计算机操作系统题库之输入输出(二)

操作系统采用缓冲技术主要是通过硬件来实现的。

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对 [/v_act]

低速设备一般被设置成共享设备。

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对 [/v_act]

通道指令和一般及其指令没有什么不同。

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对 [/v_act]

数组选择通道和数组多路通道可以支持多个通道程序并发执行,而字节多路通道不支持多个通道程序并发执行。

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对 [/v_act]

共享设备允许多个作业同时使用设备,即每一时刻可有多个作业在使用该共享设备,因而提高了系统资源的利用率。

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对 [/v_act]

I/O通道控制方式不需要任何CPU干预。

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对 [/v_act]

先来先服务算法、优先级高者优先算法、时间片轮转等算法是经常在设备分配中采用的算法。

[v_act]错
[/v_act]

由于独占设备在一段时间内只允许一个进程使用,因此,多个并发进程无法同时使用这类设备。

[v_act]错
[/v_act]

操作系统使用的缓冲技术,多数通过使用外存来实现。

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对 [/v_act]

设备独立性的含义是( )

[v_act] 应用程序独立于具体的物理设备 [/v_act]

设备与内存之间的数据传输控制方式有程序直接控制方式、中断控制方式、( )、( )。

[v_act]直接存储器访问方式(DMA,通道方式 [/v_act]

( )是指将一个以上的放入主存,并且同时处于运行状态,这些作业共享处理机和外围设备等资源。

[v_act]多道程序设计技术 [/v_act]

什么是字节多路通道、数组选择通道和数组多路通道?

[v_act]各类通道的定义如下:

1、字节多路通道含有多个子通道。每个子通道连接一台低速设备,以轮流方式共享主通道。一子通道交换完一个字节后就将主通道让给下一个子通道。

2、数组选择通道可连接多台告诉外设,具有较高的传输速度,它有一个分配型子通道,一段时间内只能执行一道通道程序,使一台设备独占通道以进行数据交换,直到交换完后才可让给其他的设备。

3、数组多路通道含有多个非分配型子通道。每个子通道连接一台高速外设,以轮流方式共享主通道。一子通道交换完若干字节后就将主通道让给下一个子通道。 [/v_act]

I/O控制方式有几种?分别适用何种场合?

[v_act]I/O控制方式共有四种:

1、程序I/O方式,又称作”忙-等”方式。该方式执行一个循环程序,反复查询外设状态,如果外设”忙碌”则循环查询直到查得外设状态为”闲置”时止。该方式适用于机内没有中断机构得场合。

2、中断控制I/O方式。该方式在进行I/O时,CPU向设备控制器发出I/O命令后便转其他任务得处理,外设操作由设备控制器控制,CPU于外设并行工作。当外设完成I/O后向CPU发中断信号,CPU只需花费很少的时间进行I/O的善后处理,此前无须进行干预。该方式适用于低速设备I/O,并可配合DMA和通道方式实现I/O。

3、DMA(直接内存访问)方式。该方式适用于高速外设I/O,一次可以在外设与内存之间传输一个或多个数据快,传输完毕后才需CPU干预。

4、通道方式。该方式中系统预先要将I/O的过程实现为一段通道程序,置于内存的特定位置,而后启动通道。由通道负责执行通道程序对外设进行I/O控制,CPU转其他程序运行。I/O完成后通道向CPU发中断信号,CPU花很少时间作善后处理。 [/v_act]

试说明DMA的工作流程。

[v_act]DMA的工作流程如下:

1、CPU需要访问外存时便发送。一条访问命令给DMA的命令寄存器CR、一个内存地址码给DMA的内存地址寄存器MAR、本次要传送的字节数给DMA的数据计数器DC、外存地址给DMA的I/O控制逻辑。

2、CPU启动DMA控制器后转向其他处理。

3、DMA控制器负责控制数据在内存与外设之间传送。每传送一个字节就需挪用一个内存周期,按MAR从内存读出或写入内存一个字节,修改MAR和计算器DC。

4、当DC修改为0时,表示传送结束,由DMA向CPU发出中断请求。 [/v_act]

为什么在单缓冲情况下,系统对一块数据的处理时间需max(C,T)+M?

[v_act]在单缓冲情况下,系统对一块数据的处理时间需max(C,T)+M。

其原因如下:令T是读外存数据送内存缓冲区时间,,M是数据从缓冲区传送到用户区的时间,C是读内存用户区数据进行计算的时间,当进行第i次读外存数据送缓冲区时,系统可同时读出用户区中第(i-1)次数据进行计算,此两项操作并行进行且互不干扰,并与数据从缓冲区传送到用户区的操作串行进行,因此处理一块数据的时间大约为max(C,T)+M。 [/v_act]

为什么在双缓冲情况下,系统对一块数据的处理时间需max(C,T)?

[v_act]在双缓冲情况下,系统对一块数据的处理时间需max(C,T)。

其原因如下:双缓冲方式又称缓冲对换方式。

写入者花费时间T将数据写满一个缓冲区后再写另一个缓冲区;读出者花费时间M将一个缓冲区数据送到用户区后再传送另一个缓冲区数据,运算者读出用户区数据进行处理。

由于将数据从缓冲区传送到用户区的操作必须与读出用户区数据进行处理的操作串行进行,且它们又可以与从外存传送数据填满缓冲区的操作进行。因此耗时大约为max(C+M,T)。

考虑到M时内存中数据块的”搬家”耗时非常短暂,可以省略,因此可以近世的认为:max(C,T)。 [/v_act]

试说明收容输入工作缓冲区和提取输出工作缓冲区的工作情况?

[v_act]收容输入工作缓冲区和提取输出工作缓冲区的工作情况如下:

1、当需要输入数据时,调用GetBuf(emq)过程从空闲队列上摘下一个空缓冲区,作为收容输入工作缓冲区hin,输入的数据被装入hin中,装满hin后,调用GetBuf(inq,hin)过程将hin挂入输入队列inq中。

2、当需要输出数据时,调用GetBuf(outq)过程从输出队列上摘下一个装满数据的缓冲区,作为提取输出工作缓冲区sout,将sout中的数据提取输出,sout的数据提取完毕后,调用PetBuf(emq, sout)过程将sout挂入空闲队列中。 [/v_act]

简述设备驱动程序通常要完成哪些工作?

[v_act]1、将抽象要求转化为具体要求

2、检查I/O请求的合法性

3、读出和检查设备的状态

4、传送必要的参数

5、工作方式的设置

6、启动I/O设备 [/v_act]

简述计算机系统的中断机制及其作用。

[v_act]中断机制包括硬件的中断装置和操作系统的中断处理服务程序。

中断装置由一些特定的寄存器和控制线路组成,中央处理器和外围设备等识别到的事件保存在特定的寄存器中,中央处理器每执行完一条指令,均由中断装置判别是否有事件发生。

若无事件发生,CPU继续执行;若有事件发生,则中断装置中断原占有CPU的程序的执行,让操作系统的处理事件服务程序占用CPU,对出现的事件进行处理,事件处理完后,再让原来的程序继续占用CPU执行。 [/v_act]

独占设备采用哪种分配方式?

[v_act]独占设备通常采用静态分配方式。

即在一个作业执行前,将作业要使用的这类设备分配给作业,在作业执行期间均归该作业占用,直到作业执行结束才归还。 [/v_act]

磁盘移臂调度的目的是什么?常用移臂调度算法有哪些?

[v_act] 磁盘移臂调度的目的是尽可能地减少输入输出操作中的寻找时间。

常用的移臂调度算法有:① 先来先服务算法② 最短寻找时间优先算法③ 电梯调度算法④ 单向扫描算法。 [/v_act]

共享设备允许多个作业同时使用,这里的”同时使用”的含义是什么?

[v_act] “同时使用”的含义是多个作业可以交替地启动共享设备,在某一时刻仍只有一个作业占有。 [/v_act]

存储型设备和输入输出型设备的输入输出操作的信息传输单位有何不同?

[v_act]存储型设备输入输出操作的信息传输单位是”块”,而输入输出型设备输入输出操作的信息传输单位是”字符”。 [/v_act]

简述通道控制的设备采用何种连接方式?其优点是什么?

[v_act]一般设备的连续采用交*连接,其好处是:

1、提高系统的可*性:当某条通路因控制器或通道故障而断开时,可使用其他通路。

2、提高设备的并行性:对于同一个设备,当与它相连的某一条通路中的控制器或通道被占用时,可以选择另一条空闲通路,减少了设备因等待通路所需要花费的时间。 [/v_act]

简述通道及通道控制结构。

[v_act]通道是一个用来控制外部设备工作的硬件机构,相当于一个功能简单的处理机。

在一般大型计算机系统中,主机对外部设备的控制可以分成三个层次来实现,即通道、控制器和设备。

一旦CPU发出启动通道的指令,通道就可以独立于CPU工作。

通道控制控制器工作,控制器用来控制设备的电路部分。

这样,一个通道可以连接多个控制器,而一个控制器又可以连接若干台同类型的外部设备。

最终,设备在控制器控制下执行操作。 [/v_act]

外部设备的输入、输出方式有哪些?

[v_act]主要有以下四种:1、循环测试I/O方式;2、中断处理方式;3、直接内存存取(DMA)方式;4、通道方式[/v_act]

在某分页系统中,测得CPU和磁盘的利用率如下,试指出每种情况下的问题和措施。
(1)CPU的利用率为15%,磁盘利用率为95%。
(2)CPU的利用率为88%,磁盘利用率为3%。
(3)CPU的利用率为13%,磁盘利用率为5%。

[v_act]在某分页虚存系统中,在题中的CPU和磁盘的利用率的情况下,出现的问题和应采取的措施如下:

1、可能已出现了抖动现象,应减少系统的进程数。

2、系统比较正常,可考虑适当增加进程数以提高资源利用率。

3、CPU和磁盘的利用率都较低,必须增加并发进程数。 [/v_act]

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