操作系統(tǒng)課件：設(shè)備管理例題

1、一、名詞解釋虛設(shè)備技術(shù) 通道 緩沖技術(shù) 磁盤調(diào)度 緩沖技術(shù) 設(shè)備驅(qū)動程序 。 二、單項選擇題1，下面說法中正確的是：CA，文件管理和設(shè)備管理是操作系統(tǒng)中兩個完全獨立的功能，二者無關(guān)；B，設(shè)備管理與文件系統(tǒng)密切相關(guān)，文件管理是設(shè)備管理和的基礎(chǔ)，設(shè)備管理必須依賴文件管理才能最終完成相應(yīng)的功能；C，文件系統(tǒng)為用戶提供按名存取服務(wù)，實現(xiàn)邏輯文件與物理文件之間的映射，而文件信息的存取是由設(shè)備管理部分完成的；D，設(shè)備管理是文件系統(tǒng)的基礎(chǔ)，文件管理是設(shè)備管理的一部分。2，通過硬件和軟件的功能擴充，把原來的獨占設(shè)備改造成若干個用戶共享的設(shè)備，這種設(shè)備稱為（C）A，存儲設(shè)備B，系統(tǒng)設(shè)備C，虛擬設(shè)備D，用戶設(shè)備。

2、 三、填空題1，現(xiàn)代計算機系統(tǒng)中配置了大量外圍設(shè)備，這些外圍設(shè)備可以分成兩大類：一類是(存儲設(shè)備)，如磁帶機、磁盤機等；另一類是(輸入/輸出設(shè)備)，如顯示器、鍵盤、打印機2，DMA是指允許外部設(shè)備與主存儲器之間直接交換數(shù)據(jù)的設(shè)備，在DMA中必須設(shè)置地址寄存器和數(shù)據(jù)寄存器，前者用于存放(內(nèi)存地址)，后者用于(暫存數(shù)據(jù))3，設(shè)備驅(qū)動程序與I/O設(shè)備的特性密切相關(guān)，如果計算機中配置有一個光盤、一個1.44MB的軟盤及一個20GB的硬盤，此時應(yīng)為它們配置(三)種外存設(shè)備驅(qū)動程序。如果系統(tǒng)中連接有四個相同的終端設(shè)備，此時應(yīng)為它們配置(一)個終端設(shè)備驅(qū)動程序。4，現(xiàn)代計算機采用自成獨立系統(tǒng)的通道結(jié)構(gòu)，主存

3、儲器與外圍設(shè)備之間傳送信息的輸入輸出操作由通道（又可稱為I/O處理機）完成，從而系統(tǒng)獲得中央處理器與外圍設(shè)備之間并行工作的能力。5.設(shè)備分配應(yīng)保證設(shè)備有(高的利用率)和避免(死鎖問題)6通道是一個獨立于(CPU)的專管(輸入輸出的處理機),它控制（外設(shè)或外存)與內(nèi)存之間的信息交換7發(fā)生中斷時,剛執(zhí)行完的那條指令所在的單元號稱為斷點,斷點的邏輯后繼指令的單元號稱為(恢復(fù)點)8磁帶是一種(順序存取)的設(shè)備,它最適合的存取方式是(順序存取)9設(shè)備管理中采用的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)有(系統(tǒng)設(shè)備表),(設(shè)備控制表),(控制器控制表),(通道控制表)1，設(shè)備管理的目標是什么？設(shè)備管理的基本功能是什么？為完成這些基本功能

4、，設(shè)備管理軟件應(yīng)由哪些程序組成？答：設(shè)備管理的設(shè)計目標是：A，方便性：向用戶提供方便的設(shè)備使用接口；B，并行性：設(shè)備傳輸與CPU重疊，各設(shè)備之間并行工作；C，均衡性：既要使設(shè)備忙碌，又要避免忙閑不均；D，獨立性：又稱與設(shè)備無關(guān)性，它是隱蔽設(shè)備的物理特性。設(shè)備管理的基本功能是：動態(tài)地掌握并記錄設(shè)備的狀態(tài)；按照設(shè)備的類型和系統(tǒng)中所采用的分配算法，決定把某一個設(shè)備分配給要求該設(shè)備的進程；完成實際的I/O操作。為完成上述功能，設(shè)備管理軟件應(yīng)包括I/O交通管制程序、I/O調(diào)度程序（即設(shè)備分配程序）、I/O設(shè)備處理程序。1，I/O控制方式有哪幾種？試比較它們各自的優(yōu)缺點。答：常見的I/O控制方式有程序直接

5、控制方式、中斷控制方式、直接內(nèi)存訪問方式（DMA）和通道控制方式。程序直接控制方式管理簡單、價格低廉，但要使主機等待I/O設(shè)備，且設(shè)備與CPU、設(shè)備與設(shè)備只能串行工作。中斷控制方式在某種程度上使CPU擺脫了等待I/O設(shè)備的空轉(zhuǎn)現(xiàn)象，主機和外設(shè)可以并行工作，提高了主機的利用率，但由于中斷次數(shù)多，每次中斷都要作現(xiàn)場保護和恢復(fù)工作，系統(tǒng)開銷較大，仍要占用較多的CPU時間，而且快速的I/O設(shè)備要求中斷響應(yīng)要足夠快，否則會造成數(shù)據(jù)丟失。DMA方式和通道方式都較好地解決了上述問題，從而大減少了CPU的負擔(dān)。DMA方式與通道控制方式相比，在靈活性和功能方面仍存在一定的局限性，DMA方式要求CPU執(zhí)行設(shè)備驅(qū)動

6、程序啟動設(shè)備，給出存放數(shù)據(jù)的起始地址以及操作方式和傳送字節(jié)長度等，而且一個DMA控制器只能控制一個設(shè)備。1，設(shè)備分配策略與哪些因素有關(guān)？答：設(shè)備分配策略與下列因素有關(guān)：A，I/O設(shè)備的因有屬性：對于獨占設(shè)備、共享設(shè)備、虛擬設(shè)備等通常采用相應(yīng)的分配算法；B，設(shè)備分配算法：常見的有先來先服務(wù)算法、優(yōu)先級高者優(yōu)先算法；C，設(shè)備分配的安全性：避免死鎖的產(chǎn)生；設(shè)備獨立性：是指應(yīng)用程序使用的邏輯設(shè)備獨立于系統(tǒng)實際配置的物理設(shè)備。1，實現(xiàn)虛擬設(shè)備的主要條件是什么？答：實現(xiàn)虛擬設(shè)備必須要有一定的硬件和軟件條件為基礎(chǔ)。硬件方面需大容量的磁盤、中斷機構(gòu)和通道裝置，具有CPU與通道并行工作的能力；軟件方面應(yīng)采用多道

7、程序設(shè)計技術(shù)。 思考題:1. 如何將獨占型輸入設(shè)備改造成可共享使用的虛設(shè)備?2. 在設(shè)備管理中,何謂設(shè)備獨立性? 如何實現(xiàn)設(shè)備獨立性? 3. 何謂虛擬設(shè)備? 請說明SPOOLING系統(tǒng)是如何實現(xiàn)虛擬設(shè)備的.四、應(yīng)用題1、假定有一個具有200個磁道（編號為0199）的移動頭磁盤，在完成了磁道125的請求后，當(dāng)前正在磁道143處為一個請求服務(wù)。若請求隊列以FIFO次序存放：86，147，91，177，94，150，102，175，130.對下列每一個磁盤調(diào)度算法，若要滿足這些請求，則總的磁頭移動次數(shù)是多少?(1)FCFS(2)SSTF(3)SCAN(4)CSCAN解：計算可得各算法的磁頭移動次數(shù)如

8、下。(1)FCFS：565(2)SSTF：162(3)SCAN：125(4)CSCAN：169； 2、磁盤請求以10，22，20，2，40，6，38柱面的次序到達磁盤驅(qū)動器。尋道時每個柱面移動需6ms，計算按以下算法調(diào)度時的尋道時間（起始移動向上，當(dāng)前在20柱面）。（1）先來先服務(wù)（2）下一個最鄰近柱面(3)電梯算法分析：解題方法為先計算出每種算法的柱面移動總量，因為每個柱面移動需要6ms，所以尋道時間=柱面移動總量6ms解：（1）先來先服務(wù)算法調(diào)度順序為：10，22，20，2，40，6，38，柱面移動總量為(20-10)+(22-10)+(22-20)+(20-2)+(40-2)+(40-6)+(38-6)=146，尋道時間為1466ms=876ms(2)下一個最鄰近柱面即最短尋道優(yōu)先，調(diào)度順序為20，22，10，6，2，38，40柱面移動總量為60，尋道時間為606ms=360ms(3)電梯算法調(diào)度順序為:20,22,38,40,10,6,2柱面移動總量為58，尋道時間為586ms=348ms作業(yè)號 到達時間 要求計算時間 要求內(nèi)存量 申請磁帶機數(shù) 申請打印機數(shù) 18:00 25分鐘 15K 1臺 1臺28:20 10分鐘 30K - 1臺38:20 20分鐘 60K 1臺 -48:30 20分鐘 20K 1臺 -58:35 15分鐘 10K 1臺 1臺假設(shè)作業(yè)調(diào)度采用先