计算机操作系统3、设备管理

一、单项选择题1．引入缓冲技术的主要目的是( )A •改善用户编程环境B •提高CPU与设备之间的并行程度C •提高CPU的处理速度D •降低计算机的硬件成本2. SPOOLIN技术可以实现设备的()分配。

A .独占B .共享C .虚拟D .物理3. 有关设备管理概念的下列叙述中，( ) 是不正确的。

A .通道是处理输入、输出的软件B•所有外围设备的启动工作都由系统统一处理C•来自通道的I/O中断事件由设备管理负责处理D.编制好的通道程序是存放在主存储器中的4. 下列算法中用于磁盘移臂调度的是( )A.时间片轮转法 B . LRU算法C.最短寻道时间优先算法 D .优先级高者优先算法5．缓冲技术中使用的缓冲池是在( )A .主存C . ROM C .外存D .寄存器6．引入缓冲的主要目的是( ) 。

A .改善CPU和I /O设备之间速度不匹配的情况B .节省内存C .提高CPU的利用率D .提高I /O设备的效率7．通过硬件和软件的功能扩充，把原来独立的设备改造成能为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.用户设备 D .虚拟设备8.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 .程序查询B .中断方式C . DMA方式D .无条件存取方式9．大多数低速设备都属于( ) 的设备。

A.独享B .共享 C .虚拟D. SPOOLING10.()用于连接大量的低速或中速I /O设备。

A.数组选择通道B .字节多路通道 C .数组多路通道D .并行通道11．( ) 是操作系统中采用的以空间换取时间的技术。

A. SPOOLIN技术 B .虚拟存储技术C .覆盖与交换技术 D .通道技术12. 在操作系统中的SPOOLIN技术，实质是将()转化为共享设备的技术A.虚拟设备 B .独占设备 C .脱机设备 D .块设备13. SPOOLIN系统提高了()利用率A.独占设备 B •共享设备 C . SPOOLIN技术 D •主存储器14 •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15.通道是一种（）。

A. I/O端口 B .数据通道C . I/O专用处理器D .软件工具16•为实现SPOOLIN（系统，硬件必须提供（）A.磁盘B •通道C •输入井和输出井 D •卫星机17•下列哪个策略不属于磁盘调度算法（）。

A. FIFO B • SCAN C • FCFS D, SSTF18•在采用SPOOLIN技术的系统中，用户的打印数据首先被送到（）。

A.磁盘固定区域 B •内存固定区域 C •终端D •打印机二、判断题I •缓冲区的个数可以设置为单缓冲、双缓冲和多缓冲。

2•在设备I /O中引入缓冲技术的目的是为了节省内存。

3 •缓冲技术是借用外存储器的一部分区域作为缓冲池。

4 •只有引入通道后，CPU计算与I/O操作才能并行执行。

5 •按照特性可把设备分为存储设备和输入/输出设备。

6 •根据设备的使用性质可将设备分成独占设备、抢占设备、共享设备和虚拟设备。

7 •存储设备又称为字符设备。

8 •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。

9 •磁盘空间分配中，采用连接分配方式分配存储不会产生外部碎片，但可能产生内部碎片10•在分配磁盘空间的3种方法中，链接分配方法最慢，因为磁头可能不得不在存取文件之间移动。

II •在设备管理中引进缓冲技术主要在于改善CPU和I /O设备之间速度不匹配的矛盾。

12•设备管理的独立性是指用户程序与具体设备的物理特性无关。

13•为了实现与设备的无关性，系统中必须具有一张联系逻辑设备和物理设备名的映射表。

14•虚拟设备是指系统中根本不存在的设备。

15・SPOOLIN系统可将独占设备改造为共享设备。

16•主机与外设间的双向通迅是指CPU可以向外设发I/O指令,外设也可向主机发CPU 指令三、填空题1.常用设备分配技术有___________ 、_________ 、_________ 。

2 •主存储器与外围设备之间的信息传送操作称为_________ 操作。

3 •设备分配程序在分配外部设备时，先分配 _________ ，再分配_________ ，最后分配 ________4 •从一个计算机系统组织角度来看,在___________ 和 ________ 部分形成了系统的两个速度瓶颈。

5 •设备分配应当保证设备有________ 和避免________ 。

6•设备分配中的安全性是指_________ o7 •从资源管理分配的角度出发，I/O设备可分为 ________ 、_________ 、_______ 3种类型。

8 •设备管理中引入缓冲机制的主要原因是为了、、。

9 .缓冲区由 _________ 和 _________ 组成。

10•通过虚拟技术将一台独占设备变换为多台逻辑设备，供多个用户进程同时使用，通常把这种经过虚拟技术处理的设备称为 ___________________ ，它的引入可有效地提高 ________ 设备的利用率。

11 •利用SPOOLIN技术可以将____________ 设备改造成可共享的虚拟设备。

12. ________________________________________________ 实现SPOOLIN系统时必须在磁盘上开辟出称为 __________________________________ 和 _________ 的专门区域，以存放输入输出信息。

13. ______________________ 虚拟设备是通过技术把设备变为能为若干用户 ________ 的设备。

14. _________________________________________________ 为实现CPU与外部设备的并行工作，系统引入了 ______________________________ 硬件机制。

15. 常用的I/O控制方式有程序直接控制方式、中断控制方式、 ________ 和_________ 。

16. __________________________________________________ I/O控制的主要功能是解释用户的I/O系统调用、_________________________________ 和中断处理。

17. 所谓通道是指18. 通道是指专用于负责输入/输出工作的处理机，通道所执行的程序称为。

19. _______________________ 通道是一个独立于与内 _____________________________ 而专门负责I/O的处理机，它控制___________存之间的信息交换。

20. ___________________________________________________ 提高CPU和各种外部设备之间并行性的有关技术是 _____________________________ 和________21. 进行设备分配时所需的数据表格主要是 ________ 、_________ 、_______22. 逻辑设备表(LUT)的主要功能是23•读/写一次磁盘所需的时间可以分解为___________ 、 _________ 和 ________ 这三部分。

四、例题例1.试说明Spooling系统的组成。

答：Spooling系统主要由4部分组成。

①输出/输出井。

这是在磁盘上开辟的两个大空间，一个是输入井，用来收容输入设备上的数据（模拟脱机输入的磁盘）；另一个是输出井，用来收容用户进程的输出数据（模拟脱机输出的磁盘）。

②输入缓冲区和输出缓冲区。

这是内存中开辟的两个缓冲区，一个是输入缓冲区，暂存输入设备传送来的数据，以后再传送到输入井；另一个是输出缓冲区，暂存输出井送来的数据，以后传送到输出设备。

③输入进程和输出进程。

输入进程实现的是收容输入和提取输入。

在收容输入时，负责将输入设备的数据通过内存输入缓冲区转存到磁盘的输入井中；提取输入时，负责将磁盘输入井的数据送入内存用户区。

输出进程实现的是收容输出和提取输出，过程与输入过程相反。

例2.引入缓冲的主要原因是什么？答：引入缓冲的主要原因主要归结为以下3个方面：①缓和CPU与I/O设备之间的速度不匹配问题。

②减少对CPU的中断频率，放宽对中断响应时间的限制。

③提高CPU和I/O设备之间的并行性。

例3我们学过的I/O控制方式有哪几种？分别适用何种场合？答：共有四种I/O方式：①程序I/O方式。

该方式执行一个循环程序，反复查询外设状态，如果外设“忙碌”则循环查询，直到查得外设状态为“闲置”时止。

适用于机器没有中断机构的场合。

②中断控制I/O方式。

该方式在进行I/O时，CPU向控制器发出I/O命令后，由控制器控制外设操作，CPU转其他任务的处理，即，CPU与外设并行工作。

当外设完成I/O后向CPU发中断信号，CPU只需花费很少的时间进行I/O 的善后处理，此前毋须进行干预。

该方式可适于低速外设I/O。

③DMA（直接内存访冋）方式。

该方式适于咼速外设I/O，—次可以在外设与内存之间传输一个或多个数据块。

传输完毕后才需CPU干预。

④通道方式。

该方式中，系统预先要将I/O 的过程实现为一段通道程序，置于内存的特定位置，而后启动通道。

由通道负责执行通道程序对外设进行I/O控制，CPU转其他程序运行。

I/O完成后通道向CPU发中断信号，CPU花很少时间作善后处理。

例 4 在层次式结构的I/O 软件中，通常把I/O 软件组织成4 个层次，请给出是那 4 个层次？分别的作用是什么？例 5 在进行设备分配时需要的 4 个数据结构是什么？它们的作用各又是什么？在进行基本的设备分配时是如何操作的（简述设备分配的过程）？例6 请简要描述磁盘的访冋时间由那几部分构成。

7．若干个等待访冋磁盘者依次要访冋的柱面为20，44，40，4，80，12，76，假设每移动一个柱面需要3ms时间，移动臂当前位于40号柱面，磁头正向磁道号增加方向移动。

请按下列算法分别计算为完成上述各次访冋总共花费的寻找时间。

（1）先来先服务算法。

（2）最短寻找时间优先算法。

（3）电梯调度算法。

8．假设对磁盘的请求串为95，180，35，120，10，122，64，68，且磁头的初始位置为30,磁头正向磁道号增加方向移动。

试分别写出FCFS SSTF SCAN调度算法的磁头访冋序列并计算出平均寻道长度各为多少? （磁道号：0~199）9•设某移动头磁盘有200道，编号为1〜199,磁头当前正处在130道上，且正向0磁道方向移动，对于下列磁盘访冋序列（磁道号）：70、120、80、160、60、150。