复习题20121226
设备管理
设备管理的基本任务
答：完成用户提出的I/O请求 提高I/O速率
提高I/O设备的利用率
设备管理的主要功能 答：
缓冲区管理 设备分配 设备处理 虚拟设备
实现设备独立性
I/O系统是用于实现数据输入、输出及数据存储的系统。
IO设备的重要性能指标（从OS角度看） 设备使用特性 数据传输速率 数据传输单位 设备共享属性
衡量存储器的主要性能指标有：速度、容量、价格。
I/O设备主要包括：输入设备、输出设备、交互式设备。
按信息交换的单位分类，设备分为：块设备和字符设备。
按设备的共享属性分类，设备分为：独占设备、共享设备、虚拟设备。
虚拟设备：通过虚拟技术将一台独占设备变换为若干台逻辑设备，供多个用户（进程）同时使用。在一类设备上模拟另一类设备，常用共享设备模拟独占设备，用高速设备模拟低速设备，被模拟的设备称为虚设备（将慢速的独占设备改造成多个用户可共享的设备，提高设备的利用率）。
通常，设备并不直接与CPU进行通信，而是与设备控制器通信，因此，在IO设备中应含有与设备控制器间的接口，在该接口中有三类信号各对应一条信号线。
设备控制器在微型机和小型机中的控制器，常做成印刷电路卡形式，也叫接口卡，可插入计算机。
1
通道类型主要包括：字节多路通道、数组选择通道、数组多路通道
现代计算机系统引入了中断机构，对IO设备的控制，都采用中断驱动方式，即当某进程要启动某个IO设备工作时，便由CPU向相应的设备控制器发出一条IO命令，然后立即返回继续执行原来的任务。
引入缓冲的主要原因
（1）缓和CPU与I/O设备间速度不匹配的矛盾
（2）减少对CPU的中断频率，放宽对CPU中断响应时间的限制 （3）提高CPU与I/O设备之间的并行性
在块设备输入时，假定从磁盘把一块数据输入到缓冲区的时间为T，OS将该缓冲区中的数据传送到用户区的时间为M，而CPU对这一块数据处理的时间为C。由于T、C是可以并行的，当T>C时，系统对每一块数据的处理时间为M+T（C忽略）；反之则为M+C，故可把系统对每一块数据的处理时间表示为Max(C,T)+M。
在双缓冲时，系统处理一块数据的时间可以粗略地认为是Max(C,T)。如果C
设备独立性：也称设备无关性。基本含义：应用程序独立于具体使用的物理设备。为了实现设备独立性而引入了逻辑设备和物理设备两概念。在应用程序中，使用逻辑设备名称来请求使用某类设备；而系统在实际执行时，还必须使用物理设备名称。
系统为每一个设备都配置了一张设备控制表，用于记录本设备的情况。
SPOOLing：当系统中引入了多道程序技术后，利用其中的一道程序（Spi），来模拟脱机输入时的外围控制机功能，把低速输入设备上的数据传送到高速磁盘上；再用另一道程序（Spo）来模拟脱机输出时外围控制机的功能，把数据从磁盘传送到低速输出设备。这样，便可在主机的直接控制下，实现脱机输入、输出功能。此时的外围操作与CPU对数据的处理同时进行，把这种在联机情况下实现的同时外围操作称为SPOOLing(Simultaneous Peripheral Operations On-Line)，或假脱机操作。
SPOOLing系统的组成 （1）输入井和输出井
（2）输入缓冲区和输出缓冲区 （3）输入进程Spi和输出进程Spo
SPOOLing系统的特点
（1）提高了I/O的速度。对数据所进行的IO操作，已从对低速IO设备进行的IO操作，演变为对输入井或输出井中数据的存取，缓和了CPU与IO设备之间速度不匹配的矛盾。
（2）将独占设备改造为共享设备。在SPOOLing系统中，实际上并没有任何进程分配设备，而只是在输入井或输出井中为进程分配了一个存储区和建立了一张IO申请表。这样，便把独占设备改造为共享设备。
（3）实现了虚拟设备功能。宏观上，虽然是多个进程在同时使用一台独占设备，而对于每
2
一个进程而言，它们都会认为自己是独占了一个设备。当然，该设备只是逻辑上的设备。SPOOLing系统实现了将独占设备变换为若干台对应的逻辑设备的功能。
存储面（surface） 磁道（track） 扇区（sector） 柱面cylinder 磁头head
磁盘密度，显然是内层磁道的密度较外层磁道的密度高。【对】
一个物理记录存储在一个扇区上，磁盘上存储的物理记录块数目是由扇区数、磁道数、磁盘面数决定的。
40GB硬盘 cylinder:19710 head:16 sector:255
计算：19710*255*512*16=41173401600B=40GB 1.44MB软盘 Sides:2 Tracks:80 Sectors:18
计算：2*80*18*512B=1.44MB
为了在磁盘上存储数据，必须先将磁盘低级格式化。
每个分区的起始扇区和大小都记录在磁盘0扇区的主引导记录所包含的分区表中。在这个分区表中必须有一个分区被标记成活动的，以保证能够从硬盘引导系统。
在真正可以使用磁盘前，还需要对磁盘进行一次高级格式化，即设置一个引导块、空闲存储管理、根目录和一个空文件系统，同时在分区表中标记该分区所使用的文件系统。
磁盘低级格式化完成后，一般要对磁盘分区。在逻辑上，每个分区就是一个独立的逻辑磁盘。
磁盘类型一般分为：固定头磁盘和移动头磁盘两种。
微机上配置的温盘和软盘，都采用移动头结构。
把对磁盘的访问时间分成：寻道时间Ts、旋转延迟时间Tr、传输时间Tt。
由于在访问磁盘的时间中，主要是寻道时间，因此，磁盘调度的目标，是使磁盘的平均寻道时间最小。【对】
3
目前常用的磁盘调度算法有：先来先服务FCFS、最短寻道时间优先SSTF、扫描（SCAN）算法等
目前常用的磁盘调度算法有：先来先服务FCFS、最短寻道时间优先SSTF、扫描（SCAN）算法等。
FCFS仅适用于请求磁盘I/O的进程数目较少的场合。【对】
SSTF的平均每次磁头移动的距离，明显低于FCFS的距离，因而SSTF比FCFS寻道性能更好。【对】
SCAN算法，也称：电梯调度算法，不仅考虑到欲访问的磁道与当前磁道的距离，更优先考虑的是磁头当前的移动方向。
电梯调度算法，不仅考虑到欲访问的磁道与当前磁道的距离，更优先考虑的是磁头当前的移动方向。【对】
RAID：（Redundant Array of Inexpensive Disk）利用一台磁盘阵列控制器，来统一管理和控制一组磁盘驱动器，组成一个高度可靠的、快速的大容量磁盘系统。
下列设备中，一次只能让一个作业独占使用的设备是（ C ）
A．磁盘机 B．光驱 C．打印机 D．硬盘驱动器 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 计算机系统启动外部设备是按下列哪项来启动的（ C ）
A．设备名 B．设备相对号 C．设备绝对号 D．通道号 动态重定位是在作业的哪个过程中进行的 （ D ） A. 装入过程 B．修改过程 C．编译过程 D．执行过程 设备管理对磁盘进行驱动调度的目的是（ B ） A. 使多个作业共享磁盘
B. 降低若干个访问者执行信息传输操作的总时间 C. 提高磁盘的数据传输率
D. 减少短作业等待使用磁盘的时间
对磁盘进行旋转调度的目的是缩短（ D ）
A．寻找时间 B．启动时间 C．传送时间 D．延迟时间
移臂调度的不同算法会影响多个读写请求的（ B ） A.启动时间平均值 B.寻找时间平均值 C.延迟时间平均值 D.传送时间平均值
下列算法可用于磁盘移臂调度的是 （ B ） A．LRU算法 B．电梯调度算法
C．时间片轮转法 D．响应比高者优先算法 在磁盘的移臂调度各算法中，一般情况下效果最好的算法是（ D ）
A．先进先出 B．最短寻找时间优先 C．扫描 D．电梯
4
通道又被称为I/O处理器，它用于实现下列哪两个设备之间的信息传输（ A ） A. 主存与外设 B. CPU与外设 C. 外设与外设 D. CPU与辅存
采用SPOOLing操作后，把作业执行的结果存入到输出井中的是（ D ） A．预输入程序 B．输入井读程序 C．缓输出程序 D．输出井写程序 下列程序属于SPOOLing系统组成部分的是（ BDE ） A．预输出程序 B．预输入程序 C. 缓输入程序 D．井管理程序 E．缓输出程序
在SPOOLing系统中，用来模拟脱机外围设备操作中输入外围机的程序是 （ C ） A.预输出程序 B.缓输出程序 C.预输入程序 D.缓输入程序
对磁盘移臂调度时，既减少寻找时间，又不频繁改变移动臂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 下面几个设备中，属于独占设备的是（ACDE ） A. 打印机 B. 磁盘 C. 读卡机 D. 扫描仪 E. 输入机 下面几个设备中，属于共享设备的是（ B ）
A. 打印机 B. 磁盘 C. 读卡机 D. 扫描仪
虚拟设备技术用（ B ）
A．共享设备模拟独占设备 B．独占设备模拟共享设备 C．共享设备代替独占设备 D．独占设备代替共享设备 下列程序不是SPOOLing系统组成部分的是（ B ）
A．预输入 B．通道 C．井管理 D．缓输出
当外围设备工作结束后，等待该外围设备传输信息的进程状态可能变为（ C ） A.等待态 B.运行态 C.就绪态 D.结束态 对磁盘进行移臂调度的目的是为了缩短（ A ）
A. 寻找时间 B．延迟时间 C．传送时间 D．启动时间 SPOOLing技术实现的是虚拟（ C ）
A．处理器 B．存储器 C．设备 D．程序设计
从使用的角度来分析外围设备的特性，可以把外围设备分成独占设备和两大类。共享设备 从使用的角度来分析外围设备的特性，可以把外围设备分成和共享设备。独占设备 计算机系统为每台设备确定的编号称为设备的 号。绝对
启动磁盘执行一次信息传输操作所花的时间包括传送时间、延迟时间和三个部分。寻找时间
把主存与外设之间的信息传送操作称为 。输入输出操作
当中央处理器启动了通道，通道就能独立地完成输入输出操作，因而，通道也被称为 。输入输出处理机
5
百度搜索“77cn”或“免费范文网”即可找到本站免费阅读全部范文。收藏本站方便下次阅读，免费范文网，提供经典小说教育文库2012OS复习题在线全文阅读。
相关推荐：