操作系统第5章练习题word文档良心出品文档格式.docx

1、2检查用户I/O请求的合法性，了解I/O设备的状态，传递有关参数，设置设备的工作方式。3发出I/O命令，启动分配到的I/O设备，完成指定的I/O操作。4及时响应由控制器或通道发来的中断请求， 并根据其中断类型（正常、异常结束的中断或其他类型中断）调用相应的中断处理程序进行处理。5对于设置有通道的计算机系统，驱动程序还应能够根据用户的成通道程序。 I/O请求，自动地构【例4】什么叫设备独立性？怎么实现设备独立性？设备独立性的含义是：应用程序独立于具体使用的物理设 备。为了实现设备的独立性，在操作系统中引入了逻辑设备名和物理设备名两个概念。在实现了设备独立性的系统 中，I/O进程申请设备是以逻辑设

2、备名申请的。【例5】设备分配算法有哪些？在设备管理中设备的分配算法比较简单，主要有两种算法：先来先服务算法。当有多个进程申请一个设备时，该算法根据进程申请设备的先后次序，将这些进程排 列成一个设备请求队列，设备分配程序总是把设备首先分配给队首进程。使高优在进程输优先权高者优先算法。这种算法中，系统首先把设备分配给优先权高的进程，先权的进程能够 尽快完成。对于同优先权的进程，系统按照先来先服务的方法分配设备。【例6】什么是Spooling技术？ Spooling 系统有哪儿部分组成？它可以把一台独占Spooling技术是一种虚拟设备技术，所需的设备改造为虚拟设备，使用该设备。物理设备不存在或被占

3、用的情况下，出系统的模拟，Spooling 技术是对脱机输入、所以又叫作假脱机操作。Spooling系统主要有以下三部分组成：进程和输出进程。 输入井和输出井、输入缓冲区和输出缓冲区、输入5.2练习题及答案一、选择题1. o是操作系统中釆用的以空间换时间的技术。A、缓冲技术 B、并行技术C、通道技术 D、虚拟存储技术2.CPU输出数据的速度远远高于打印机的打印速度，为解决这一矛盾，可采用（）A、并行技术 B、通道技术9.通过硬件和软件的功能扩充，把原来独占的设备改造成若干用户共享的设备，这种设备称为（）。A、存储设备 B、系统设备C、虚拟设备 D、用户设备10.对于磁盘来说，输入输出操作的信息

4、传送单位为（）B、字D、块A、字节C、文件11 是直接存取的存储设备。A、磁盘 B、磁带C、打印机 D、键盘显示终端12.按 分类可将设备分为块设备和字符设备。A、从属关系 B、操作特性C、共享属性 D、信息交换单位13.设备管理程序对设备的管理是借助一些数据结构来进行的，下面的的数据结构。 ）不属于设备管理A、DCTB、JCBC、 COCTD、 CHCT14.（）算法是设备分配常用的一种算法。A、短作用优先B、最佳适应C、首次适应D、先来先服务15.下列设备不属于系统设备的是（）A、鼠标B、键盘C、扫描仪D、磁盘系统设备：指在操作系统生成时已登记于系统中的标准设备。如键盘、鼠标、磁盘等。用户

5、设备：指在系统生成时未 登入系统的非标准设备。通常这类设备是由用户提供的，用户必须用某种方式把这类设备交给系统统一管理。如绘 图仪、扫描仪等。16.如果I/O设备与存储设备进行数据交换不经过CPU来完成，这种数据交换方式是（）。A、中断方式 B、无条件存取方式C、DMA方式 D、程序查询方式17.在采用SPOOLING技术的系统中，用户的打印数据首先被送到（）A、打印机 B、磁盘的输入井C、磁盘的输出井 D、终端18.在一般大型计算机系统中，主机对外围设备的控制可通过通道、控制器和设备三个层次来实现。下面的叙述中哪 一条正确的（）。A、 控制器可控制通道，设备在通道控制下工作B、 通道控制控制

6、器，设备在控制器控制下工作C、 通道和控制器分别控制设备D、 控制器控制通道和设备的工作19.假定把磁盘上一个数据传送到用户区的时间M为50es,这样，系统对每一块数据的处理时间为（）据的 数据块中的信息输入到一处理时间为（）。单缓冲区的时间T为100 e S,将缓冲区中的 而CPU对这一块数据进行A、 50esC、 150es20.下列算法中，用于磁盘调度的是（）计算的时间 C为50 eA、时间片轮转B、LRUSoC、最短寻道时间优先D、优先级高者优先；如果将单缓冲改为双缓21.下列那种磁盘调度算法不存在“磁臂粘着”现象（）O冲，则系统对每一块数A、SSTF B、SCANB、10FSCAN

7、D、CSCANeD、 200 e22如果有多个中断同时发生，系统将根据中断优先级响应优先级最高的中断请求。若要调整中断事件的响应次序, 可以利用二、填空题I. I/O控制方式的发展经历了 4个阶段，分别是、一 禾 n o2从资源分配角度出发，I/O设备可以分为 、 种类型。3. 按设备所属关系分类，可分为和用户设备两类。通道指专门用于负责输入/输出工作的处理机，通道所执行的程序称为 与内存之间 5通道是一个独立于 的专管 的处理机，它控制.的信息交换。6.虚拟设备是通过能为若干用户 的设备。技术把 设备变成7.UNIX系统中，键盘、终端、打印机等以 为单位组织和处理信息的设备称为 ；而磁盘、磁

8、带等以 为单位组织和处理信息的设备称为&根据信息交换方式，通道可分成 .3种类型，分别臭I 、程序。算法可能会随时改变移动臂的运动方来申请的。三级组成。I/O进程申请设备是以 设备分配算法有 和两种。 禾n _9 设备驱动程序是一10.设备独立性的含义是11.磁盘调度算法中一向。12 在实现了设备独立性的系统中，13. 三、问答题1.简述独占设备的一般分配过程2.I/O控制方式有儿种？各有什么特点？3.设备分配策略与哪些因素有关？4.什么虚拟设备？简述共享打印机的工5.作原理。录。设磁盘旋转速度为30ms/转，处理程序每读出一个记录后用当记录A、有5个记录A B C、D、E存放在磁盘B C、D

9、 E按顺序存放在磁道上时，顺序处理这 的某个磁道上，且每个磁道正好可以存放 5个记6ms的时间进行处理，贝（1） 5个记录花费的总时间是多少?（2 ）如何采取优化方法使处理这些记录所花费的总时间最短？求出该最短时间。6.当前磁盘读写位于柱面号20,此时有多个磁盘请求以下列柱面号顺序送至磁盘驱动器；10, 22, 20, 2, 40, 6, 38。寻道时，移动一个柱面需6ms,按下列三种算法计算所需寻道时间（柱面移动顺序及 总寻道时间） 。（1）先到先服务；（2）最短寻道优先；（3）电梯算法（当前状态：向上）。参考答案一、选择题虚拟独占共享字符、字符设备、块、块设备字节多路通道数组选择通道数组多

10、路通道I/O进程设备时，CPU才能与外设交换信息。所以，在程序查询I/O方式的接口电路中必须设置一状态端口，以使CPU通过 执行输入指令了解外设的状态。当采用程序查询传送方式时，每当程序要使用某一外设进行 I/O操作时，CPU要执行一段循环测试程序，以实现在外设准备好时执行一条输入/输出指令，进行一个字节或字的数据传送操作。在这种 方式下，CPU的大量时间消耗在等待输入输出的循环检测上，使CPU与外设串行工作，严重影响了 CPU和外设 的使用效率，致使整个系统效率很低。（2） I/O中断方式引入中断技术后，每当设备完成I/O操作时，便向CPU发出中断请求信号，通知CPU 外设己准备好，可以进行

11、数据传送操作。这样，CPU 一旦启动I/O设备后便可执行其它程序，仅在收到I/O中 断请求时才执行其中断服务程序，进行I/O处理和I/O操作。程序中断传送方式改善了 CPU的利用率，并使CPU与外设并行操作。但I/O数据的处理和I/O操作的控制 都是由CPU承担的，仍然消耗了 CPU不少时间。直接存储器访问（DMA）方式虽然I/O中断方式比程序查询方式更有效，但须注意，它仍是以字节或字为单位进行输入输出的，每当完成 一个字节或字时，控制器便要向CPU请求一次中断。换言之，釆用I/O中断方式时的CPU, I/O，显然是低效对I/O的。例如，了进一步减少CPU是以字节或字为单位进行干预的。如果将这

12、种方式用于块设备的为了从磁盘中读出1KB的数据块，需要中断CPU 1K次。为DMA）方式。CPU的干预，即把对一个数据块作。在配置通道的计算机1/通道方式 的干预而引入了直接存储器访问（I/O通道方式时DMA方式的发展，它会进一步较少对的读（或写）为单位的干预，减少为对一组数 据块的读（或写）的干预。I/O通道有自己的指令系统，即通道程序, 可以与和实现主存和外设之间的信息传输，使 CPU摆脱了繁忙的系统中，不仅能实现CPU与通道的并行操作，而是通道与通道、各通道 的外设之间均能实现并行操作，因而有效地提高了整个系统的使用效率。3.设备分配策略与下列因素有关：（1 ） I/O设备的固有属性，对

13、于独占设备，共享设备、虚拟设备等具有不同属性的设备，通常采用相应的分配算法。（2）设备分配算法，常见的有先来先服务算法、优先级高者优先算法（3）设备分配的安全性，即避免死锁的产生。（4）设备独立性，设备独立性指应用程序独立于具体使用的物理设备。4.虚拟设备是通过某种技术将一台独占设 备改造为可以供多个用户共享的共享设备。共享打印机的工作流程如下：当用户进程请求打印输出时，Spooling系统同意为他打印输出，但并不真 正把打印机分配给该用户进程，而只为它做两件事：由输出进程在输出井中为之申请一空闲盘块区，并将要打印 的数据送人其中；输出进程再为用户进程申请一张空白的用户请求打印表，并将用户的打

14、印要求填入其中，再将该 表挂到请求打印队列上。如果还有进程要求打印输出，系统仍可接受该请求，也同样为该进程做上述两件事。如果打印机空闲，输出进程将从请求打印队列的队首取出一张请求打印表，根据表中的要求将要打印的数据 从输出井传送到内存缓冲区，再由打印机进行打印。打印完毕，输出进程再查看请求打印队列中是否还有等待要打印的请求表。 若有，再取出一张表，并根据其中的要求进行打印，如此下去，直至请求队列空为止，输出进程才自己阻塞起来、等待下次再有打印请求时才被唤醒。30/5=6ms;（ 1）磁盘旋转速度是30ms、转，共分成5个扇区，因此每个扇区的读写时间为扇区后，磁头已到达C扇区，因此要等磁盘再转一

15、圈后才可读 B （见图）,以此类推，顺序处理5个扇区的时间花费是（其中A是第一个，因此处理有别于其他扇区） ：A: 6ms+6msB、D:6ms*4+6ins+6nis,共计 156ms。（2）采用的优化方法是扇区交替编号，使得扇 A扇区在处理完后可以在最短的时间内定位 B区，排列方式如下图。求出的花费时间是： 12ms*5=60mSo6.方法一:（1） FCFS:从20号柱面（磁道）开始柱面移动顺序磁头移动距离（磁道数）10221220218403863432总寻道时间：146*6 = 876ms（2） SSTF:磁头移动距离（磁道数）43660*6二360ms（3） SCAN:从20号柱面（磁道）开始，向上163058*6二348ms方法二：首先画出磁头在盘面上的运动轨迹（访问柱面即为访问磁道）（I） FCFS, 0 2 6 10 20 22 38 40（10+12+20+38+34+32 ） *6=876ms低 JT个艰近 i 0 2 6 0 20 22 3S 40（2+20+38） *6二360msJ0 20 22 J8 40 （20+38） *6=348ms屯 WW 法 i 2 6