操作系統(tǒng)復(fù)習(xí)

操作系統(tǒng)復(fù)習(xí)一、操作系統(tǒng)引論操作系統(tǒng)的目標(biāo)（P1-2）答：有效性（提高系統(tǒng)使用效率、提高系統(tǒng)吞吐量）、方便性、可擴充性、開放性分時系統(tǒng)的定義（P8）、實時系統(tǒng)的定義（P10）答：分時操作系統(tǒng)是指在一臺主機上連接多個帶有顯示器和鍵盤的終端，同時允許多個用戶通過主機的終端，以交互方式使用計算機，共享主機中的資源。實時系統(tǒng)是指系統(tǒng)能及時響應(yīng)外部事件的請求，在規(guī)定的時間內(nèi)完成對該事件的處理，并控制所有實時任務(wù)協(xié)調(diào)一致的運行。操作系統(tǒng)的基本特性（P13-16）（并發(fā)、共享、虛擬和異步四個）答：操作系統(tǒng)有四個特征：并發(fā)，共享，異步，虛擬。并發(fā)：是指兩個或多個事件在同一時間間隔內(nèi)發(fā)生。操作系統(tǒng)的并發(fā)性是指計算機系統(tǒng)中同時存在多個運行著的程序，因此它應(yīng)該具有處理和調(diào)度多個程序同時執(zhí)行的能力。在這種多道程序環(huán)境下，一段時間內(nèi)，宏觀上有多個程序在同時運行，而每一時刻，單處理器環(huán)境下實際僅能有一道程序執(zhí)行，故微觀上這些程序還是在分時地交替執(zhí)行。操作系統(tǒng)的并發(fā)性是通過分時得以實現(xiàn)的。注意：并行性是指計算機系統(tǒng)具有可以同時進行運算或操作的特性，在同一時間完成兩種或兩種以上的工作。并行性需要有相關(guān)硬件的支持，如多流水線或多處理器硬件環(huán)境。共享：是指系統(tǒng)中的資源（硬件資源和信息資源）可以被多個并發(fā)執(zhí)行的程序共同使用，而不是被其中一個獨占。資源共享有兩種方式：互斥訪問和同時訪問。并發(fā)和共享是操作系統(tǒng)的最基本特征，互為依存。并發(fā)執(zhí)行的要求引出了資源的共享；而資源共享的管理又直接影響到程序的并發(fā)執(zhí)行。異步：在多道程序環(huán)境下，允許多個程序并發(fā)執(zhí)行，但由于資源有限，進程的執(zhí)行不是一貫到底。而是走走停停，以不可預(yù)知的速度向前推進，這就是進程的異步性。異步性使得操作系統(tǒng)運行在一種隨機的環(huán)境下，可能導(dǎo)致進程產(chǎn)生與時間有關(guān)的錯誤。但是只要運行環(huán)境相同，操作系統(tǒng)必須保證多次運行程序，都獲得相同的結(jié)果。虛擬：虛擬性是一種管理技術(shù)，把物理上的一個實體變成邏輯上的多個對應(yīng)物，或把物理上的多個實體變成邏輯上的一個對應(yīng)物的技術(shù)。采用虛擬技術(shù)的目的是為用戶提供易于使用、方便高效的操作環(huán)境。比較并行性和并發(fā)性（P13）答：并行性包含同時性和并發(fā)性，前者是指兩個或多個事件在同一時刻發(fā)生，后者是指兩個或多個事件在同一時間段內(nèi)發(fā)生。計算機操作系統(tǒng)中把并行性和并發(fā)性明顯區(qū)分開，主要是從微觀的角度來說的，具體是指進程的并行性（多處理機的情況下，多個進程同時運行）和并發(fā)性（單處理機的情況下，多個進程在同一時間間隔運行的）。計算機組成原理主要是從宏觀的角度來看的，并發(fā)性在用戶看來也是并行的，故并行性包含了并發(fā)性的。主要是看問題的角度和層面不同的。進程的定義（P13）答：進程是指在系統(tǒng)中能獨立運行并作為資源分配的基本單位，它是由一組機器指令、數(shù)據(jù)和堆棧等組成的，是一個能獨立運行的活動實體。多個進程之間可以并發(fā)執(zhí)行和交換信息。二、進程的描述與控制前趨圖的定義及繪制（P32-34）答：前趨圖是指一個有向無循環(huán)圖，可記為DAG（DirectedAcyclicGraph），它用于描述程序之間執(zhí)行的先后順序。圖中每一個結(jié)點可用來表示一個進程或程序段，乃至一條語句，結(jié)點間的有向邊則表示兩個結(jié)點之間存在的偏序或前趨關(guān)系。學(xué)會繪制前趨圖?。。。ㄖ匾┏绦蝽樞驁?zhí)行時的特征（P33）答：程序并發(fā)執(zhí)行雖提高了系統(tǒng)吞吐量和資源利用率，但并發(fā)執(zhí)行的程序間必將形成相互制約的關(guān)系，由此會給程序并發(fā)執(zhí)行帶來新的特征。（1） 順序性:指處理機嚴格按照程序所規(guī)定的順序執(zhí)行，即每一操作必須在下一操作開始之前結(jié)束；（2） 封閉性:指程序在封閉的環(huán)境下運行，即程序運行時獨占資源，資源的狀態(tài)（除初始狀態(tài)外）只有本程序才能改變它，程序一旦開始執(zhí)行，其執(zhí)行結(jié)果不受外界因素影響；（3） 可再現(xiàn)性：指只要程序執(zhí)行時的環(huán)境和初始條件相同，當(dāng)程序重復(fù)執(zhí)行時，不論它是從頭到尾不停頓地執(zhí)行，還是“走走停?！钡貓?zhí)行，都可獲得相同的結(jié)果。為什么程序并發(fā)執(zhí)行會產(chǎn)生間斷性特征（P35）答：因程序在并發(fā)執(zhí)行時，由于它們共享系統(tǒng)資源，以及為完成同一項任務(wù)而相互合作，致使在這些并發(fā)執(zhí)行的程序之間，形成了相互制約的關(guān)系，從而也就使得程序在執(zhí)行期間出現(xiàn)間斷性特征。程序并發(fā)執(zhí)行時為什么會失去封閉性和可再現(xiàn)性（P35）答:程序在并發(fā)執(zhí)行時,是多個程序共享系統(tǒng)中的各種資源，因而這些資源的狀態(tài)將由多個程序來改變，致使程序的運行換去了封閉性,這樣，某程序在執(zhí)行時,必然會受到其它程序的影響。程序在并發(fā)執(zhí)行時，由于失去了封閉性，也將導(dǎo)致其再失去可再現(xiàn)性。進程的定義、特征及基本狀態(tài)（P36）定義：進程是程序的一次執(zhí)行進程是可以和別的計算并行執(zhí)行進程是程序在一個數(shù)據(jù)集合上運行的過程，它是系統(tǒng)進行資源分配和調(diào)度的一個獨立單位特征：動態(tài)性：進程的實質(zhì)是程序的一次執(zhí)行過程，進程是動態(tài)產(chǎn)生，動態(tài)消亡的。并發(fā)性：任何進程都可以同其他進程一起并發(fā)執(zhí)行。獨立性：進程是一個能獨立運行的基本單位，同時也是系統(tǒng)分配資源和調(diào)度的獨立單位。異步性：由于進程間的相互制約，使進程具有執(zhí)行的間斷性，即進程按各自獨立的、不可預(yù)知的速度向前推進基本狀態(tài)：創(chuàng)建狀態(tài)：進程在創(chuàng)建時需要申請一個空白PCB，向其中填寫控制和管理進程的信息，完成資源分配。如果創(chuàng)建工作無法完成，比如資源無法滿足，就無法被調(diào)度運行，把此時進程所處狀態(tài)稱為創(chuàng)建狀態(tài)就緒狀態(tài)：進程已經(jīng)準(zhǔn)備好，已分配到所需資源，只要分配到CPU就能夠立即運行執(zhí)行狀態(tài)：進程處于就緒狀態(tài)被調(diào)度后，進程進入執(zhí)行狀態(tài)阻塞狀態(tài)：正在執(zhí)行的進程由于某些事件（I/O請求，申請緩存區(qū)失?。┒鴷簳r無法運行，進程受到阻塞。在滿足請求時進入就緒狀態(tài)等待系統(tǒng)調(diào)用終止?fàn)顟B(tài)：進程結(jié)束，或出現(xiàn)錯誤，或被系統(tǒng)終止，進入終止?fàn)顟B(tài)。無法再執(zhí)行臨界區(qū)的定義（P50）答：臨界區(qū)：訪問臨界資源的那段代碼。臨界資源：一段時間內(nèi)只允許一個進程訪問的資源。（每個進程應(yīng)采取互斥訪問的方式，實現(xiàn)對這種資源的共享）同步機制應(yīng)遵循的規(guī)則（P51）答：a）空閑讓進b）忙則等待c）有限等待d）讓全等待經(jīng)典進程的同步問題：生產(chǎn)者-消費者問題（P60）試舉出哲學(xué)家進餐問題的幾種解決方法（P64）利用記錄型信號量利用AND信號量機制解決線程的定義（P76）答：一種CPU利用的基本單元，它是形成多線程計算機的基礎(chǔ)。它由線程ID、程序計數(shù)器、寄存器集合和棧組成。試從調(diào)度性、并發(fā)性、擁有資源及系統(tǒng)開銷方面，對進程和線程進行比較°（P76-77）調(diào)度：在傳統(tǒng)的操作系統(tǒng)中，CPU調(diào)度和分派的基本單位是進程。而在引入線程的操作系統(tǒng)中，則把線程作為CPU調(diào)度和分派的基本單位，進程則作為資源擁有的基本單位，從而使傳統(tǒng)進程的兩個屬性分開，線程編程輕裝運行，這樣可以顯著地提高系統(tǒng)的并發(fā)性。統(tǒng)一進程中線程的切換不會引起進程切換，從而避免了昂貴的系統(tǒng)調(diào)用。但是在由一個進程中的線程切換到另一進程中的線程，依然會引起線程切換。并發(fā)性：在引入線程的操作系統(tǒng)中，不僅進程之間可以并發(fā)執(zhí)行，而且在一個進程中的多個進程之間也可以并發(fā)執(zhí)行，因而使操作系統(tǒng)具有更好的并發(fā)性，從而更有效地是有系統(tǒng)資源和提高系統(tǒng)的吞吐量。例如，在一個為引入線程的單CPU操作系統(tǒng)中，若僅設(shè)置一個文件服務(wù)進程，當(dāng)它由于某種原因被封鎖時，便沒有其他的文件服務(wù)進程來提供服務(wù)。在引入線程的操作系統(tǒng)中，可以在一個文件服務(wù)進程設(shè)置多個服務(wù)線程。當(dāng)?shù)谝粋€線程等待時，文件服務(wù)進程中的第二個線程可以繼續(xù)運行；當(dāng)?shù)诙€線程封鎖時，第三個線程可以繼續(xù)執(zhí)行，從而顯著地提高了文件服務(wù)的質(zhì)量以及系統(tǒng)的吞吐量。系統(tǒng)開銷：不論是引入了線程的操作系統(tǒng)，還是傳統(tǒng)的操作系統(tǒng)，進程都是擁有系統(tǒng)資源的一個獨立單位，他可以擁有自己的資源。一般地說，線程自己不能擁有資源（也有一點必不可少的資源），但它可以訪問其隸屬進程的資源，亦即一個進程的代碼段、數(shù)據(jù)段以及系統(tǒng)資源（如已打開的文件、I/O設(shè)備等），可供同一個進程的其他所有線程共享。擁有資源：由于在創(chuàng)建或撤銷進程時，系統(tǒng)都要為之分配或回收資源，如內(nèi)存空間、I/O設(shè)備等。因此，操作系統(tǒng)所付出的開銷將顯著地大于在創(chuàng)建或撤消線程時的開銷。類似的，在進程切換時，涉及到整個當(dāng)前進程CPU環(huán)境的保存環(huán)境的設(shè)置以及新被調(diào)度運行的CPU環(huán)境的設(shè)置，而線程切換只需保存和設(shè)置少量的寄存器的內(nèi)容，并不涉及存儲器管理方面的操作，可見，進程切換的開銷也遠大于線程切換的開銷。此外，由于統(tǒng)一進程中的多個線程具有相同的地址空間，致使他們之間的同步和通信的實現(xiàn)也變得比較容易。再有的系統(tǒng)中，現(xiàn)成的切換、同步、和通信都無需操作系統(tǒng)內(nèi)核的干預(yù)。三、處理機調(diào)度與死鎖在選擇調(diào)度方式和調(diào)度算法時，應(yīng)遵循的準(zhǔn)則是什么（P86-87）答：面向用戶應(yīng)遵循的準(zhǔn)則是：（1）平均周轉(zhuǎn)時間短（2）響應(yīng)時間快（3）截止時間的保證（4）優(yōu)先權(quán)準(zhǔn)則面向系統(tǒng)應(yīng)遵循的準(zhǔn)則是：（1）系統(tǒng)吞吐量高（2）處理機利用率高（3）各類資源的平衡利用周轉(zhuǎn)時間的定義（P86）答：指從作業(yè)被提交給系統(tǒng)開始，到作業(yè)完成為止的這段時間間隔（稱為作業(yè)周轉(zhuǎn)時間）。它包括四部分時間：作業(yè)在外存后備隊列上等待（作業(yè)）調(diào)度的時間，進程在就緒隊列上等待進程調(diào)度的時間，進程在CPU上執(zhí)行的時間，以及進程等待I/O操作完成的時間。其中的后三項在一個作業(yè)的整個處理過程中可能會發(fā)生多次。試比較FCFS和SJF兩種進程調(diào)度算法（P89-90）答：相同點：兩種調(diào)度算法都可用于作業(yè)調(diào)度與進程調(diào)度不同點：FCFS調(diào)度算法每次都從后備隊列中選擇一個或多個最先進入該隊列的作業(yè)，將它們調(diào)入內(nèi)存、分配資源、創(chuàng)建進程、插入到就緒隊列。該算法有利于長作業(yè)/進程，不利于短作業(yè)/進程。SJF算法每次調(diào)度都從后備隊列中選擇一個或若干個運行時間最短的作業(yè)，調(diào)入內(nèi)存中運行。該算法有利于短作業(yè)/進程，不利于長作業(yè)/進程。何謂死鎖，產(chǎn)生死鎖的原因和必要條件（P105-107）答：死鎖是指兩個或兩個以上的進程在執(zhí)行過程中，由于競爭資源或者由于彼此通信而造成的一種阻塞的現(xiàn)象，若無外力作用，它們都將無法推進下去。此時稱系統(tǒng)處于死鎖狀態(tài)或系統(tǒng)產(chǎn)生了死鎖，這些永遠在互相等待的進程稱為死鎖進程。死鎖的原因主要是：（1）因為系統(tǒng)資源不足。（2）進程運行推進的順序不合適。（3）資源分配不當(dāng)?shù)?。如果系統(tǒng)資源充足，進程的資源請求都能夠得到滿足，死鎖出現(xiàn)的可能性就很低，否則就會因爭奪有限的資源而陷入死鎖必要條件:互斥條件：一個資源每次只能被一個進程使用。請求與保持條件：一個進程因請求資源而阻塞時，對已獲得的資源保持不放。不剝奪條件:進程已獲得的資源，在末使用完之前，不能強行剝奪。循環(huán)等待條件:若干進程之間形成一種頭尾相接的循環(huán)等待資源關(guān)系。這四個條件是死鎖的必要條件，只要系統(tǒng)發(fā)生死鎖，這些條件必然成立，而只要上述條件之一不滿足，就不會發(fā)生死鎖。說明可通過哪些途徑預(yù)防死鎖（P108-109）摒棄”請求和保持”條件：系統(tǒng)規(guī)定所有進程開始運行之前，都必須一次性地申請其在整個運行過程所需的全部資源，但在分配資源時，只要有一種資源不能滿足某進程的要求，即使其它所需的各資源都空閑，也不分配給該進程，而讓該進程等待；摒棄”不剝奪”條件:系統(tǒng)規(guī)定，進程是逐個地提出對資源的要求的。當(dāng)一個已經(jīng)保持了某些資源的進程，再提出新的資源請求而不能立即得到滿足時，必須釋放它已經(jīng)保持了的所有資源，待以后需要時再重新申請；摒棄”環(huán)路等待”條件：系統(tǒng)將所有資源按類型進行線性排序，并賦予不同的序號，且所有進程對資源的請求必須嚴格按序號遞增的次序提出，這樣，在所形成的資源分配圖中，不可能再出現(xiàn)環(huán)路，因而摒棄了”環(huán)路等待”條件。銀行家算法例題（P112）、習(xí)題（P119_31）日玲，?務(wù)經(jīng)典例題！自己掃碼看下！時間片輪轉(zhuǎn)調(diào)度算法例題（P94）【RR調(diào)度算法】四、存儲器管理存儲器的三級存儲層次（P120）答：計算機系統(tǒng)中存儲層次可分為最高層CPU寄存器、中間主存、最底層輔存三級（圖f）緊湊的定義（P134）答：通過移動內(nèi)存中作業(yè)的位置，把原來多個分散的小分區(qū)拼接成一個大分區(qū)的方法。為什么要引入動態(tài)重定位，如何實現(xiàn)（P134）為了在程序執(zhí)行過程中，每當(dāng)訪問指令或數(shù)據(jù)時，將要訪問的程序或數(shù)據(jù)的邏輯地址轉(zhuǎn)換成物理地址，引入了動態(tài)重定位.可在系統(tǒng)中增加一個重定位寄存器，用它來裝入（存放）程序在內(nèi)存中的起始地址，程序在執(zhí)行時，真-正訪問的內(nèi)存地址是相對地址與重定位寄存器中的地址相加而形成的，從而實現(xiàn)動態(tài)重定位對換的定義（P135）答：對換是指把內(nèi)存中暫時不能運行的進程或者暫時不用的程序和數(shù)據(jù)換出到外存上，以便騰出足夠的內(nèi)存空間，再把已具備運行條件的進程或進程所需要的程序和數(shù)據(jù)換入內(nèi)存。分頁和分段存儲管理有何區(qū)別（P148）答：主要區(qū)別表現(xiàn)在以下三個方面：頁是信息的物理單位，分頁是為實現(xiàn)離散分配方式，以消減內(nèi)存的外零頭，提高內(nèi)存的利用率。段則是信息的邏輯單位，它含有一組其意義相對完整的信息。分段的目的是為了能更好地滿足用戶的需要。頁的大小固定且由系統(tǒng)決定，由機器硬件實現(xiàn)，因而一個系統(tǒng)只能有一種大小的頁面；而段的長度卻不固定，決定于用戶所編寫的程序，根據(jù)信息性質(zhì)來劃分。分頁的地址空間是一維的，即單一的線性空間，程序員只需利用一個記憶符，即可表示一個地址；而分段的作業(yè)地址空間是二維的，程序員在標(biāo)識一個地址時，既需給出段名，又需給出段內(nèi)地址。五、虛擬存儲器常規(guī)存儲器管理方式的特征（P153）一次性：指作業(yè)必須一次性地全部裝入內(nèi)存后方能開始運行駐留性：指作業(yè)被裝入內(nèi)存后，整個作業(yè)都一直駐留在內(nèi)存中，其他任何部分都不會被換出，直至作業(yè)運行結(jié)束。局部性原理（P154）答：程序在執(zhí)行時將呈現(xiàn)出局部性規(guī)律，即在較短的時間內(nèi)，程序的執(zhí)行僅局限于某個部分;相應(yīng)地，它所訪問的存儲空間也局限于某個區(qū)域，他提出幾個論點：（1）除了少部分轉(zhuǎn)移和過程調(diào)用指令,程序大多數(shù)情況下是順序執(zhí)行的；（2）過程調(diào)用會讓程序的執(zhí)行由一部分區(qū)域移至另一部分區(qū)域；（3）程序中存在許多循環(huán)結(jié)構(gòu)，雖然由少數(shù)指令構(gòu)成，但是要多次執(zhí)行；（4）程序中許多對數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)（如數(shù)組）的操作，往往局限于很小的范圍內(nèi)。局限性表現(xiàn)：1、時間局限性；2、空間局限性。虛擬存儲器的的特征（P155）答：虛擬存儲器有多次性、對換性、虛擬性三大特征。最本質(zhì)的特征是虛擬性。在請求分頁系統(tǒng)中，常采用哪幾種頁面置換算法（P163-166）最佳置換算法（OPT）（理想置換算法）先進先出置換算法（FIFO）最近最久未使用（LRU）算法Clock置換算法在請求分頁系統(tǒng)中，產(chǎn)生“抖動”的原因（P170）答：同時在系統(tǒng)中運行的進程太多，由此分配給每個進程的物理塊太少，不能滿足進程正常運行的基本要求，致使每個進程在運行時，頻繁的出現(xiàn)缺頁，必須請求系統(tǒng)將所缺之頁調(diào)入內(nèi)存。這會使得在系統(tǒng)中排隊等待頁面調(diào)進/調(diào)出的進程數(shù)目增加。顯然，對磁盤的有效訪問時間也隨之急劇增加，造成每個進程的大部分時間都用于頁面換進/換出，而幾乎不能再去做任何有效的工作，從而導(dǎo)致發(fā)生處理機的利用率急劇下降并趨于0的狀況。這時我們稱此時的進程是處于“抖動”狀態(tài)。P177-習(xí)題13在一個請求分頁系統(tǒng)中，采用FIFO頁面置換算法時，假如一個作業(yè)的頁面走向為4、3、2、1、4、3、5、4、3、2、1、5，當(dāng)分配給該作業(yè)的物理塊數(shù)M分別為3和4時，試計算在訪問過程中所發(fā)生的缺頁次數(shù)和缺頁率，并比較所得結(jié)果。(P162-164)網(wǎng)上例題正確答案(P162-164)網(wǎng)上例題正確答案444111555333444222223331M=3M=44444555511333344445222233331111222M=3時，采用FIFO頁面置換算法的缺頁次數(shù)為9次，缺頁率為9/12=75%；M=4時，采用FIFO頁面置換算法的缺頁次數(shù)為10次，缺頁率為10/12=83%。由此可見，增加分配給作業(yè)的內(nèi)存塊數(shù)，反而增加了缺頁次數(shù)，提高了缺頁率，這種現(xiàn)象被稱為是Belady現(xiàn)象?！咀ⅰ浚篵elady現(xiàn)象所謂Belady現(xiàn)象是指：在分頁式虛擬存儲器管理中，發(fā)生缺頁時的置換算法采用FIFO（先進先出）算法時，如果對一個進程未分配它所要求的全部頁面，有時就會出現(xiàn)分配的頁面數(shù)增多但缺頁率反而提高的異?，F(xiàn)象。Belady現(xiàn)象的描述：一個進程P要訪問M個頁,OS分配N（N<M）個內(nèi)存頁面給進程P;對一個訪問序列S,發(fā)生缺頁次數(shù)為PE（S,N）.當(dāng)N增大（且N小于M）時,PE（S,N）時而增大，時而減小。FIFO是最早出現(xiàn)的頁置換算法之一。Belady現(xiàn)象的原因是FIFO算法的置換特征與進程訪問內(nèi)存的動態(tài)特征是矛盾的，即被置換的頁面并不是進程不會訪問的，因而FIFO并不是一個好的置換算法。belady和抖動并不一樣。如果分配給進程的存儲塊數(shù)量小于進程所需要的最小值，進程的運行將很頻繁地產(chǎn)生缺頁中斷，這種頻率非常高的頁面置換現(xiàn)象稱為抖動。產(chǎn)生原因是：進程的內(nèi)存量不足。因而分配頁面太少，總是缺頁。在一個請求分頁系統(tǒng)中，假如一個作業(yè)的頁面走向為4、3、2、1、4、3、5、4、3、2、1、5，當(dāng)分配給該作業(yè)的物理塊數(shù)M分別為3和4時，分別用OP（最佳）、FIFO（先進先出）、LRU（最近最久未使用）置換算法，計算在訪問過程中所發(fā)生的缺頁次數(shù)和缺頁率。答；（I）使用FIFOnil時，訪何過程中發(fā)生缺頁的情況為：與物聘塊散目M為3時’缺頁次敢為磯缺頁率為9/1*如下蜜為示）?［刃使用OPT算法時,訪同過程中發(fā)生缺頁的情況為，咤物理塊ffiSM為3時，缺頁涵為7,旋頁率為7/12（如卜'點所示）.42J_435432]5VV寸寸4444444444日43333333J2112111555555G）使用LRU算法時.訪問過程中發(fā)生缺頁的情況為：‘1物理決散HM為3時.映頁歆數(shù)為0缺為率為3/口伽卜&所示卜六、輸入輸出系統(tǒng)設(shè)備驅(qū)動程序的主要任務(wù)（P192）接收由設(shè)備獨立性軟件發(fā)來的命令和參數(shù)，并將命令中的抽象要求轉(zhuǎn)換為與設(shè)備相關(guān)的低層操作序列。檢查用戶I/O請求的合法性，了解I/O設(shè)備的狀態(tài)，傳遞有關(guān)參數(shù)，設(shè)置設(shè)備的工作方式。發(fā)出I/O命令，如果設(shè)備空閑，便立即啟動I/O設(shè)備去完成指定的I/O操作；如果設(shè)備處于忙碌狀態(tài)，則將請求者的請求塊掛在設(shè)備隊列上等待。及時響應(yīng)由控制器或通道發(fā)來的中斷請求，并根據(jù)其中斷類型調(diào)用相應(yīng)的中斷處理程序進行處理。對于設(shè)置有通道的計算機系統(tǒng)，驅(qū)動程序還應(yīng)能夠根據(jù)用戶的I/O請求，自動地構(gòu)成通道程序。SPOOL系統(tǒng)的特點（P207）提高了I/O的速度將獨占設(shè)備改造為共享設(shè)備實現(xiàn)了虛擬設(shè)備功能引入緩沖的主要原因(P209-210)答：改善CPU與I/O設(shè)備間速度不匹配的矛盾可以減少對CPU的中斷頻率，放寬對中斷響應(yīng)時間的限制解決數(shù)據(jù)粒度不匹配問題提高CPU和I/O設(shè)備之間的并行性磁盤訪問時間由哪幾部分組成，每部分時間應(yīng)如何計算(P217)答：磁盤訪問時間由尋道時間Ts、旋轉(zhuǎn)延遲時間Tr、傳輸時間Tt三部分組成。Ts是啟動磁臂時間s與磁頭移動n條磁道的時間和，即Ts=mXn+s。Tr是指定扇區(qū)移動到磁頭下面所經(jīng)歷的時間。硬盤15000r/min時Tr為2ms;軟盤300或600r/min時Tr為50~100ms。Tt是指數(shù)據(jù)從磁盤讀出或向磁盤寫入經(jīng)歷的時間。Tt的大小與每次讀/寫的字節(jié)數(shù)b和旋轉(zhuǎn)速度有關(guān)：Tt=b/rN。常用的各種磁盤調(diào)度算法(先來先服務(wù)算法，最短尋找時間優(yōu)先算法、電梯調(diào)度算法和單向掃描算法)的實際調(diào)度的次序及磁頭移動的距離(P217-219)【重點計算】假定某磁盤共有200個柱面，編號為0-199，如果在為訪問143號柱面的請求者服務(wù)后，當(dāng)前正在為訪問125號柱面的請求服務(wù)，同時有若干請求者在等待服務(wù)，它們每次要訪問的柱面號為86，147，91，177，94，150，102，175，130請回答下列問題：、分別用先來先服務(wù)算法，最短尋道時間