩沖池技術(shù)是系統(tǒng)公用資源，由多個(gè)緩沖區(qū)組成，是通過采用軟件的方法在內(nèi)存中實(shí)現(xiàn)的。答案：（錯(cuò)）計(jì)算機(jī)外部設(shè)備分為：高速設(shè)備和

10、低速設(shè)備。低速設(shè)備是不可以共享使用的，因?yàn)樵谝欢螘r(shí)間內(nèi)不能由多個(gè)進(jìn)程同時(shí)訪問。答案：（錯(cuò)）通道指令與一般機(jī)器指令有如下幾點(diǎn)不同之處：通道指令的尋址方式較一般機(jī)器指令簡(jiǎn)單。通道指令的指令格式方式較一般機(jī)器指令簡(jiǎn)單。通道指令的操作 碼較一般機(jī)器指令簡(jiǎn)單。答案：（錯(cuò)）在硬件結(jié)構(gòu)中只有數(shù)組多路通道支持多個(gè)通道程序并發(fā)執(zhí)行。答案：（錯(cuò)）共享設(shè)備允許多個(gè)作業(yè)在一段時(shí)間內(nèi)同時(shí)使用設(shè)備。答案：（錯(cuò)）為了保證每一次設(shè)備分配的順利實(shí)施，系統(tǒng)中設(shè)置了 DCB、COCB、CHCB、SDT等數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)。但這并不能保證設(shè)備分配的安全性。要想保證分配不發(fā)生死鎖，還需進(jìn)行安全性測(cè)算。答案：（錯(cuò)）通道在I/O程序執(zhí)行的開始或結(jié)束

11、時(shí)，必需要CPU進(jìn)行一定的處理。只有在執(zhí)行I/O程序期間，無需CPU干預(yù)。答案：（錯(cuò)）前兩種算法可用在設(shè)備分配中采用，而時(shí)間片輪轉(zhuǎn)算法則不適合在設(shè)備O分配中。因?yàn)橐话阍O(shè)備的I/O操作一經(jīng)啟動(dòng)后，便一直運(yùn)行下去直到完成，I/O操作期間不宜中斷，更不宜切換給其他進(jìn)程使用。答案：（錯(cuò)）可以把獨(dú)占設(shè)備作為系統(tǒng)的一種臨界資源，用互斥的方法訪問它。錯(cuò)。因?yàn)椴僮飨到y(tǒng)中應(yīng)用的緩沖技術(shù)是有其限定性的，一般是在內(nèi)存中或通過硬件技術(shù)來實(shí)現(xiàn)的?；旧喜煌ㄟ^外存來實(shí)現(xiàn)。7.4.4簡(jiǎn)答題 1 .答：包括：設(shè)備控制器與CPU的接口；設(shè)備控制器與設(shè)備的接口；輸入輸出邏輯數(shù)據(jù)寄廣游I足I邏輯寄存器（見下圖所示）。2.答：字節(jié)多

12、路通道含有多個(gè)子通道。每個(gè)子通道連接一臺(tái)低速設(shè)備，以輪流方式控節(jié).器三設(shè)備潑I-控制線控制器控制器 與設(shè)備 依口 1共享主通道。任一子通道交換完一個(gè)字節(jié)后就將主通道讓給下一個(gè)子通道。數(shù)組選擇通道可連接多臺(tái)高速外設(shè)，具有較高的傳輸速率。它有一臺(tái)分配型子通道， 一段時(shí)間內(nèi)只能執(zhí)行一道通道程序，使一臺(tái)設(shè)備獨(dú)占通道以進(jìn)行數(shù)據(jù)交換，直到交換完后才 可讓給其他的設(shè)備。數(shù)組多路通道含有多個(gè)非分配型子通道，每個(gè)子通道連接一臺(tái)高速外設(shè)，以輪流方 式共享主通道。任一子通道交換完若干字節(jié)后就將主通道讓給下一個(gè)子通道。答：共有四種I/O方式：程序I/O方式，又稱作“忙-等”方式。該方式執(zhí)行一個(gè)循環(huán)程序，反復(fù)查詢外設(shè)狀

13、 態(tài)，如果外設(shè)“忙碌”則循環(huán)查詢，直到查得外設(shè)狀態(tài)為“閑置”時(shí)止。該方式適用于機(jī)內(nèi) 沒有中斷機(jī)構(gòu)的場(chǎng)合。中斷控制I/O方式。該方式在進(jìn)行I/O時(shí)，CPU向控制器發(fā)出I/O命令后，由控制 器控制外設(shè)操作，CPU轉(zhuǎn)其他任務(wù)的處理，即，CPU與外設(shè)并行工作。當(dāng)外設(shè)完成I/O后 向CPU發(fā)中斷信號(hào)，CPU只需花費(fèi)很少的時(shí)間進(jìn)行I/O的善后處理，此前毋須進(jìn)行干預(yù)。 該方式可適于低速外設(shè)I/O,并可配合DMA和通道方式實(shí)現(xiàn)I/O。DMA (直接內(nèi)存訪問)方式。該方式適于高速外設(shè)I/O，一次可以在外設(shè)與內(nèi)存之 間傳輸一個(gè)或多個(gè)數(shù)據(jù)塊。傳輸完畢后才需CPU干預(yù)。通道方式。該方式中，系統(tǒng)預(yù)先要將I/O的過程實(shí)現(xiàn)

14、為一段通道程序，置于內(nèi)存的 特定位置，而后啟動(dòng)通道。由通道負(fù)責(zé)執(zhí)行通道程序?qū)ν庠O(shè)進(jìn)行I/O控制，CPU轉(zhuǎn)其他程序 運(yùn)行。I/O完成后通道向CPU發(fā)中斷信號(hào)，CPU花很少時(shí)間作善后處理。答：CPU需要訪問外存時(shí)，便發(fā)送一條訪問命令給DMA的命令寄存器CR、一 個(gè)內(nèi)存地址碼給DMA的內(nèi)存地址寄存器MAR、本次要傳送的字節(jié)數(shù)給DMA的數(shù)據(jù)計(jì)數(shù) 器DC、外存地址給DMA的I/O控制邏輯中。啟動(dòng)DMA控制器，然后CPU轉(zhuǎn)其他任務(wù)處理。DMA控制器負(fù)責(zé)控制數(shù)據(jù)在內(nèi)存與外存之間傳送。每傳送一個(gè)字節(jié)就需挪用一個(gè)內(nèi) 存周期，按MAR從內(nèi)存讀出或?qū)懭雰?nèi)存一個(gè)字節(jié)，修改MAR和計(jì)數(shù)器DC。當(dāng)DC修改為0，表示傳送結(jié)

15、束，由DMA向CPU發(fā)出中斷請(qǐng)求。答：令T是讀外存數(shù)據(jù)送內(nèi)存緩沖區(qū)時(shí)間，M是數(shù)據(jù)從緩沖區(qū)傳送到用戶區(qū)的時(shí)間， C是讀內(nèi)存用戶區(qū)數(shù)據(jù)進(jìn)行計(jì)算的時(shí)間。當(dāng)進(jìn)行第I次讀外存數(shù)據(jù)送緩沖區(qū)時(shí)，系統(tǒng)可同時(shí) 讀出用戶區(qū)中第(I-1)次數(shù)據(jù)進(jìn)行計(jì)算。此兩項(xiàng)操作并行進(jìn)行且互不干擾，并與數(shù)據(jù)從緩 沖區(qū)傳送到用戶區(qū)的操作串行進(jìn)行，因此處理一塊數(shù)據(jù)的時(shí)間大約為max(C,T)+M。答：該方式又稱緩沖對(duì)換方式。寫入者花費(fèi)時(shí)間T將數(shù)據(jù)寫滿一個(gè)緩沖區(qū)后再寫另 一個(gè)緩沖區(qū)；讀出者花費(fèi)時(shí)間M將一個(gè)緩沖區(qū)數(shù)據(jù)送到用戶區(qū)后再傳送另一個(gè)緩沖區(qū)數(shù)據(jù)， 運(yùn)算者讀出用戶區(qū)進(jìn)行處理。由于將數(shù)據(jù)從緩沖區(qū)傳送到用戶區(qū)操作必須與讀用戶區(qū)數(shù)據(jù)進(jìn) 行處

16、理串行進(jìn)行，而且它們又可以與從外存?zhèn)魉蛿?shù)據(jù)填滿緩沖區(qū)的操作并行。因此耗時(shí)大約 為max(C+M,T)。考慮到M是內(nèi)存中數(shù)據(jù)塊的“搬家”耗時(shí)，非常短暫可以省略，因此近似 地認(rèn)為是：max(C,T)。答：一般情況下，需要將多緩沖區(qū)形成一個(gè)環(huán)。環(huán)上設(shè)置兩個(gè)指針：Nexti和Nextg。前者指出數(shù)據(jù)的存入位置，后者指出數(shù)據(jù)的提取位置。下圖是由6個(gè)緩沖區(qū)組成的環(huán)，其中， 帶陰影的表示是裝滿數(shù)據(jù)的緩沖區(qū)，不帶陰影的是空緩沖區(qū)。當(dāng)需要將環(huán)中的一個(gè)緩沖區(qū)數(shù)據(jù)輸出時(shí)，用P操作獨(dú)占該環(huán)；判斷Nexti與Nextg 是否重合，若是重合則表示環(huán)中數(shù)據(jù)已空，需要通過V操作釋放該環(huán)，并阻塞等待。若 Nexti與Nextg

17、沒有重合，則從Nextg處取出一個(gè)緩沖區(qū)的數(shù)據(jù)，將Nextg順序向后推一個(gè) 位置，需要通過V操作釋放該環(huán)。答：當(dāng)需要輸入數(shù)據(jù)時(shí)，調(diào)用GetBuf （emq）過程從空閑隊(duì)列上摘下一個(gè)空緩沖 區(qū)，作為收容輸入工作緩沖區(qū)hin，輸入的數(shù)據(jù)被裝入hin中，裝滿hin后，調(diào)用PutBuf（inq， hin）過程將hin掛入輸入隊(duì)列inq中。當(dāng)需要輸出數(shù)據(jù)時(shí)，調(diào)用GetBuf （outq）過程從輸出隊(duì)列上摘下一個(gè)裝滿數(shù)據(jù)的緩沖 區(qū)，作為提取輸出工作緩沖區(qū)sout，將sout中的數(shù)據(jù)提取輸出，sout的數(shù)據(jù)被提取完后，調(diào) 用PutBuf （emq， sout）過程將sout掛入空閑隊(duì)列中。答：安全分配是一種

18、“擯棄請(qǐng)求和保持條件”的資源分配方式。在這種方式中， 一個(gè)進(jìn)程請(qǐng)求資源一旦獲得（比如I/O請(qǐng)求時(shí)獲得所需的設(shè)備），該進(jìn)程就由運(yùn)行狀態(tài)變?yōu)?阻塞狀態(tài)，使它不可能再請(qǐng)求新的資源。相反，當(dāng)該進(jìn)程開始運(yùn)行時(shí)（比如I/O完成后被喚 醒），它已不占有資源。因此，這種分配擯棄了造成死鎖的一個(gè)條件，分配是安全的。這種 分配方式的缺點(diǎn)是進(jìn)程推進(jìn)速度慢，因?yàn)镃PU與I/O是串行的。不安全的分配方式是指，進(jìn)程在提出資源請(qǐng)求時(shí)（比如I/O請(qǐng)求）并不將它阻塞，而 是允許它繼續(xù)使用CPU，并提出第二次資源請(qǐng)求。這樣，若第二次請(qǐng)求的資源已被其他進(jìn) 程占用使該進(jìn)程被阻塞時(shí)，則該進(jìn)程具備了 “請(qǐng)求和保持”條件，可能產(chǎn)生死鎖，因

19、而說， 這種分配是不安全的分配。答：設(shè)備獨(dú)立性又稱為設(shè)備無關(guān)性。它指的是應(yīng)用程序在使用設(shè)備進(jìn)行I/O時(shí)， 使用的是邏輯設(shè)備，而系統(tǒng)在實(shí)際執(zhí)行時(shí)使用的是物理設(shè)備，由操作系統(tǒng)負(fù)責(zé)邏輯設(shè)備與物 理設(shè)備的映射。引入設(shè)備獨(dú)立性可以使設(shè)備的分配具有極大的靈活性，并易于實(shí)現(xiàn)I/O重定 向。系統(tǒng)為每個(gè)進(jìn)程設(shè)置一張“邏輯設(shè)備表”（LUT）。當(dāng)某進(jìn)程用邏輯名來請(qǐng)求設(shè)備時(shí)， 系統(tǒng)查閱“系統(tǒng)設(shè)備表”SDT，為它分配相應(yīng)的可用物理設(shè)備。系統(tǒng)將這種用戶邏輯設(shè)備與 系統(tǒng)物理設(shè)備的映射，建立在該用戶的LUT中，并將該物理設(shè)備的驅(qū)動(dòng)程序入口地址填入 LUT中。以后，該進(jìn)程利用邏輯設(shè)備名請(qǐng)求I/O操作時(shí)，系統(tǒng)通過查找LUT即可找

20、到物理 設(shè)備及其驅(qū)動(dòng)程序。SPOOLing技術(shù)實(shí)現(xiàn)了將獨(dú)占設(shè)備虛擬為多臺(tái)邏輯設(shè)備的功能。答：輸入輸出井。這是在磁盤上開辟兩個(gè)大空間，一個(gè)是輸入井，用來收容輸入 設(shè)備上的數(shù)據(jù)（模擬拖機(jī)輸入的磁盤）；另一個(gè)是輸出井，用來收容用戶進(jìn)程的輸出數(shù)據(jù)（模 擬脫機(jī)輸出的磁盤）。輸入緩沖區(qū)和輸出緩沖區(qū)。這是內(nèi)存中開辟的兩個(gè)緩沖區(qū)，一個(gè)是輸入緩沖區(qū)，暫存 輸入設(shè)備來的數(shù)據(jù)，以后再傳送到輸入井；另一個(gè)是輸出緩沖區(qū)，暫存輸出井送來的數(shù)據(jù)， 以后傳送到輸出設(shè)備。輸入進(jìn)程和輸出進(jìn)程。輸入進(jìn)程實(shí)現(xiàn)的是收容輸入和提取輸入。在收容輸入時(shí)，負(fù)責(zé) 將輸入設(shè)備的數(shù)據(jù)通過內(nèi)存輸入緩沖區(qū)轉(zhuǎn)存到磁盤的輸入井中；提取輸入時(shí)，負(fù)責(zé)將磁盤輸

21、入井的數(shù)據(jù)送入內(nèi)存用戶區(qū)。輸出進(jìn)程實(shí)現(xiàn)的是收容輸出和提取輸出，過程與輸入過程相反。請(qǐng)求打印隊(duì)列。答：這項(xiàng)工作由SPOOLing的輸出進(jìn)程來承擔(dān)，主要做三件事：在輸出井上請(qǐng)求一塊緩沖區(qū)，將要打印的數(shù)據(jù)送入其中。請(qǐng)求一張空白“用戶請(qǐng)求打印表”，填入打印說明信息后掛入請(qǐng)求打印隊(duì)列。一旦打印機(jī)空閑，就從請(qǐng)求打印隊(duì)列頭部取下一個(gè)請(qǐng)求打印表，根據(jù)表中要求將輸出 井的數(shù)據(jù)讀入內(nèi)存緩沖區(qū)，由打印機(jī)輸出。答：設(shè)備驅(qū)動(dòng)程序又稱設(shè)備處理程序，主要特點(diǎn)有：將進(jìn)程的I/O請(qǐng)求傳送給設(shè)備控制器，并將設(shè)備控制器記錄的設(shè)備狀態(tài)、I/O完成情 況反饋給進(jìn)程。設(shè)備驅(qū)動(dòng)程序與設(shè)備的緊密性相關(guān)，不同的設(shè)備應(yīng)配置不同的設(shè)備驅(qū)動(dòng)程序。設(shè)

22、備驅(qū)動(dòng)程序與I/O控制方式緊密相關(guān)，四種控制方式應(yīng)當(dāng)各不相同。設(shè)備驅(qū)動(dòng)程序與硬件緊密相關(guān)，部分程序必須用匯編語言編寫。目前，驅(qū)動(dòng)程序的基 本操作都被固化到ROM中了。答：設(shè)備驅(qū)動(dòng)程序是請(qǐng)求I/O的進(jìn)程與設(shè)備控制器之間的一個(gè)通信程序，主要功能 有：將用戶的要求轉(zhuǎn)換為具體要求。檢查用戶的合法性，了解設(shè)備狀態(tài)，根據(jù)要求傳遞參數(shù)，設(shè)置設(shè)備的工作方式。向設(shè)備控制器發(fā)I/O命令啟動(dòng)設(shè)備，完成具體的I/O操作。及時(shí)響應(yīng)外設(shè)的中斷請(qǐng)求，根據(jù)中斷類型調(diào)用相應(yīng)的中斷處理程序。具有通道的控制系統(tǒng)，還要構(gòu)造通道程序。答：設(shè)備驅(qū)動(dòng)程序在啟動(dòng)設(shè)備前做一些必要的預(yù)備工作，然后啟動(dòng)設(shè)備。即：將抽象要求轉(zhuǎn)換為具體要求。檢查I/

23、O請(qǐng)求的合法性。讀出設(shè)備狀態(tài)并檢查。傳遞參數(shù)。設(shè)置工作方式。啟動(dòng)I/O設(shè)備。答：當(dāng)設(shè)備完成了 I/O之后，設(shè)備控制器向CPU發(fā)送一個(gè)中斷請(qǐng)求，CPU響應(yīng)后即可轉(zhuǎn)向中斷處理程序。中斷處理程序的工作可分為以下幾步：?jiǎn)拘训却擁?xiàng)I/O的進(jìn)程。保護(hù)被中斷進(jìn)程的CPU運(yùn)行環(huán)境。分析中斷原因，轉(zhuǎn)入相應(yīng)的中斷處理程序。進(jìn)行中斷處理?；謴?fù)被中斷進(jìn)程的現(xiàn)場(chǎng)。7.5考研試題精選及解析假設(shè)磁盤有100個(gè)柱面，編號(hào)099。在完成了柱面25的請(qǐng)求后，當(dāng)前正在處理43柱面 的請(qǐng)求。磁盤請(qǐng)求的柱面按38、6、40、2、20、22、10的次序到達(dá)磁盤驅(qū)動(dòng)器，尋道每移 動(dòng)一個(gè)柱面需10ms，計(jì)算以下算法的總尋道時(shí)間。(1)FC

24、FS (2)最短尋道優(yōu)先(3)電梯調(diào) 度(西北工業(yè)大學(xué)2001年驅(qū)動(dòng)調(diào)度題)解：此類題應(yīng)注意的移動(dòng)方向，目前為由里到外(小到大)。FCFS磁盤臂移動(dòng)順序?yàn)椋?3386402-20-2210移動(dòng)總數(shù)為141 故總尋道時(shí)間為1410ms最短尋道優(yōu)先磁盤臂移動(dòng)順序?yàn)椋?340382220106-2移動(dòng)總數(shù)為29故總尋道時(shí)間為290ms電梯調(diào)度磁盤臂移動(dòng)順序?yàn)椋?340382220106-2移動(dòng)總數(shù)為29故總尋道時(shí)間為290ms一個(gè)軟盤有40個(gè)柱面，尋道時(shí)移過每個(gè)柱面花6ms。若不采用文件塊緊密存放措施，則 邏輯上相鄰的塊平均間隔13個(gè)柱面，若采用文件塊緊密存放措施，則邏輯上相鄰的塊平均 間隔2個(gè)柱面

25、。假定讀寫時(shí)找到柱面后平均旋轉(zhuǎn)延遲時(shí)間為100ms，傳輸速率為每塊25ms， 則在此兩種情況下傳輸一個(gè)100塊的文件各需多長(zhǎng)時(shí)間？華南理工大2001驅(qū)動(dòng)調(diào)度題) 解：讀第一塊時(shí)平均移動(dòng)20個(gè)柱面，需時(shí)20X6ms=120ms。平均旋轉(zhuǎn)延遲時(shí)間為100ms， 傳輸速率為每塊25ms，故讀取第一塊花時(shí)=120+100+25=245ms。不采用文件塊緊密存放措施從第二塊起每塊花時(shí)=13 X6ms+100+25=203ms，故傳輸一個(gè)100塊的文件需=245+99X 203=20342ms=20.342s。采用文件塊緊密存放措施從第二塊起每塊花時(shí)=2X6ms+100+25=137ms，故傳輸一個(gè)100

26、塊的文件需=245+99X137=20342ms=13808ms=13.808s。假如有4個(gè)記錄A、B、C、D,順序存放在磁盤的某磁道上，該磁道劃分為4塊，每塊 存放一個(gè)記錄。現(xiàn)在要順序處理這些記錄，如果磁盤的轉(zhuǎn)速為20ms轉(zhuǎn)一周，處理程序每讀 出一個(gè)記錄后花5ms時(shí)間進(jìn)行處理。試問：處理完這4個(gè)記錄需多少時(shí)間？為了縮短處理 時(shí)間應(yīng)進(jìn)行優(yōu)化分布，試問應(yīng)如何安排這些記錄?并計(jì)算處理的總時(shí)間。(上交大1995驅(qū)動(dòng) 調(diào)度題)解：優(yōu)化前順序存放A、B、C、D，處理總時(shí)間=(5+5)+ (5X3+5+5) + (5X3+5+5) + (5X 3+5+5)=85ms優(yōu)化后存放次序 A、C、B、D，處理總時(shí)間=(5+5)+ (5+5) + (5+5+5) + (5+5)=45msI/0軟件一般分為四個(gè)層次：用戶層、與設(shè)備無關(guān)的軟件層、設(shè)備驅(qū)動(dòng)程序以及中斷處理 程序。試說明以下各個(gè)工作是在哪一層完成的？向設(shè)備寄存器寫命令；檢查用戶是否有權(quán)使用設(shè)備；將二進(jìn)制整數(shù)轉(zhuǎn)化成ASCII碼以便打印。(北京大學(xué)2000設(shè)備管理) 解：I/O軟件層次如下層次I/O功能用戶層I/O軟件I/O 調(diào)用、I/O 格式化、SPOOLing設(shè)備無關(guān)軟件命名、保護(hù)、阻塞、