【正文】 命令寄存器CR、一個(gè)內(nèi)存地址碼給DMA的內(nèi)存地址寄存器MAR、本次要傳送的字節(jié)數(shù)給DMA的數(shù)據(jù)計(jì)數(shù)器DC、外存地址給DMA的I/O控制邏輯中。②啟動(dòng)DMA控制器，然后CPU轉(zhuǎn)其他任務(wù)處理。③DMA控制器負(fù)責(zé)控制數(shù)據(jù)在內(nèi)存與外存之間傳送。每傳送一個(gè)字節(jié)就需挪用一個(gè)內(nèi)存周期，按MAR從內(nèi)存讀出或?qū)懭雰?nèi)存一個(gè)字節(jié)，修改MAR和計(jì)數(shù)器DC。③當(dāng)DC修改為0，表示傳送結(jié)束，由DMA向CPU發(fā)出中斷請(qǐng)求。5．答：令T是讀外存數(shù)據(jù)送內(nèi)存緩沖區(qū)時(shí)間，M是數(shù)據(jù)從緩沖區(qū)傳送到用戶(hù)區(qū)的時(shí)間，C是讀內(nèi)存用戶(hù)區(qū)數(shù)據(jù)進(jìn)行計(jì)算的時(shí)間。當(dāng)進(jìn)行第I次讀外存數(shù)據(jù)送緩沖區(qū)時(shí)，系統(tǒng)可同時(shí)讀出用戶(hù)區(qū)中第（I1）次數(shù)據(jù)進(jìn)行計(jì)算。此兩項(xiàng)操作并行進(jìn)行且互不干擾，并與數(shù)據(jù)從緩沖區(qū)傳送到用戶(hù)區(qū)的操作串行進(jìn)行，因此處理一塊數(shù)據(jù)的時(shí)間大約為max(C,T)+M。6．答：該方式又稱(chēng)緩沖對(duì)換方式。寫(xiě)入者花費(fèi)時(shí)間T將數(shù)據(jù)寫(xiě)滿(mǎn)一個(gè)緩沖區(qū)后再寫(xiě)另一個(gè)緩沖區(qū)；讀出者花費(fèi)時(shí)間M將一個(gè)緩沖區(qū)數(shù)據(jù)送到用戶(hù)區(qū)后再傳送另一個(gè)緩沖區(qū)數(shù)據(jù)，運(yùn)算者讀出用戶(hù)區(qū)進(jìn)行處理。由于將數(shù)據(jù)從緩沖區(qū)傳送到用戶(hù)區(qū)操作必須與讀用戶(hù)區(qū)數(shù)據(jù)進(jìn)行處理串行進(jìn)行，而且它們又可以與從外存?zhèn)魉蛿?shù)據(jù)填滿(mǎn)緩沖區(qū)的操作并行。因此耗時(shí)大約為max(C+M,T)。考慮到M是內(nèi)存中數(shù)據(jù)塊的“搬家”耗時(shí)，非常短暫可以省略，因此近似地認(rèn)為是：max(C,T)。7．答：一般情況下，需要將多緩沖區(qū)形成一個(gè)環(huán)。環(huán)上設(shè)置兩個(gè)指針：Nexti和Nextg。前者指出數(shù)據(jù)的存入位置，后者指出數(shù)據(jù)的提取位置。下圖是由6個(gè)緩沖區(qū)組成的環(huán)，其中，帶陰影的表示是裝滿(mǎn)數(shù)據(jù)的緩沖區(qū)，不帶陰影的是空緩沖區(qū)。當(dāng)需要將環(huán)中的一個(gè)緩沖區(qū)數(shù)據(jù)輸出時(shí)，①用P操作獨(dú)占該環(huán)；②判斷Nexti與Nextg是否重合，若是重合則表示環(huán)中數(shù)據(jù)已空，需要通過(guò)V操作釋放該環(huán)，并阻塞等待。③若Nexti與Nextg沒(méi)有重合，則從Nextg處取出一個(gè)緩沖區(qū)的數(shù)據(jù)，將Nextg順序向后推一個(gè)位置，需要通過(guò)V操作釋放該環(huán)。8．答：①當(dāng)需要輸入數(shù)據(jù)時(shí)，調(diào)用GetBuf（emq）過(guò)程從空閑隊(duì)列上摘下一個(gè)空緩沖區(qū)，作為收容輸入工作緩沖區(qū)hin，輸入的數(shù)據(jù)被裝入hin中，裝滿(mǎn)hin后，調(diào)用PutBuf（inq，hin）過(guò)程將hin掛入輸入隊(duì)列inq中。②當(dāng)需要輸出數(shù)據(jù)時(shí)，調(diào)用GetBuf（outq）過(guò)程從輸出隊(duì)列上摘下一個(gè)裝滿(mǎn)數(shù)據(jù)的緩沖區(qū)，作為提取輸出工作緩沖區(qū)sout，將sout中的數(shù)據(jù)提取輸出，sout的數(shù)據(jù)被提取完后，調(diào)用PutBuf（emq，sout）過(guò)程將sout掛入空閑隊(duì)列中。9．答：①安全分配是一種“擯棄請(qǐng)求和保持條件”的資源分配方式。在這種方式中，一個(gè)進(jìn)程請(qǐng)求資源一旦獲得（比如I/O請(qǐng)求時(shí)獲得所需的設(shè)備），該進(jìn)程就由運(yùn)行狀態(tài)變?yōu)樽枞麪顟B(tài)，使它不可能再請(qǐng)求新的資源。相反，當(dāng)該進(jìn)程開(kāi)始運(yùn)行時(shí)（比如I/O完成后被喚醒），它已不占有資源。因此，這種分配擯棄了造成死鎖的一個(gè)條件，分配是安全的。這種分配方式的缺點(diǎn)是進(jìn)程推進(jìn)速度慢，因?yàn)镃PU與I/O是串行的。②不安全的分配方式是指，進(jìn)程在提出資源請(qǐng)求時(shí)（比如I/O請(qǐng)求）并不將它阻塞，而是允許它繼續(xù)使用CPU，并提出第二次資源請(qǐng)求。這樣，若第二次請(qǐng)求的資源已被其他進(jìn)程占用使該進(jìn)程被阻塞時(shí)，則該進(jìn)程具備了“請(qǐng)求和保持”條件，可能產(chǎn)生死鎖，因而說(shuō)，這種分配是不安全的分配。10．答：①設(shè)備獨(dú)立性又稱(chēng)為設(shè)備無(wú)關(guān)性。它指的是應(yīng)用程序在使用設(shè)備進(jìn)行I/O時(shí)，使用的是邏輯設(shè)備，而系統(tǒng)在實(shí)際執(zhí)行時(shí)使用的是物理設(shè)備，由操作系統(tǒng)負(fù)責(zé)邏輯設(shè)備與物理設(shè)備的映射。引入設(shè)備獨(dú)立性可以使設(shè)備的分配具有極大的靈活性，并易于實(shí)現(xiàn)I/O重定向。②系統(tǒng)為每個(gè)進(jìn)程設(shè)置一張“邏輯設(shè)備表”（LUT）。當(dāng)某進(jìn)程用邏輯名來(lái)請(qǐng)求設(shè)備時(shí)，系統(tǒng)查閱“系統(tǒng)設(shè)備表”SDT，為它分配相應(yīng)的可用物理設(shè)備。系統(tǒng)將這種用戶(hù)邏輯設(shè)備與系統(tǒng)物理設(shè)備的映射，建立在該用戶(hù)的LUT中，并將該物理設(shè)備的驅(qū)動(dòng)程序入口地址填入LUT中。以后，該進(jìn)程利用邏輯設(shè)備名請(qǐng)求I/O操作時(shí)，系統(tǒng)通過(guò)查找LUT即可找到物理設(shè)備及其驅(qū)動(dòng)程序。②SPOOLing技術(shù)實(shí)現(xiàn)了將獨(dú)占設(shè)備虛擬為多臺(tái)邏輯設(shè)備的功能。11．答：①輸入輸出井。這是在磁盤(pán)上開(kāi)辟兩個(gè)大空間，一個(gè)是輸入井，用來(lái)收容輸入設(shè)備上的數(shù)據(jù)（模擬拖機(jī)輸入的磁盤(pán)）；另一個(gè)是輸出井，用來(lái)收容用戶(hù)進(jìn)程的輸出數(shù)據(jù)（模擬脫機(jī)輸出的磁盤(pán)）。②輸入緩沖區(qū)和輸出緩沖區(qū)。這是內(nèi)存中開(kāi)辟的兩個(gè)緩沖區(qū)，一個(gè)是輸入緩沖區(qū)，暫存輸入設(shè)備來(lái)的數(shù)據(jù)，以后再傳送到輸入井；另一個(gè)是輸出緩沖區(qū)，暫存輸出井送來(lái)的數(shù)據(jù)，以后傳送到輸出設(shè)備。③輸入進(jìn)程和輸出進(jìn)程。輸入進(jìn)程實(shí)現(xiàn)的是收容輸入和提取輸入。在收容輸入時(shí)，負(fù)責(zé)將輸入設(shè)備的數(shù)據(jù)通過(guò)內(nèi)存輸入緩沖區(qū)轉(zhuǎn)存到磁盤(pán)的輸入井中；提取輸入時(shí)，負(fù)責(zé)將磁盤(pán)輸入井的數(shù)據(jù)送入內(nèi)存用戶(hù)區(qū)。輸出進(jìn)程實(shí)現(xiàn)的是收容輸出和提取輸出，過(guò)程與輸入過(guò)程相反。④請(qǐng)求打印隊(duì)列。12．答：這項(xiàng)工作由SPOOLing的輸出進(jìn)程來(lái)承擔(dān)，主要做三件事：①在輸出井上請(qǐng)求一塊緩沖區(qū)，將要打印的數(shù)據(jù)送入其中。②請(qǐng)求一張空白“用戶(hù)請(qǐng)求打印表”，填入打印說(shuō)明信息后掛入請(qǐng)求打印隊(duì)列。③一旦打印機(jī)空閑，就從請(qǐng)求打印隊(duì)列頭部取下一個(gè)請(qǐng)求打印表，根據(jù)表中要求將輸出井的數(shù)據(jù)讀入內(nèi)存緩沖區(qū)，由打印機(jī)輸出。13．答：設(shè)備驅(qū)動(dòng)程序又稱(chēng)設(shè)備處理程序，主要特點(diǎn)有：①將進(jìn)程的I/O請(qǐng)求傳送給設(shè)備控制器，并將設(shè)備控制器記錄的設(shè)備狀態(tài)、I/O完成情況反饋給進(jìn)程。②設(shè)備驅(qū)動(dòng)程序與設(shè)備的緊密性相關(guān)，不同的設(shè)備應(yīng)配置不同的設(shè)備驅(qū)動(dòng)程序。③設(shè)備驅(qū)動(dòng)程序與I/O控制方式緊密相關(guān)，四種控制方式應(yīng)當(dāng)各不相同。④設(shè)備驅(qū)動(dòng)程序與硬件緊密相關(guān)，部分程序必須用匯編語(yǔ)言編寫(xiě)。目前，驅(qū)動(dòng)程序的基本操作都被固化到ROM中了。14．答：設(shè)備驅(qū)動(dòng)程序是請(qǐng)求I/O的進(jìn)程與設(shè)備控制器之間的一個(gè)通信程序，主要功能有：①將用戶(hù)的要求轉(zhuǎn)換為具體要求。②檢查用戶(hù)的合法性，了解設(shè)備狀態(tài)，根據(jù)要求傳遞參數(shù)，設(shè)置設(shè)備的工作方式。③向設(shè)備控制器發(fā)I/O命令啟動(dòng)設(shè)備，完成具體的I/O操作。④及時(shí)響應(yīng)外設(shè)的中斷請(qǐng)求，根據(jù)中斷類(lèi)型調(diào)用相應(yīng)的中斷處理程序。⑤具有通道的控制系統(tǒng)，還要構(gòu)造通道程序。15．答：設(shè)備驅(qū)動(dòng)程序在啟動(dòng)設(shè)備前做一些必要的預(yù)備工作，然后啟動(dòng)設(shè)備。即：① 將抽象要求轉(zhuǎn)換為具體要求。② 檢查I/O請(qǐng)求的合法性。③ 讀出設(shè)備狀態(tài)并檢查。④ 傳遞參數(shù)。⑤ 設(shè)置工作方式。⑥ 啟動(dòng)I/O設(shè)備。16．答：當(dāng)設(shè)備完成了I/O之后，設(shè)備控制器向CPU發(fā)送一個(gè)中斷請(qǐng)求，CPU響應(yīng)后即可轉(zhuǎn)向中斷處理程序。中斷處理程序的工作可分為以下幾步：①喚醒等待該項(xiàng)I/O的進(jìn)程。②保護(hù)被中斷進(jìn)程的CPU運(yùn)行環(huán)境。③分析中斷原因，轉(zhuǎn)入相應(yīng)的中斷處理程序。④進(jìn)行中斷處理。⑤恢復(fù)被中斷進(jìn)程的現(xiàn)場(chǎng)。 參考文獻(xiàn)1． 湯子瀛等，《計(jì)算機(jī)操作系統(tǒng)》，西安電子科技大學(xué)出版社，1996。2． 何炎詳，《操作系統(tǒng)原理與解題指南》，華中科技大學(xué)出版社，2001。3． 張堯?qū)W，《計(jì)算機(jī)操作系統(tǒng)教程》（第2版），清華大學(xué)出版社，2000。4． 方敏等，《操作系統(tǒng)考研全真試題與解答》，西安電子科技大學(xué)出版社，2002。5． 前沿考試研究室，《全真題解——操作系統(tǒng)分冊(cè)》，人民郵電出版社，2002。6． 王金海，《操作系統(tǒng)原理及應(yīng)用》，中國(guó)人事出版社，1998。7． 張利兵等，《操作系統(tǒng)試題精選與答題技巧》哈爾濱工業(yè)大學(xué)出版社，2003。127