发布时间 : 星期一 文章操作系统的原理与应用答案 孔宪君更新完毕开始阅读d5e24061a45177232f60a2d7
操作系统复习思考题答案
D.I/O设备独立性是指I/O设备驱动程序独立于具体使用的物理设备的一种特性。
6.I/O设备独立性是指＿A.＿无关。
A.程序与I/O设备 B.I/O设备与I/O设备 C.通道与I/O设备 D.I/O设备与CPU
7.虚拟设备是通过＿B.＿技术实现的。
A.通道 B.SPOOLing C.并行 D.虚拟存储
8.为实现I/O设备分配，应为每个I/O设备设置一张＿A.＿，在系统中配置一张＿C.＿；为实现I/O设备独立性，系统中应设置一张＿E.＿。
A.I/O设备控制表 B.控制器控制表 C.系统I/O设备表 D.I/O设备分配表 E.逻辑设备表 F.I/O设备分配表 9.从下面关于虚拟设备的论述中选择一条正确的论述。C.
A.虚拟设备是指允许用户使用比系统中具有的物理设备更多的设备。 B.虚拟设备是指允许用户以标准方式来使用物理设备。 C.虚拟设备是指把一个物理设备变换成多个对应的逻辑设备。
D.虚拟设备是指允许用户程序不必全部装入内存就可使用系统中的设备。 10.SPOOLing是对脱机I/O工作方式的模拟，SPOOLing系统中的输入井是对脱机输入中的＿C.＿进行模拟，输出井是对脱机输出中的＿E.＿进行模拟，输入值班进程是对脱机输入中的＿B.＿进行模拟，输出值班进程是对脱机输出中的＿B.＿进行模拟。 HI A
A.内存输入缓冲区 B.外围控制机 C.输入设备 D.内存输出缓冲区 E.输出设备
11.从下列关于SPOOLing系统的论述中，选择两条正确的论述。H. I. A.构成SPOOLing系统的基本条件是具有外围输入机和外围输出机。 B.构成SPOOLing系统的基本条件是只要具有大容量、高速硬盘作为输入井与输出井。
C.构成SPOOLing系统的基本条件是只要操作系统中采用多道程序技术。 D.SPOOLing系统建立在分时系统中。 E.SPOOLing系统是虚拟存储技术的体现。
F.SPOOLing系统是在用户程序要读取数据时启动输入进程输入数据。 G.当输出设备忙时，SPOOLing系统中的用户程序暂停执行，待I/O空闲时再被唤醒，去执行操作。
H.SPOOLing系统实现了对I/O设备的虚拟，只要输入设备空闲，SPOOLing可预先将输入数据从输入设备传送到输入井中供用户程序随时读取。
I.在SPOOLing系统中，用户程序可随时将输出数据送到输出井中，待输出设
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备空闲时再执行数据输出操作。
12.在操作系统中，＿A.＿指的是一种硬件机制。
A.通道技术 B.缓冲池 C.SPOOLING技术 D.内存覆盖技术
13.下列磁盘调度算法中，平均寻道时间较短，但容易产生饥饿现象的是＿A.＿；电梯调度算法是指＿C.＿：能避免磁臂粘着现象的算法是＿E.＿。
A.SSTF B.FCFS C.SCAN D.CSCAN E.FSCAN 14.磁盘高速缓冲设在＿C.＿中。
A.磁盘控制器 B.磁盘 C.内存 D.Cache 15.磁盘高速缓冲的主要目的是＿B.＿。
A.缩短寻道时间 B.提高磁盘I/O的速度 C.提高磁盘空间的利用率
D.保证数据的一致性 E.提高CPU执行指令的速度。 6.3 综合题
1.I/O设备管理的目标和功能是什么？
⑴缓冲管理：CPU与设备之间、设备与设备之间交换信息时，需要利用缓冲区来缓解速度不匹配的矛盾，提高CPU与设备之间、设备与设备之间操作的并行程度。
⑵设备分配：系统根据进程所请求的设备，按分配算法对设备和设备相应的控制器和通道进行分配，建立从设备到内存之间传输信息的通路。在进程的I/O完成后，系统应及时回收设备，以便重新分配给其他进程使用。将未获得所需设备的进程放进相应设备的等待队列中。
⑶设备驱动：逻辑设备名转换成设备的物理地址，启动指定的I/O设备，完成程序规定的I/O操作，并对由设备发来的中断请求进行及时响应，根据中断类型进行相应的处理。
⑷设备无关性:用户在编制程序时，不直接使用实际的设备名而使用逻辑设备名。有利于解决设备的故障和增加设备分配的灵活性。
⑸虚拟设备：一次仅允许一个进程使用的设备称为独占设备。独占设备不仅降低了系统的设备利用率，而且可能产生死锁。虚拟设备能被多个进程共享，提高了设备的利用率，并且防止了死锁。关于虚拟设备的实现以后章节将详细讨论。
2.I/O控制方式有哪几种？试比较它们的优缺点。
有四种I/O控制方式，即程序I/O控制方式、中断驱动I/O控制方式、直接存储器访问DMA控制方式及I/O通道控制方式。
程序直接控制方式的工作过程非常简单，但在循环测试中浪费了大量的CPU处理时间，所以CPU的利用率相当低。
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用中断方式交换数据时，每处理一次I/O数据交换，都会耗去一定的CPU处理时间，为减少中断对CPU造成的负担，对于一些高速的外围设备，以及成组交换数据的情形来说，例如磁盘驱动器，仍然显得速度太慢。可以将一部分I/O任务交给一个的专用DMA控制器。
DMA方式一般用于高速传送成组的数据。其优缺点如下：
优点：操作均由硬件电路实现，传输速度快，CPU仅在初始化和结束时参与，不干预数据传送，可以减少大批量数据传输时CPU的开销。CPU与外设并行工作，效率高。
缺点：DMA方式也有一定的局限性，这是因为DMA方式在初始化和结束时仍由CPU控制，DMA方式周期挪用内存总线，CPU和DMA交替访问内存，通过硬件线路分时地控制这两者对总线的使用权，使得CPU计算效率下降。
3.缓冲区的种类有哪些？各有什么特点？
操作系统提供以下几种形式的缓冲区，即单缓冲、双缓冲、循环缓冲和缓冲池。其中单缓冲、双缓冲和循环缓冲为专用缓冲，缓冲池为公用缓冲。
单缓冲是操作系统提供的最简单的缓冲区形式，单缓冲适用于数据的到达率与离去率相差很大的情况。
比单缓冲都有所提高。两个缓冲区交替使用，使CPU与I/O设备并行性进一步提高。如果数据的到达率和离去率相差不太大时，利用双缓冲技术效果非常好。
4.什么是字节多路通道？什么是数组选择通道和数组多路通道？ ⑴字节多路通道
字节多路通道是一种简单的共享通道，适用于连接慢速的字符设备，如打印机、终端等设备。字节多路通道在时间片分时的基础上为多台低速和中速设备服务，它的主要特点是：各设备与通道之间的数据传送是以字节为单位交替进行的，各设备轮流占用一个很短的时间片，不同的设备在各自的时间片内经过通道执行各自的数据传送操作。
⑵选择通道
选择通道是一种高速通道，适用于连接高速I/O设备，如磁盘、磁带等，信息以数据块为单位高速传输。在物理上它可以连接多个设备，但是这些设备不能同时工作。在某一段时间内，通道只能选择一个设备进行工作，即使暂时出现空闲，也不允许其他设备使用，直到该设备传送完成后才让出通道。选择通道的优点是以数据块为单位进行传输，传输率高，缺点是通道利用率低。
⑶数组多路通道
数组多路通道是对选择通道的一种改进，综合了字节多路通道分时工作和选择通道传送速率高的特点。适用于连接高速I/O设备，如磁盘、磁带等。数组多路通道的工作原理如下：当某设备进行数据传送时，通道只为该设备服务；当设
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备在执行寻址等控制性动作时，通道暂时断开与这个设备的连接，挂起该设备的通道程序，激活其他设备的服务，执行其他设备的通道程序。其优点是同选择通道一样，以数据块为单位进行传输，传输率高。同时又具有多路并行操作的能力，通道利用率高，缺点是控制复杂。
5.试说明推动I/O控制发展的主要因素是什么？
推动I/O控制发展的主要动力在于尽量减少主机对I/O控制的干预，把主机从繁杂的I/O控制事务中解脱出来，以有更多的时间和精力去完成其数据处理任务。同时，中断机制在计算机系统中的引入、DMA控制器的出现和通道研制的成功使I/O控制的发展具备了技术支持和成为可能。
6.引入缓冲的主要原因是什么？ 引入缓冲的主要原因是：
⑴改善CPU与I/O设备之间速度不匹配和负荷不均衡的矛盾。 ⑵减少对CPU的中断频率，放宽对中断响应时间的限制。 ⑶以空间换取时间，提高CPU和I/O设备之间的并行性。 ⑷在设备使用不均衡时缓冲区起到平滑作用。
7.为何要引入I/O设备无关性？如何实现I/O设备的无关性？
在现代操作系统中，为了提高系统的可适应性和可扩展性，都毫无例外地实现了设备独立性，也即设备无关性。其基本含义是，应用程序独立于具体使用的物理设备，即应用程序以逻辑设备名称来请求使用某类设备。进一步说，在实现了设备独立性的功能后，可带来两方面的好处：（1）设备分配时的灵活性；（2）易于实现I/O重定向(指用于I/O操作的设备可以更换即重定向，而不必改变应用程序)。
为了实现设备的独立性，应引入逻辑设备和物理设备两个概念。在应用程序中，使用逻辑设备名称来请求使用某类设备；而系统执行时，是使用物理设备名称。鉴于驱动程序是一个与硬件（或设备）紧密相关的软件，必须在驱动程序之上设置一层软件，称为设备独立性软件，以执行所有设备的公有操作、完成逻辑设备名到物理设备名的转换（为此应设置一张逻辑设备表）并向用户层（或文件层）软件提供统一接口，从而实现设备的独立性。
8.何谓虚拟设备？实现虚拟设备所依赖的关键技术是什么？
以大容量存储器为支持，通过虚拟技术将一台独占设备改造成能被多个进程共享的设备，以提高设备的利用率。这种经过虚拟技术改造后的设备，是一种逻辑上的，概念上的设备，称之为虚拟设备。
虚拟设备所依赖的关键技术是利用备用存储器的空间，模拟独占设备的功能，把一台低速物理独占设备改造成为多台虚拟的同类设备。
9.试说明SPOOLing系统的组成和原理?
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