第5章输入输出管理-习题集 一、选择题 1.（）是直接存取的存储设备【＊，联考】 A. 磁盘 B. 磁带 C. 打印机 D. 键盘显示终端 2.在中断处理中，输入/输出中断是指（）。【＊，★，联考】 Ⅰ. 设备出错Ⅱ. 数据传输结束 A. Ⅰ B. Ⅱ C. Ⅰ和Ⅱ D. 都不是 3.用户程序发出磁盘I/O请求后，系统的正确处理流程是（）。【＊＊，★，11考研】 A. 用户程序→系统调用处理程序→中断处理程序→设备驱动程序 B. 用户程序→系统调用处理程序→设备驱动程序→中断处理程序 C. 用户程序→设备驱动程序→系统调用处理程序→中断处理程序 D. 用户程序→设备驱动程序→中断处理程序→系统调用处理程序 4.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（）。【＊，★，联考】 A. 程序查询 B. 中断方式 C. DMA方式 D. 无条件存取方式 5.在操作系统中，（）指的是一种硬件机制。【＊，联考】 A. 通道技术 B. 缓冲池 C. SPOOLing技术 D. 内存覆盖技术 6.通道又称I/O处理机，它用于实现（）之间的信息传输。【＊，联考】 A. 内存与I/O设备 B. CPU与I/O设备 C. 内存与外存 D. CPU与外存 7.通道程序是（）。【＊，联考】 A. 由一系列机器指令组成 B. 由一系列通道指令组成 C. 可以由高级语言编写 D. 就是通道控制器 8.在以下I/O控制方式中，需要CPU干预最少的是（）。【＊，★，联考】 A. 程序I/O方式 B. 中断控制方式 C. DMA控制方式 D. 通道控制方式 9.与设备相关的中断处理过程是由（）完成的。【＊＊，★，联考】 A. 用户层I/O B. 设备无关的操作系统软件 C. 中断处理 D. 设备驱动程序 10.（与题“3”同） 11.本地用户通过键盘登录系统时，首先获得键盘输入信息的程序是（）。【＊＊，★，10考研】 A. 命令解释程序 B. 中断处理程序 C. 系统调用程序 D. 用户登录程序 12.一个计算机系统配置了2台同类绘图机和3台同类打印机。为了正确驱动这些设备，系统应该提供（）
第8章多媒体信息的输入与输出 8.1 显示卡 8.1.1 显示卡的作用 1．信息模式的转换 ⑴并行数据信号转换为串行输出数据信号; ⑵数字信号转换为模拟信号。 2．显示信息的控制 显示卡发送到显示器的输出信号除含有模拟视频信号外还含有许多控制信号。 3. 对图形函数进行加速 现在普遍使用的显示卡都已经是图形加速卡，它拥有自己的图形函数加速器，能够提供图形函数的计算能力。 8.1.3 显示卡的结构与性能 显示卡各主要功能模块都集成在一块插件板上。它通过系统板上的I/O扩展槽与系统总线连接，通过多芯电缆与显示器接口电路连接。 1.图形加速芯片 图形加速芯片又称为图形处理芯片或显示芯片，它是显示卡中最主要的部分，它决定了显示卡的类型、档次和大部分性能。 2. 显示存储器 显示存储器是一种随机存储器。根据显示存储器的功能，它也被称为帧缓冲器（Frame Buffer）、视频存储器（Video RAM）或位图存储器（Bitmap Memory）。它主要存放的是图形加速芯片处理后的一帧显示图形的数据，即与显示屏幕上一帧图形各像素点一一对应的像素值，从而在屏幕上形成一帧与显示存储器中所存位图数据相对应的可见画面。 3. RAMDAC RAMDAC是“Random Access Memory Digital to Analog Converter”的缩写，即随机存储数/模转换器。它主要用于将显示存储器中输出的串行图形数据实时地转换为显示器所能接受的R、G、B模拟信号，发送到显示器并显示出来。 4.BIOS ROM BIOS ROM又称为基本输入输出系统。它是一种特殊的存储芯片（ROM），存放生产厂家提供的硬件图形加速芯片与驱动软件之间的输入、输出逻辑控制程序，此外，还存放显卡的名称﹑型号以及显示内存的信息等。BIOS的性能决定了显示卡硬件与操作系统之间的配合程度，以及能否充分利用图形加速芯片的功能。 5.总线接口 显示卡总体上是一种板卡总线结构方式。对外部而言显示卡要通过总线接口与计算机主板连接进行相互间的数据交换，对内部而言它将板卡总线作为图形加速芯片、显示存储器、显示控制器等卡内部件的数据传输通道，因此，板卡总线或总线接口的传输速率是决定显示卡总体效能的重要因素。 6.其他 ①VGA插口； ②VGA Feature插口； ③视频S端子插口 8.2.1 音频卡的作用 1．采集、编辑和回放数字声音文件； 2．对数字音频文件进行压缩和解压缩； 3. MIDI音乐合成；
第十章输入输出系统习题 一、单项选择题： 1、“总线忙”信号是由__ __建立的。 A．获得总线控制权的设备B．发出“总线请求”的设备 C．总线控制器D．CPU 2、在不同速度的设备之间传送数据__ __。 A．必须采用同步控制方式B．必须采用异步控制方式 C．可以选用同步方式，也可选用异步方式D．必须采用应答方式 3、挂接在总线上的多个部件___ _。 A．只能分时向总线发送数据，并只能分时从总线接收数据 B．只能分时向总线发送数据，但可同时从总线接收数据 C．可同时向总线发送数据，并同时从总线接收数据 D．可同时向总线发送数据，但只能分时从总线接收数据 4、总线从设备是____。 A．掌握总线控制权的设备 B．申请作为从设备的设备 C．被主设备访问的设备D．总线裁决部件 5、假设某系统总线在一个总线周期中传输4个字节信息，一个总线周期占用2个时钟周期，总线时钟频率为10MHz，则总线带宽是__ __。 A．10 MB/s B．20 MB/s C．40 MB/s D．80 MB/s 6、波特率表示传输线路上____。 A．信号的传输速率B．有效数据的传输速率 C．校验信号的传输速率D．干扰信号的传输速率 7、中断系统中的断点是指____。 A．子程序入口地址B．中断服务子程序入口地址 C．中断服务程序入口地址表D．中断返回地址 8、显示器的主要参数之一是分辨率，其含义是____。 A．显示屏幕的水平和垂直扫描频率 B．显示屏幕上光栅的列数和行数 C．可显示不同颜色的总线 D．同一个画面允许显示不同颜色的最大数目 9、下列选项中，能引起外部中断的事件是____。 A．键盘输入B．除数为0 C．浮点运算下溢D．访存缺页 10．CPU响应中断时，最先完成的两个步骤是_ __和保护现场信息。 A.开中断 B.恢复现场 C.关中断 D.不可屏蔽中断 11、在独立编址方式下，存储单元和I/O设备是靠来区分的。 A．不同的地址代码B．不同的地址总线 C．不同的指令和不同的控制信号D．上述都不同 12、计算机系统的输入/输出接口通常是__ __。 A．CPU与存储器之间的交界面B．存储器与打印机之间的交界面 C．主机与外围设备之间的交界面D．CPU与系统总线之间的交界面 13．根据连线的数量，总线可分为串行总线和_____ ___总线
体系结构6-0 第六章 输入输出系统 6.2 解： 加速比＝14.710 /%902/%101=+ 本题再次反映了Amdahl 定律，要改进一个系统的性能要对各方面性能都进行改进，不然系统中最慢的地方就成为新系统的瓶颈。 6.3假设磁盘空闲，这样没有排队延迟；公布的平均寻道时间是9ms ，传输速度是4MB/s ，转速是5400r/min ，控制器的开销是1ms 。问读或写一个512字节的扇区的平均时间是多少？ 解： 平均磁盘访问时间 = 平均寻道时间 + 平均旋转延迟 + 传输时间 + 控制器开销 15.725m 1 0.125 5.6 9 1ms 4.0MB/s 0.5KB 5400r/min 0.5 9ms = + + + = + + + 假设实际测得的寻道时间是公布值的33%，则答案是： 3ms + 4.2ms + 0.1ms + 1ms = 8.3ms 6.x 盘阵列有哪些分级？各有什么特点？ RAID0亦称数据分块，即把数据分布在多个盘上，实际上是非冗余阵列，无冗余信息。 RAID1亦称镜像盘，使用双备份磁盘。每当数据写入一个磁盘时，将该数据也写到另一个冗余盘，这样形成信息的两份复制品。如果一个磁盘失效，系统可以到镜像盘中获得所需要的信息。镜像是最昂贵的解决方法。特点是系统可靠性很高，但效率很低。 RAID2位交叉式海明编码阵列。原理上比较优越，但冗余信息的开销太大，因此未被广泛应用。 RAID3位交叉奇偶校验盘阵列，是单盘容错并行传输的阵列。即数据以位或字节交叉的方式存于各盘，冗余的奇偶校验信息存储在一台专用盘上。 RAID4专用奇偶校验独立存取盘阵列。即数据以块(块大小可变)交叉的方式存于各盘，冗余的奇偶校验信息存在一台专用盘上。 RAID5块交叉分布式奇偶校验盘阵列，是旋转奇偶校验独立存取的阵列。即数据以块交叉的方式存于各盘，但无专用的校验盘，而是把冗余的奇偶校验信息均匀地分布在所有磁盘上。 RAID6双维奇偶校验独立存取盘阵列。即数据以块(块大小可变)交叉的方式存于各盘，冗余的检、纠错信息均匀地分布在所有磁盘上。并且，每次写入数据都要访问一个数据盘和两个校验盘，可容忍双盘出错。 RAID7是采用Cache 和异步技术的RAID6，使响应速度和传输速率有了较大提高。 6.6 同步总线和异步总线各有什么优缺点？总线的主要参数有哪些？各是什么含义？
第八章输入输出系统 8.1输入输出设备的编址方式 8.2 总线结构 8.2.1 概述 总线是传送信息的通路，在计算机系统中使用的总线可分成3类： (1)计算机系统中各部件内部传送信息的通路。例如：运算器内部寄存器与寄存器之间、寄存器与算术逻辑运算单元(ALU)之间的传送通路，通常称之为内部总线。 (2)计算机系统中各部件之间传送信息的通路。例如CPU与主存储器之间，CPU与外设端口之间传送信息的通路，通常称之为“系统总线”。 (3)计算机多机系统内部各计算机之间传送信息的通路，通常称之为“机间总线”或“多机总线”。 本节中讨论的主要是CPU与外设接口之间的系统总线，又可称作输入输出总线，简称I／O总线。 提到总线，人们马上会想到它由许多条传输线构成，这些传输线的总条数称作总线的宽度，连接在一条总线上常常有多个设备或部件，因此常被称作共享总线或分时总线。因为不管一条总线上连接了多少个设备，任何时候只能有两个设备利用总线进行通信，一是信息发送者，一是信息接收者。于是就应该有一个部件来确定当前总线由哪两个设备来使用。如果有多个部件申请使用总线时，还应该由它根据申请者的优先级别来确定使用总线的优先次序，所有这些功能要由总线控制逻辑来完成。因此总线应该是由一定数量的传输线和总线控制器两部分构成。总线控制器可以是集中式的，集中在某个部件内部，也可以是分散式的，分散在共享总线的多个部件中。 8.2.2总线的控制方式 以集中式总线控制方式为例来说明常用的3种总线控制与仲裁方式。 1．串行链式查询方式 采用串行链式查询方式来实现判优功能的连接图如图8－3所示。
从图8-3中可以看出，该总线上连接着多个部件，对各个部件来说，除了共享数据总线和地址总线外，还有3条控制线(构成控制总线)：总线请求信号线(BR)、总线忙信号线(BS)和总线认可信号线(BG)。由于总线认可信号线对共享总线的多个部件来说形成了一条串行的链，故串行链式查询方式因此而得名。平时，BR、BS和BG线均无效，当某个或多个部件要求使用总线时，各部件通过BR线向总线控制器发出总线请求信号，总线控制器得到请求后置BG线有效，并首先进入“部件0”，若“部件0”有请求，则BG线将终止向后传送，由“部件0”发出总线忙(BR＝1)信号，表示当前总线由“部件0”占用；若“部件0”无请求，则BG 线继续往后传送，一直传送到某个有总线请求的部件为止，这时总线控制器将总线使用权交给该部件。从上述查询过程中可以看出，离总线控制器最近的部件具有最高的优先权，最远的部件只有在它前面所有部件均不请求使用总线时，才有可能得到总线的使用权，这种不公平的待遇将保持不变。这种查询方式控制简单，控制线数量少，总线上要增、删部件很容易，但是对串行查询链上的电路故障非常敏感，如果某个部件的查询链出了故障，那么该部件之后的所有部件都将无法得到总线的使用权。 2.计数定时查询方式 计数定时查询方式连接图如图8-4所示
第八章输入输出系统 一、填空题； 1.直接内存访问（DMA）方式中，DMA控制器从CPU完全接管对的控制，数据交换不经过CPU,而直接在内存和之间进行。 2.通道是一个特殊功能的，它有自己的专门负责数据输入输出的传输控制。 3.并行I/O接口和串行I/O接口是目前两个最具有权威性的标准接口技术。 4.在计算机系统中，CPU对外围设备的管理，除了程序查询方式、程序中断方式外，还有方式、方式和方式。 5.程序中断方式控制输入输出的主要特点是，可以使A 和B 并行工作。 6.DMA控制器按其A 结构，分为B 型和C 型两种。 7.通道是一个特殊功能的A ，它有自己的B 专门负责数据输入输出的传输控制，CPU只负责C 功能。 8.通道有三种类型：A 通道、B 通道、C 通道。 9. 二、选择题： 1.下面有关“中断”的叙述，______是不正确的。 A.一旦有中断请求出现，CPU立即停止当前指令的执行，转而去受理中断请求 B.CPU响应中断时暂停运行当前程序，自动转移到中断服务程序 C.中断方式一般适用于随机出现的服务 D.为了保证中断服务程序执行完毕以后，能正确返回到被中断的断点继续执行程 序，必须进行现场保存操作 2.中断向量地址是______。 A. 子程序入口地址 B. 中断服务例行程序入口地址 C. 中断服务例行程序入口地址的地址 D. 主程序返回地址 3.在数据传送过程中，数据由串行变并行或由并行变串行，其转换是通过______。 A. 移位寄存器 B. 数据寄存器 C. 锁存器 D. 指令寄存器 4.下述I/O控制方式中，主要由程序实现的是______。 A. PPU(外围处理机)方式 B. 中断方式 C. DMA方式 D. 通道方式 5.采用DMA方式传送数据时，每传送一个数据要占用______的时间。 A. 一个指令周期 B. 一个机器周期 C. 一个时钟周期 D. 一个存储周期 6.发生中断请求的条件是______。 A. 一条指令执行结束 B. 一次I/O操作开始 C. 机器内部发生故障 D. 一次DMA操作开始 7.中断向量地址是______。 A．子程序入口地址B．中断服务例行程序入口地址 C．中断服务例行程序入口地址的指示器D．中断返回地址 8.下述I/O控制方式，哪种主要由程序实现______。 A. PPU（外围处理机） B. 中断方式 C. DMA 方式 D. 通道方式 9.为了便于实现多级中断，保存现场最有效的方法是采用______。
第6章输入输出系统(I/O管理)-选择题 1.以下关于设备属性的叙述中,正确的是()。 A.字符设备的基本特征是可寻址到字节,即能指定输入的源地址或输出的目标地址 B.共享设备必须是可寻址的和可随机访问的设备 C.共享设备是指同一时间内允许多个进程同时访问的设备 D.在分配共享设备和独占设备时都可能引起进程死锁 2.虚拟设备是指() A.允许用户使用比系统中具有的物理设备更多的设备 B.允许用户以标准化方式来使用物理设备 C.把一个物理设备变换成多个对应的逻辑设备 D.允许用户程序不必全部装入主存便可使用系统中的设备 3.磁盘设备的1O控制主要采取()方式 A.位 B.字节 C.帧 D. DMA 4.为了便于上层软件的编制,设备控制器通常需要提供() A.控制寄存器、状态寄存器和控制命令 B.1/O地址寄存器、工作方式状态寄存器和控制命令 C.中断寄存器、控制寄存器和控制命令 D.控制寄存器、编程空间和控制逻辑寄存器 5.在设备控制器中用于实现设备控制功能的是() A. CPU B.设备控制器与处理器的接 C.I/O逻辑 D.设备控制器与设备的接口 6.在设备管理中,设备映射表(DMT)的作用是() A.管理物理设备 B.管理逻辑设备 C.实现输入/输出 D.建立逻辑设备与物理设备的对应关系 7.DMA方式是在()之间建立一条直接数据通路 A.I/O设备和主存 B.两个I/O设备 C.I/O设备和CPU D.CPU和主存 8.通道又称1/O处理机,它用于实现()之间的信息传输。 A.内存与外设 B.CPU与外设 C.内存与外存 D.CPU与外存 9.在操作系统中,()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 10.若1O设备与存储设备进行数据交换不经过CPU来完成,则这种数据交换方式是() A.程序查询 B.中断方式 C.DMA方式 D.无条件存取方式 11.计算机系统中,不属于DMA控制器的是() A.命令/状态寄存器 B.内存地址寄存器 C.数据寄存器 D.堆指针寄存器 12.()用作连接大量的低速或中速1O设备
第六章 输入输出管理
6.1 6.1 I/O系统的功能、模型和接口 6.2 I/O设备和设备控制器 6.3 中断机构和中断处理程序 6.4 设备驱动程序 6.5 与设备无关的I/O软件 6.6 用户层的I/O软件 6.7缓冲区管理 67 6.8 磁盘存储器的性能和调度68
6.1 I/O系统功能、模型和接口 1I/O 1 I/O系统基本功能 ./O系统层次结构和模型2.I/O 系统接 3.I/O接口
1 I/O 系统基本功能 ①隐藏物理设备的细节 使用方便②与设备的无关系 提高③提高CPU和I/O设备的利用率 利用率④对I/O设备进行控制 ⑤确保对设备的正确共享 共享方便 ⑥错误处理
① 隐藏物理设备的细节 Printf(“……”); Scanf “……” ();(); #include
②与设备的无关系 基于因此物理设备细节的基础上实现，使用基于因此物理设备细节的基础上实现使用抽象的逻辑设备名称使用设备。/dev/printer Windows 2000以前的OS，读取U盘先要安置盘驱动程序就像当前安置打印驱动扫U盘驱动程序，就像当前安置打印驱动、扫 描驱动一样。 I/O系统，你负责设置下 系统你负责设置下
第六章输入输出系统 一、填空题 l 、操作系统中，设备管理的目标是（）和（）。 2、中断装置通常是按预定的顺序来响应同时出现的中断事件的，这个预定的顺序通常被称为（）。 3．通道通过执行通道程序来完成控制设备工作，完成指定的（）操作． 4．通道可分为（）、（）和（）三种类型． 5．中断向量实际上是一种指针，它指向对应（）的入口． 6．访问磁盘时间由（），（）和（）三部分组成． 7．缓冲是一种（）扶术，它利用某种存储设备，在数据传送过程中进行暂时的存放． 8．I／O管理中，（）技术是操作系统得以响应外部和内部物理请求的必不可少的重要机制． 9、（）算法是选择当前磁头所在磁道距离远近的请求作为下一次服务的对象． 10．磁盘地址空间是（）维的． 11．为实现CPU与外部设备的并行工作，系统引入了（）硬件机制． 12，IlO涉及的基本的硬件元素有（）等等． 13．控制设备的核心模块为（）· 14．设备和CPU之间数据传送控制方式有四种：程序直接控制方式，中断控制方式，DMA方式和（）· 15. 缓冲，中断及（）也是设备管理中的一个重要部分． 16. 磁盘是海量存储设备．海量存储设备的出现使得计算机系统的数据保留得以实现．磁盘也就成了 （）数据的关键． 17．许算机两个最主要的工作就是（）和处理机． 18．磁盘又可以分为（）· 19．如何有效地对连接到计算机的外设进行（）是操作系统设计者最关心的问题之一． 20．一个设备可能通过电缆甚至（）发送信号，与计算机系统通信． 21 、一般来说，把设备与主机之间的接口称之为（）· 22．如果很多设备都共用一条线路通信，称镇线路为（） 23．之所以区分控制器和设备本身是因为操作系统大多与（）打交道，而非设备本身．
1．如果认为CPU等待设备的状态信号是处于非工作状态（即踏步等待），那么在下面几种主机与设备之间的数据传送中：（）主机与设备是串行工作的；（）主机与设备是并行工作的；（）主程序与设备是并行运行的。 A．程序查询方式 B. 程序中断方式 C. DMA方式 A C B解：2．中断向量地址是_____。 A．子程序入口地址 B. 中断服务程序入口地址 C．中断服务程序入口地址指示器 C. 例行程序入口地址 C解：3．利用微型机制作了对输入数据进行采样处理的系统。在该系统中，每抽取一个输入数据就要中断CPU一次，中断处理程序接受采样的数据，将其放到主存的缓冲区内。该中断处理需时x秒，另一方面缓冲区内每存储n个数据，主程序就将其取出进行处理，这种处理需时y秒。因此该系统可以跟踪到每秒_____次的中断请求。 A．N/(n×x+y) B. N/(x+y)×n C. Min(1/x, n/y) A解：4．采用DMA方式传送数据时，每传送一个数据就要占用一个____的时间。 A．指令周期 B. 机器周期 C. 存储周期 D. 总线周期 C解：5．通道的功能是：（1）________，（2）______。按通道的工作方式分，通道有______通道、_______通道和______通道三种类型。 解：（1）执行通道指令，组织外围设备和内存进行数据传输； （2）执行CPU的I/O指令，以及向CPU报告中断。 选择通道、字节多路通道、数组多路通道 6．在教科书图8.7中，当CPU对设备B的中断请求进行服务时，如设备A提出请求，CPU能够响应中断吗？为什么？如果设备B一提出请求总能立即得到服务，问怎样调整才能满足此要求？ 解：（1）CPU不能响应中断 （2）因为同级中断不能嵌套，而A、B设备属于同级中断 （3）如果想要设备B一提出请求即能得到服务，则应该使设备B为最高优先级，这里可将，处于最高优先级。级IR单独接至 B3 设备 8．设某机有5级中断：L0，L1，L2，L3，L4，其中断响应优先次序为：L0最高，L1次 之，L4最低。现在要求将中断处理次序改为L1→L3→L0→L4→L2，试问： 1 / 3 （1）下表中各级中断处理程序的各中断级屏蔽值如何设置（每级对应一位，该位 为ぜ表示允许中断，该位为?表示中断屏蔽）？ （2）若这5级中断同时都发出中断请求，按更改后的次序画出进入各级中断处理程序的过程示意图。 解：（1） ）（2
第6章输入输出系统 6.1 解释以下术语 响应时间：从用户键入命令开始，到得到结果所花的时间。 可靠性：指系统从某个初始参考点开始一直连续提供服务的能力，它通常用平均无故障时间来衡量。 可用性：指系统正常工作的时间在连续两次正常服务间隔时间中所占的比率。 可信性：指服务的质量，即在多大程度上可以合理地认为服务是可靠的。 RAID ：廉价磁盘冗余阵列或独立磁盘冗余阵列。 分离事务总线：将总线事务分成请求和应答两部分。在请求和应答之间的空闲时间内，总线可以供给其它的I/O 使用。采用这种技术的总线称为分离事务总线。 通道：专门负责整个计算机系统输入/输出工作的专用处理机，能执行有限的一组输入输出指令。 通道流量：指一个通道在数据传送期间，单位时间内能够传送的数据量。 虚拟DMA ：它允许DMA 设备直接使用虚拟地址，并在DMA 传送的过程中由硬件将虚拟地址转换为物理地址。 异步I/O ：允许进程在发出I/O 请求后继续执行，直到该进程真正访问这些数据而它们又尚未就绪时，才被挂起。 6.2 假设一台计算机的I/O 处理时间占10%，当其CPU 性能改进为原来的100倍，而I/O 性能仅改进为原来的2倍时，系统总体性能会有什么样的变化？ 解：94.1690%/100 10%/21=+=加速比 6.3 RAID 有哪些分级？各有何特点？ 答：(1)RAID0。亦称数据分块，即把数据分布在多个盘上，实际上是非冗余阵列，无冗余信息。(2)RAID1。亦称镜像盘，使用双备份磁盘。每当数据写入一个磁盘时，将该数据也写到另一个冗余盘，这样形成信息的两份复制品。如果一个磁盘失效，系统可以到镜像盘中获得所需要的信息。镜像是最昂贵的解决方法。特点是系统可靠性很高，但效率很低。 (3)RAID2。位交叉式海明编码阵列。即数据以位或字节交叉的方式存于各盘，采用海明编码。原理上比较优越，但冗余信息的开销太大，因此未被广泛应用。(4)RAID3。位交叉奇偶校验盘阵列，是单盘容错并行传输的阵列。即数据以位或字节交叉的方式存于各盘，冗余的奇偶校验信息存储在一台专用盘上。(5)RAID4。专用奇偶校验独立存取盘阵列。即数据以块(块大小可变)交叉的方式存于各盘，冗余的奇偶校验信息存在一台专用盘上。(6)RAID5。块交叉分布式奇偶校验盘阵列，是旋转奇偶校验独立存取的阵列。即数据以块交叉的方式存
第10章输入输出（I/O）系统 一、选择题（每题2分） 12．串行接口是指（）。 A．主机和接口之间、接口和外设之间都采用串行传送 B．主机和接口之间串行传送，接口和外设之间并行传送 C．主机和接口之间并行传送，接口和外设之间串行传送 D．系统总线采用串行总线 【分析】主机的工作速度较快，因此主机和接口之间采用并行传送；外设的工作速度较慢，因此接口和外设之间采用串行传送。 【答案】C 35.为了便于实现多级中断，保存现场信息最有效的办法是采用______。 A 通用寄存器 B 堆栈 C 存储器 D 外存 【答案】B 35.为了便于实现多级中断，保存现场信息最有效的办法是采用______。 A 通用寄存器 B 堆栈 C 存储器 D 外存 【答案】B 70. 当采用______对设备进行编址情况下，不需要专门的I/O指令组。 A.统一编址法 B.单独编址法 C.两者都是 D.两者都不是 【答案】A 71. 下面有关“中断”的叙述，______是不正确的。 A.一旦有中断请求出现，CPU立即停止当前指令的执行，转而去受理中 断请求 B.CPU响应中断时暂停运行当前程序，自动转移到中断服务程序 C.中断方式一般适用于随机出现的服务 D.为了保证中断服务程序执行完毕以后，能正确返回到被中断的断点继 续执行程序，必须进行现场保存操作 【答案】A 95. 周期挪用（窃取）方式常用于______中。
A. 直接内存存取方式的输入/输出 B. 直接程序传送方式的输入/输出 C. CPU的某寄存器与存储器之间的直接传送 D. 程序中断方式的输入/输出 【答案】A 114. 采用DMA方式传送数据时，每传送一个数据就要用一个______时间。 A. 指令周期 B. 机器周期 C. 存储周期 D. 总线周期 【答案】C 二、填空题（每题2.5分） 3．按照传输数据格式不同划分，总线数据通信方式可分为串行总线和____________两类。 【答案】并行总线 4．对I/O数据传送的控制方式，可分为：程序直接控制方式、______________、DMA方式、_____________和外围处理机方式。 【答案】程序中断方式、通道控制方式 5.计算机系统的输入输出接口是（C）之间的交接界面。 A．CPU与存储器B．存储器与外围设备 C．主机与外围设备D．CPU与系统总线
第五章设备管理 1．选择题 1．下述关于设备绝对号和相对号的说法中，正确的是 D 。 A．操作系统为每台设备确定一个绝对号和一个相对号 B．用户进程申请设备时应该指定绝对号和相对号 C．申请设备时指定绝对号可提高设备的利用率 D．申请设备时指定设备类、相对号使设备分配的灵活性强 2．虚拟设备技术是指用 C 的技术。 A．共享设备代替独占设备B．独占设备代替共享设备 C．共享设备模拟独占设备D．独占设备模拟共享设备3．SPOOL系统克服了____B__利用率低的缺点。 A．共享设备B．独占设备C．主存储器D．虚拟设备4．下列算法中可用于磁盘移臂调度的是 B 。 A．最短计算时间优先B．电梯算法C．时间片轮转D．响应比高者优先 5．用户编写程序时使用的设备与实际使用的设备无关，这种特性称为 B 。 A．设备一致性B．设备独立性C．设备虚拟性D．设备共享性 11．对磁盘进行移臂调度时，既考虑了减少寻找时间，又不频繁改变移动臂的移动方向的调度算法是 C 。 A．先来先服务B．最短寻找时间优先 C．电梯调度D．优先级高者优先 12．为了提高设备分配的灵活性，用户申请设备时应指定 A 号。 A．设备类相对B．设备类绝对C．相对D．绝对13．对磁盘进行移臂调度的目的是为了缩短 A 时间。 A．寻道B．延迟C．传送D．启动14．操作系统采用SPOOLing技术提高了 A 利用率。 A．独占设备B．文件C．主存储器D．共享设备15．从磁盘读取数据的下列时间中, D 对系统效率的影响最大。 A．处理时间B．传输时间C．延迟时间D．寻道时间21．以下 A 不属于磁盘的驱动调度。 A．最高响应比优先调度算法B．先来先服务调度算法 C．电梯调度算法D．单向扫描调度算法 22．操作系统中的SPOOLing技术，实质上是将 A “转化”为共享设备的技术。 A．临界设备B．虚拟设备C．脱机设备D．块设备23．关于SPOOLing的叙述中， B 是错误的。 A．SPOOLing系统中不需要独占设备 B．SPOOLing系统加快了作业的执行速度 C．SPOOLing系统使独占设备变成了共享设备 D．SPOOLing利用了处理器与通道的并行工作能力
以ppt为主，上课没讲的，不会考！！！ 计算机系统的一个重要组成部分是I/O系统。 操作系统，仅给出设备驱动程序接口！！！ 下面一段，记住，背过！！！ 在该系统中包括（1）、有用于实现信息1）、输入、2）、输出和3）、存储功能的设备 （2）、相应的设备控制器， 而设备管理的基本任务是完成用户提出的I/O请求，提高I/O速率以及改善I/O设备的利用率。 设备管理的主要功能有缓冲区管理、设备分配、设备处理、虚拟设备及实现设备独立性等。我们主要对I/O设备和设备控制器等硬件作一扼要的阐述。 “6.1 6.2 较零碎，会考选择、填空！！！小题。” 6.1 I/O系统的功能、模型和接口 （1）、I/O系统的主要任务P178 完成用户提出的I/O请求，提高I/O的速率，以及提高设备的利用率，并能为更高层的进程方便地使用这些设备提供手段。 （2）、I/O系统的层次结构P180 1)用户层I/O软件 2)设备独立性软件 3)设备驱动程序 4)中断处理程序 （3）、I/O系统接口P181 根据设备类型的不同，可分为若干个接口。 6.2 I/O设备和设备控制器（重点！！！需要记住！！！！），会出题 将分为以下两部分来了解I/O设备： （1）I/O设备的类型 （2）设备与控制器之间的接口 （1）、I/O设备的类型（很重要！！每种分类标准，分为哪些类，都记住！！！） I/O设备的类型繁多，从OS观点看，其重要的性能指标有：数据传输速率、数据的传输单位、设备共享属性等。因而从以下不同角度进行分类。 1)按传输速率分类P183“会填空！！” 1.低速设备：传输速率仅为每秒钟几个字节至数百个字节的一类设备。如键盘、鼠标、语音输入和 输出设备等。 2.中速设备：传输速率为每秒钟数千个字节至数万个字节的一类设备。如行式打印机、激光打印机 等。 3.高速设备：传输速率为每秒钟数百千个字节至数十兆字节的一类设备。如磁带机、磁盘机、光盘 机等。
《第八章输入输出系统》 8.1外围设备的定时方式和信息交换方式 8.2程序查询方式 8.3程序中断方式 8.4DMA方式 8.5通道方式 8.6通用I/O标准接口 8.1外围设备的定时方式和信息交换方式 一、外围设备的速度分级 外设种类繁多，存在以下几种情况： 不同种类的外设数据传输速率差别很大 同一种设备在不同时刻传输速率也可能不同 高速的CPU与速度参差不齐的外设怎样在时间上同步呢？ ——解决办法是在CPU和外设之间发生数据传送时加以定时。 速度极慢或简单的外设----CPU只需要接受或者发送数据即可慢速或者中速的设备——可以采用异步定时的方式高速外设----- 采用同步定时方式 二、信息交换方式 程序查询方式程序中 断方式 DMA方式 通道方式
8.2程序查询方式 1、 设备编址 统一编址 独立编址 2、 必须插入 输入输出指令 3、 程序查询接口 设备选择电路 数据 缓冲寄存器 设备状态寄存器 (1) 先向I/O 说 (2) 从I/O 接口读入状态字； (3) 检查状态字中的标志，看看数据交换是 否可以进行； (4) 假如这个设备没有准备就绪，则第 (2)、第(3)步重复进行，一直到这个设备准备好交换数 据，发出准备就绪信号“ Ready" (5) CPU 从I/O 接口的数据缓冲寄存器输入数据，或者将数据从 寄存器。与此同时， CPU 将接口中的状态标志复位。 (6 )数据传送 8.3 程序中断方式 8.3.1中断的概念、功能 8.3.2程序中断方式的基本接口 8.3.3单级中断 8.3.4多级中断 8.3.5Pentium 中断机制 8.3.1中断的概念、功能 中断(Interrupt )是指CPU 暂时中止现行程序，转去处理随机发生的紧急事件，处理完 后自动返回原程序的功能和技术。 中断系统是计算机实现中断功能的软硬件总称。 一般在CPU 中设置中断机构，在外设接口中设置中断控制器，在软件上设置相应的中 断服务程序。 中断源：能够向CPU 发出中断请求的事件。 常见中断源有： 输入、输出设备中断。如键盘、打印机等工作过程中已做好接收或发送准备。 数据通道中断。如磁盘、磁带等要同主机进行数据交换等。 实时时钟中断。 故障中断。例如电源掉电、设备故障等要求 CPU 进行紧急处理等。 系统中断。如运算过程出现溢出、数据格式非法，数据传送过程出现校验错, 控制器遇到非法指令等等。为了调试程序而设置的中断。 情求进行数据传送: CPU 输出至接口的数据缓冲 外设 Ci v I
第六章输入输出系统 知识点汇总 系统响应时间、存储外设可靠性能参数（可靠性/可用性/可信性）、RAID、CPU与外设进行输入/输出方式（程序查询、中断、DMA、通道）、分离事务总线、同步总线、异步总线、通道处理机功能、通道处理工作过程、字节多路通道、选择通道、数组多路通道、通道流量（最大流量、实际流量） 简答题 1.反映存储外设可靠性能的参数有哪些？（知识点：存储外设可靠性能参数） 答：（1）可靠性：系统从初始状态开始一直提供服务的能力。 （2）可用性：系统正常工作时间在连续两次正常服务间隔时间中所占的比率。 （3）可信性：服务的质量，即在多大程度上可以合理地认为服务是可靠的。 2.简述同步总线和异步总线的优缺点。（知识点：同步总线、异步总线） 答：(1) 同步总线。同步总线上所有设备通过统一的总线系统时钟进行同步。同步总线成本低，因为它不需要设备之间互相确定时序的逻辑。但是同步总线也有缺点，总线操作必须以相同的速度运行。 (2) 异步总线。异步总线上的设备之间没有统一的系统时钟，设备自己内部定时。设备之间的信息传送用总线发送器和接收器控制。异步总线容易适应更广泛的设备类型，扩充总线时不用担心时钟时序和时钟同步问题。但在传输时，异步总线需要额外的同步开销。 3.简述通道完成一次数据传输的主要过程。（知识点：通道处理工作过程） 答：(1) 在用户程序中使用访管指令进入管理程序，由CPU通过管理程序组织一个通道程序，并启动通道。 (2) 通道处理机执行CPU为它组织的通道程序，完成指定的数据I/O工作。 (3) 通道程序结束后向CPU发中断请求。CPU响应这个中断请求后，第二次进入操作系统，调用管理程序对I/O中断请求进行处理。 4.简述三种通道传输方式及其传输过程。（知识点：字节多路通道、选择通道、数组多路通道） 答：(1) 字节多路通道：通道每连接一个外围设备，只传送一个字节，然后又与另一台设备连接，并传送一个字节。(2) 数组多路通道：通道每连接一台外围设备，传送一个数据块，传送完成后，又与另一台高速设备连接，再传送一个数据块。(3) 选择通道：通道每连接一个外围设备，就把这个设备的多有待传字节全部传送完成，然后再与另一台设备相连接。 5.简述通道的主要功能（答出5项即可）（知识点：通道处理机功能） 答：（1）选择连接设备。（2）执行通道程序。（3）给出外围设备的操作地址。（4）给出主存缓冲区的首地址。（5）传送计数。（6）传送后处理。（7）设备监测。（8）格式变换。
第6章输入输出系统(I/O管理)-填空题 1.对打印机的I/O控制方式常采用( ),对磁盘的I/O控制方式常采用( )。 2.DMA是指允许( )和( )之间直接交换数据的设备。在DMA中必须设置地址寄存器,用于存放( )，还必须设置( )寄存器用来暂存交换的数据 3.设备控制器是( )和( )之间的接口,它接受来自( )的I/O命令,并用于控制( )的工作。 4.缓冲池中的每个缓冲区由( )和( )两部分组成 5.IO软件通常被组织成( )、( )、( )和( )四个层次 6.驱动程序与( )紧密相关,如果计算机中连有3个同种类型的彩色终端和2个同种类型的黑白终端，可以为它们配置( )个设备驱动程序。 7.为实现设备分配,系统中应配置( )和( )的数据结构，为实现控制器和通道的分配,系统中还应配置( )和( )的数据结构 8.除了设备的独立性外,在设备分配时还要考虑( )、( )和( )三种因素。 9.为实现设备独立性,在系统中必须设置( )表,通常它包括( )、( )和( )三项 10. Spooling系统是由磁盘中的( )和( ),内存中的( )和( ), ( )和( )以及井管理程序构成的。 11.实现后台打印时, Spooling系统中的输出进程,只为请求I/O的进程做两件事。(1)为之在输出井中申请一( ),并将( )送入其中,(2)为用户进程中请一张( ),并将( )填入表中,再将该表排在( )队列中。 12.磁盘的访问时间由( )、( )和( )三部分组成,其中所占比重比较大的是( )，故磁盘调度的目标为( )。 13.在磁盘调度中,选择优先为离当前磁头最近的磁道上的请求服务的算法为( )算法,这种算法的缺点是会产生( )现象，选择优先为当前磁头移动方向上、离当前磁头最近的磁道上的请求服务的算法为( )算法。
1?如果认为CPU等待设备的状态信号是处于非工作状态（即踏步等待），那么在下面几种主机与设备之间的数据传送中：（）主机与设备是串行工作的；（）主机与设备是并行工作的；（）主程序与设备是并行运行的。 A.程序查询方式 B.程序中断方式 C. DMA方式 解： A C B 2.中断向量地址是_______ 。 A.子程序入口地址 B.中断服务程序入口地址 C.中断服务程序入口地址指示器 C.例行程序入口地址 解： C 3.利用微型机制作了对输入数据进行采样处理的系统。在该系统中，每抽取一个输入数据就要中断CPU—次，中断处理程序接受采样的数据，将其放到主存的缓冲区内。该中断处理需时 x 秒，另一方面缓冲区内每存储 n 个数据，主程序就将其取出进行处理，这种处理需时 y 秒因此该系统可以跟踪到每秒 ___________________ 次的中断请求。 A. N/（n x x+y） B. N/（x+y）x n C. Min（1/x, n/y） 解： A 4?采用DMA方式传送数据时，每传送一个数据就要占用一个____________ 的时间。 A. 指令周期 B. 机器周期 C. 存储周期 D. 总线周期 解： C 5.通道的功能是：（ 1） _________ ，（ 2） _____ 。按通道的工作方式分，通道有 _________ 通 道、______ 通道和____ 通道三种类型。 解：（ 1）执行通道指令，组织外围设备和内存进行数据传输；（2）执行CPU的I/O指令，以及向 CPU B告中断。 选择通道、字节多路通道、数组多路通道 6 ?在教科书图8.7中，当CPU对设备B的中断请求进行服务时，如设备A提岀请求，CPU能够 响应中断吗？为什么？如果设备B一提岀请求总能立即得到服务，问怎样调整才能满足此要 求？解：（1） CPU不能响应中断 （2）因为同级中断不能嵌套，而A、B设备属于同级中断 （ 3）如果想要设备 B 一提岀请求即能得到服务，则应该使设备设 B 为最高优先级，这里可将 备B单独接至3级IR，处于最高优先级。 8.设某机有 5级中断： L0， L1， L2， L3， L4，其中断响应优先次序为： L0 最高， L1 次之，L4最低。现在要求将中断处理次序改为L1-L3-L0-L4-L2,试问： （1）下表中各级中断处理程序的各中断级屏蔽值如何设置（每级对应一位，该位 为"0"表示允许中断，该位为"1"表示中断屏蔽）？