【正文】 E．虛擬設(shè)備3．在操作系統(tǒng)中，下列選項(xiàng)屬于軟件機(jī)制的是（ ）。（A）系統(tǒng)設(shè)備 （B）獨(dú)享設(shè)備 （C）共享設(shè)備 （D）虛擬設(shè)備5．下列關(guān)于通道、設(shè)備、設(shè)備控制器三者之間的關(guān)系敘述中正確的是（ ）。那么，用以替代打印機(jī)的部分通常稱作（ ）。（A）語(yǔ)音輸入輸出設(shè)備 （B）打印機(jī) （C）鼠標(biāo) （D）磁盤(pán)8．低速設(shè)備一般被設(shè)置成獨(dú)占設(shè)備，可用作獨(dú)占設(shè)備的有（ ）。（ ）不是解決此問(wèn)題的有效方法（A）在結(jié)構(gòu)上增加一些連線，以增加數(shù)據(jù)傳送通路（B）在數(shù)據(jù)傳輸線路上多增設(shè)一些緩沖區(qū)（C）提高CPU的速度（D）采用虛擬設(shè)備技術(shù)10．I/O系統(tǒng)硬件結(jié)構(gòu)分為4級(jí)：1. 設(shè)備控制器 2. I/O設(shè)備 3. 計(jì)算機(jī) 4. I/O通道，按級(jí)別由高到低的順序是（ ）。2．低速設(shè)備一般被設(shè)置成共享設(shè)備。4．?dāng)?shù)組選擇通道和數(shù)組多路通道可以支持多個(gè)通道程序并發(fā)執(zhí)行，而字節(jié)多路通道不支持多個(gè)通道程度并發(fā)執(zhí)行。6．由于設(shè)備分配中設(shè)置了若干數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，所以在設(shè)備分配中不會(huì)發(fā)生死鎖。、優(yōu)先級(jí)高者優(yōu)先算法、時(shí)間片輪轉(zhuǎn)算法等是經(jīng)常在設(shè)備分配中采用算法。10．操作系統(tǒng)中應(yīng)用的緩沖技術(shù)，多數(shù)通過(guò)使用外存來(lái)實(shí)現(xiàn)。5． 在單緩沖情況下，為什么系統(tǒng)對(duì)一塊數(shù)據(jù)的處理時(shí)間為max(C,T)+M。8． 試說(shuō)明收容輸入工作緩沖區(qū)和提取輸出工作緩沖區(qū)的工作情況。12． 在實(shí)現(xiàn)后臺(tái)打印時(shí)，SPOOLing系統(tǒng)應(yīng)為請(qǐng)求I/O的進(jìn)程提供哪些服務(wù)？13． 試說(shuō)明設(shè)備驅(qū)動(dòng)程序具有哪些特點(diǎn)？14． 試說(shuō)明設(shè)備驅(qū)動(dòng)程序應(yīng)具有哪些功能？15． 設(shè)備驅(qū)動(dòng)程序通常要完成哪些工作？16． 設(shè)備中斷處理程序通常需完成哪些工作？ 習(xí)題解答一、1．D 2．D 3．B 4．C 5．C 6．A 7．C 8．B 9．C 10．C二、1．（ABD） 2．（ADE） 3．（ACD） 4．（BCD） 5．（BC） 6．（C） 7．（D） 8．（ABC）9．（BCD） 10．（D）三、1．答案：（錯(cuò)）。 軟件方法，即在內(nèi)存中開(kāi)辟出專門(mén)的存儲(chǔ)區(qū)來(lái)做緩沖區(qū)。2．答案：（錯(cuò)）計(jì)算機(jī)外部設(shè)備分為：高速設(shè)備和低速設(shè)備。3．答案：（錯(cuò)）通道指令與一般機(jī)器指令有如下幾點(diǎn)不同之處：①通道指令的尋址方式較一般機(jī)器指令簡(jiǎn)單。③通道指令的操作碼較一般機(jī)器指令簡(jiǎn)單。5．答案：（錯(cuò)）共享設(shè)備允許多個(gè)作業(yè)在一段時(shí)間內(nèi)同時(shí)使用設(shè)備。但這并不能保證設(shè)備分配的安全性。7．答案：（錯(cuò)）通道在I/O程序執(zhí)行的開(kāi)始或結(jié)束時(shí)，必需要CPU進(jìn)行一定的處理。8．答案：（錯(cuò)）前兩種算法可用在設(shè)備分配中采用，而時(shí)間片輪轉(zhuǎn)算法則不適合在設(shè)備O分配中。9．答案：（錯(cuò)）可以把獨(dú)占設(shè)備作為系統(tǒng)的一種臨界資源，用互斥的方法訪問(wèn)它。因?yàn)椴僮飨到y(tǒng)中應(yīng)用的緩沖技術(shù)是有其限定性的，一般是在內(nèi)存中或通過(guò)硬件技術(shù)來(lái)實(shí)現(xiàn)的。四、1．答：包括：①設(shè)備控制器與CPU的接口；②設(shè)備控制器與設(shè)備的接口；③輸入輸出邏輯（見(jiàn)下圖所示）。每個(gè)子通道連接一臺(tái)低速設(shè)備，以輪流方式共享主通道。② 數(shù)組選擇通道可連接多臺(tái)高速外設(shè)，具有較高的傳輸速率。③ 數(shù)組多路通道含有多個(gè)非分配型子通道，每個(gè)子通道連接一臺(tái)高速外設(shè)，以輪流方式共享主通道。3．答：共有四種I/O方式：① 程序I/O方式，又稱作“忙等”方式。該方式適用于機(jī)內(nèi)沒(méi)有中斷機(jī)構(gòu)的場(chǎng)合。該方式在進(jìn)行I/O時(shí)，CPU向控制器發(fā)出I/O命令后，由控制器控制外設(shè)操作，CPU轉(zhuǎn)其他任務(wù)的處理，即，CPU與外設(shè)并行工作。該方式可適于低速外設(shè)I/O，并可配合DMA和通道方式實(shí)現(xiàn)I/O。該方式適于高速外設(shè)I/O，一次可以在外設(shè)與內(nèi)存之間傳輸一個(gè)或多個(gè)數(shù)據(jù)塊。④ 通道方式。由通道負(fù)責(zé)執(zhí)行通道程序?qū)ν庠O(shè)進(jìn)行I/O控制，CPU轉(zhuǎn)其他程序運(yùn)行。4．答：①CPU需要訪問(wèn)外存時(shí)，便發(fā)送一條訪問(wèn)命令給DMA的命令寄存器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。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。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。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)讀出用戶區(qū)中第（I1）次數(shù)據(jù)進(jìn)行計(jì)算。6．答：該方式又稱緩沖對(duì)換方式。由于將數(shù)據(jù)從緩沖區(qū)傳送到用戶區(qū)操作必須與讀用戶區(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)填滿緩沖區(qū)的操作并行。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)。環(huán)上設(shè)置兩個(gè)指針：Nexti和Nextg。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數(shù)據(jù)的緩沖區(qū)，不帶陰影的是空緩沖區(qū)。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)。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。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。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。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。10．答：①設(shè)備獨(dú)立性又稱為設(shè)備無(wú)關(guān)性。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。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。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。11．答：①輸入輸出井。②輸入緩沖區(qū)和輸出緩沖區(qū)。③輸入進(jìn)程和輸出進(jìn)程。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)存用戶區(qū)。④請(qǐng)求打印隊(duì)列。②請(qǐng)求一張空白“用戶請(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。13．答：設(shè)備驅(qū)動(dòng)程序又稱設(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。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。目前，驅(qū)動(dòng)程序的基本操作都被固化到ROM中了。②檢查用戶的合法性，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。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。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。② 檢查I/O請(qǐng)求的合法性。④ 傳遞參數(shù)。⑥ 啟動(dòng)I/O設(shè)備。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。③分析中斷原因，轉(zhuǎn)入相應(yīng)的中斷處理程序。⑤恢復(fù)被中斷進(jìn)程的現(xiàn)場(chǎng)。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。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。6． 王金海，《操作系統(tǒng)原理及應(yīng)用》，中國(guó)人事出版社，1998。127