forum14_f_126

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1、第7章作业题目：1、试列举允许多个作业共享一台字符设备可能引起的问题。答：比如：打印机是字符设备，共享打印机是很苦难的事。如果几个用户同时使用一台打印机，把几个用户的输出结果随即交织在一台打印机上是会出问题的。2、画出从用户要求I/O操作开始，到I/O操作完成过程的流程图。3、下列工作各在四层I/O的哪一层上运行？(1)对于读磁盘计算磁道，扇区和头(2)维护最近使用的块而设的超高速缓存(3)向设备寄存器写命令(4)查看用户是否被允许使用设备(5)为了打印，把二进制整数转化为ASCII码答：（1）设备驱动程序（2）设备驱动程序（3）中断处理（4）与设备无关的系统软件

2、（5）设备驱动程序4、在当代操作系统中，都把I/O设备设计成一类特殊的文件。可不可以不采用这种设计思想？并请说明理由。答：用户在使用I/O设备时，是通过文件系统和设备管理功能实现的。用户对I/O设备的使用要求接受、翻译、转换为相应的物理设、物理性质和物理操作，以实现设备的抽象接口。当今的物理设备种类繁多，设备接口复杂繁琐，而且各种I/O设备种类、工作原理、使用方法和用途都大不相同，所以把I/O设备设计成一类特殊的文件可以大大简化用户的操作，方便用户使用。否则的话，会给用户带来很多麻烦，而且也容易出现故障问题。5、为设备驱动器实现统一接口和统一设备命名是非常重要的。

3、请根据常用的计算机系统，举例说明该系统中对设备驱动器实现统一接口和统一设备命名的具体实现。答：操作系统要负责对输入输出设备进行管理，有关管理的一个重要目标就是设法消除或者屏蔽I/O硬件内部的低级处理过程，和不同I/O设备的物理差异。这可以通过操作系统为设备驱动器实现统一接口和对设备进行统一命名来实现。如何给I/O设备命名。不同的系统有不同的命名原则。对设备统一命名是与设备独立性密切相关的。这里所说的统一命名，是指在系统中采取预先设计的，统一的逻辑名称，对各类设备进行命名，并且应用在同设备有关的全部软件模块中。通常给I/O设备命名的做法是，用一个序列字符串或一个整数

4、来表征一个输入输出设备的民主，这个统一命名不依赖于设备，也就是说在一个设备的名称之下，其对应的物理设备可能发生了变化，但它并不在该名称上体现，因此用户并不知晓。这些统一命名的设备由与设备独立的软件（通常是操作系统）来区分，它负责把设备的符号名映射到相应的设备驱动程序上。对于不同物理原理的I/O设备或者更新设备、添加新设备等情况，用户不必关心这些物理设备内部操作的变化，只按照逻辑名称使用逻辑设备并进行允许的逻辑操作。I/O设备可以变，而应用程序无需修改。在现代操作系统中，用户使用I/O设备同使用文件系统是一致的。这种I/O设备与文件系统的接口一致性主要体现在统一命名

5、上。在系统中，一个文件或一台I/O设备的名称都按照共同的原则命名。I/O设备与文件系统的接口一致性，实现了设备的抽象接口。所有硬件设备都被看成普通文件；可以通过和操纵普通文件相同的标准系统调用来打开、关闭、读取和写入设备。系统中每个设备都用一种特殊的设备相关文件来表示(device　special　file)，例如系统中第一个IDE硬盘被表示成/dev/hda。块（磁盘）设备和字符设备的设备相关文件可以通过mknod命令来创建，并使用主从设备号来描叙此设备。网络设备也用设备相关文件来表示，但Linux寻找和初始化网络设备时才建立这种文件。由同一个设备驱动控制的所有

6、设备具有相同的主设备号。从设备号则被用来区分具有相同主设备号且由相同设备驱动控制的不同设备。　例如主IDE硬盘的每个分区的从设备号都不相同。如/dev/hda2表示主IDE硬盘的主设备号为3而从设备号为2。Linux通过使用主从设备号将包含在系统调用中的（如将一个文件系统mount到一个块设备）设备相关文件映射到设备的设备驱动以及大量系统表格中，如字符设备表，chrdevs。Linux引入了设备文件这一概念，为文件和设备提供了一致的用户接口。对用户来说，设备文件与普通文件并无区别。用户可以打开和关闭设备文件，可以读数据，也可以写数据等。设备文件除了设备名，还有类型

7、、主设备号、从设备号等属性。设备文件是通过mknod系统调用来创建的。分配给设备号的正式注册信息及/dev目录索引节点存放在documentation/devices.txt文件中。也可以在include/linux/major.h文件中找到所支持的主设备号。设备文件通常位于/dev目录或其子目录下。同一主设备号既可以标识字符设备，也可以标识块设备。在Linux中，设备文件是通过file结构来表示的。一个设备文件通常与一个硬件设备相关联，或者是与硬件设备的某一物理或逻辑分区相关联，也可以不和任何实际的硬件相关联，而只是表示一个虚拟的逻辑设备。6、请在普遍使用的微机

8、系统中，具