计算机操作系统原理知识点第七章

1.I/O控制方式：（由简到繁，由低级到高级）

a)程序直接控制方式（查询方式）：是由用户进程直接控制内存和I/O设备之间的信

息传送。

b)中断控制方式：

c)DMA控制方式

d)通道控制方式

2.设备管理应具备一下功能

a)监视设备状态

一个计算机系统中存在许多设备，在系统运行期间他们完成各自的工作，处于

各种不同的状态。

b)设备分配与回收

按照设备的类型（独享、共享或是虚拟）和系统中所采用的分配算法，实施设

备分配，即决定把一个设备分给哪个请求该类设备的进程使用。

c)控制设备操作

用于控制设备操作的程序成为设备驱动程序。

d)缓冲区管理

Cpu的执行速度很高，而设备的速度相对比较低，为了缓解cpu和设备之间的

速度不匹配，是计算机系统中的各部分充分并行，系统中一般设置有缓冲区，

用来暂时存放数据。

3.缓冲技术

为了匹配设备与cpu之间的处理速度，减少数据传送过程的中断次数和cpu的中断处理时间，也为了解决DMA或通道方式的瓶颈问题，现代操作系统在设备管理中引入了用来暂存数据的缓冲技术，该技术的使用可明显的提高cpu和设备之间的并行程度，提高系统的处理能力和设备的利用率。

缓冲技术的基本思想：在cpu和设备之间建立缓冲区，用于暂存cpu额设备之间交换的数据，从而缓和cpu和设备速度不匹配所产生的矛盾。

缓冲技术包括：

a．输入缓冲，是指在用户进程需要数据之前，操作系统已经把数据从设备读入到操作系统缓存区中。

b．输出缓冲，是指操作系统先把输出的数据写入系统缓存区，当进程继续运行时，操作系统把数据送往设备输出。

4.Spooling概念

现代计算机系统支持多道程序执行，完全可以利用一组I/O程序模拟脱机I/O是外围控制机的功能，实现把低速输入设备上的数据传送到高速磁盘上，或者把数据从磁盘上传送到低速输出设备上。

这组I/O进程执行时，将设备启动起来后就放弃cpu使用权，让cpu转去执行使用其他程序；当被启动的设备完成一项I/O任务时，I/O进程再开始处理。

在主机的直接控制下，实现了上述脱机的外围输入、输出功能，且此时的外围操作与cpu处理的数据也是并发执行的，把这种在联机情况下实现的同时外围操作成为SPOOLing（假脱机操作）。

5.磁盘调度算法：

在一个磁盘请求列队中，请求分别设计的柱面顺序为；16,64,135,34,118,60,154,98，假设磁头臂当前位置在柱面50.

学后自测：P182

6.根据共享特性可将I/O设备分为几类？P158

a．独享设备。是不能同时公用的设备，在一段时间内只能由一个进程独占。

b．共享设备。允许多个进程同时使用，是一类操作速度较快的设备。

c．虚拟设备。为提高设备的利用率，系统通过SPOOLing技术将独享设备改造为可共享的设备。

7.简述设备管理软件的层次结构及各层的主要功能

通常设备管理软件从高到低课分为以下4个层次：

a、用户层I/O软件

功能：为用户程序提供了相应的库函数，便于用户进行系统调用。

b、与设备无关的I/O软件

功能：1、给I/O设备命名，提供对设备驱动程序的统一接口。

2、设备保护，检查用户是否有权访问申请的设备

3、数据块的分配，提供与设备无关的块大小。

4、数据缓冲

5、对独享设备的分配与释放

6、错误处理

c、设备驱动程序

其功能是从与设备无关的软件中接收抽象的请求并执行。主要包括以下几项：

1)将抽象要求转换为具体要求，检查I/O请求的合法性

2)读出和检查设备状态

3)传送必要的参数，设置工作方式

4)启动设备

d、中断处理程序

功能：处理中断信号和修改进程状态等

8.现有磁盘请求队列对应的煮面顺序为8,160,94,129,98,165,112,24，假设磁头当前所在的

位置为100号柱面，试写出用SSTF算法来处理的煮面访问顺序并计算移臂所经过的柱面数。

答：

所以柱面访问顺序：98,94,112，，129,160,165,24,8. 移臂所经过的柱面数为234