2013年华南理工操作系统作业二答案.doc

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1、第五章：设备管理1．计算机系统中I/O设备有哪些分类方式？答：I/O设备怎样分类？从资源分配角度来看，I/O设备可分为哪几类设备？可以从多方面对I/O设备进行分类：a)按使用特性分类，可以划分为：1)存储设备，如磁盘、磁带、光盘等。2)输入/输出设备，如打印机、键盘、显示器、音声输入/输出设备等等。3)终端设备，包括通用终端、专用终端和虚终端。4)脱机设备。b)按所属关系分类，可划分为：1)系统设备，指在操作系统生成时已经等机载系统中的标准设备，如打印机、磁盘等，时钟也是一系统设备。2)用户设备，指在系统生成时未登记在系统中的非标

2、准设备。c)按资源分配分类，可划分为：1)独占设备，通常分配给某个进程，在该进程释放之前，其他进程不能使用。如打印机和纸带读入机。2)共享设备，允许若干个进程同时使用。如磁盘机3)虚拟设备，通过假脱机技术把原来的独占设备改造成若干进程所共享的设备，以提高设备的利用率。d)按传输数据数量分类，可划分为：1)字符设备，如打印机、终端、键盘等低速设备2)块设备，如磁盘、磁带等高速外存储器2．操作系统设备管理的主要任务是什么？答：主要任务是：完成用户提出的I/O请求，为用户分配I/O设备；提高CPU和I/O设备的利用率；提高I/O速度；以

3、及方便用户使用I/O设备。3．通道分为几类？各有什么特点？•答：通道分为选择通道、字节多路通道和数组多路通道•选择通道(selectorchannel)：可以连接多个外设，而一次只能访问其中一个外设，执行一道通道程序（单道工作方式）。以块为单位传送数据，速度快，适合高速外部设备。如：磁盘，磁带。•字节多路(bytemultiplexorchannel)通道：以字节为单位传送数据，多个外设分时轮流使用通道（分时系统工作方式）。适合连接低速字符设备。•数组多路(blockmultiplexorchannel)通道：以块为单位传送数据,

4、可以并发访问多个外设，分时执行多道通道程序。适合连接中高速外部设备。如：磁盘，磁带。4．简要叙述四种I/O控制方式的工作过程。答：I/O控制方式：1）程序直接控制方式：CPU指挥控制器启动设备工作后，反复测试设备的忙闲标志位（I/O部件状态寄存器中某一位），决定内存和外设之间是否继续交换一个字节。2）中断控制方式：CPU向外设发出命令后，转去做其他工作。当数据到达控制器的数据寄存器后，控制器发中断信号，要求CPU服务。CPU执行下一步数据传输。3）DMA方式：允许DMA控制器“接管”总线的控制权，直接控制外设与内存的数据交换。4）

5、通道方式：把对一个数据块的读(或写)为单位的干预，减少为对一组数据块的读(或写)及有关的控制和管理为单位的干预。同时，又可实现CPU、通道和I/O设备三者的并行操作。1．什么是设备独立性？如何实现设备独立性？答：设备独立性是指操作系统把所有外部设备统一当作成文件来看待，只要安装它们的驱动程序，任何用户都可以象使用文件一样，操纵、使用这些设备，而不必知道它们的具体存在形式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

6、（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。2．SPOOLING系统有何特点。答：SPOOLing技术是在通道技术和多道程序设计基础上产生的，它由主机和相应的通道共同承担作业的输入输出工作，利用磁盘作为后援存储器，实现外围设备同时联机操作。3．设备驱动程序通常要完成哪些工作？答：当设备完成了I/O之后，设备控制器向CPU发送一个中断请求，CPU响应后即

7、可转向中断处理程序。中断处理程序的工作可分为以下几步：①唤醒等待该I/O的进程。②保护被中断进程的CPU运行环境。③分析中断原因，转入相应的中断处理程序。④进行中断处理。⑤恢复被中断进程的现场。4．一次磁盘访问的时间由哪些部分构成？有哪些方法提高磁盘读写性能？答：磁盘访问时间是由多因素决定的，其中很大程度上取决于磁盘的物理性能。磁盘访问时间T由3部分组成：T=Ts+Tr+Tt其中，Ts为寻道时间，Tr为旋转延迟时间、Tt为传输时间。1．目前常用的磁盘调度算法有哪些？每种算法优先考虑的问题是什么？答：目前常用的磁盘调度算法有3种，包

8、括FCFS、SSTF和SCAN。它们优先考虑的问题分别如下：FCFS，即先来先服务，优先考虑请求的先后次序。SSTF，即最短寻道优先，优先考虑寻道时间短的请求。SCAN，即扫描算法，主要从寻道较短且无“饥饿”现象两方面考虑。目前该算法又发展了多个修