操作系统第五章复习.ppt

1、第五章 设备管理,一、 I/O系统 (1) I/O设备 (2) I/O控制器 组成 (3) I/O通道 定义 (4) 四总线结构的瓶颈问题,二、I/O控制方式,程序I/O方式 中断驱动方式 DMA方式 通道方式,I/O控制方式发展所贯穿的宗旨： 尽量减少主机对I/O控制的干预，把主机从繁杂的I/O事务中解脱出来。,三、缓冲管理,单缓冲 双缓冲 循环缓冲 缓冲池,缓冲引入的原因： 缓和设备速度不匹配；减少CPU的中断频率；提高CPU和设备的并行性。,处理一块数据的时间,组成和同步,四、设备分配,数据结构 DCT，COCT，CHCT，SDT 分配策略 设备独立性 分配过程 虚拟设备和SPOOLin

2、g技术 虚拟设备定义 SPOOLing的定义、组成、特点和实现虚拟的方法,磁盘的访问时间 寻道时间Ts 旋转延迟时间Tr 传输时间Tt 磁盘调度 FCFS SSTF SCAN(电梯) C-SCAN(循环电梯),五、磁盘存储器管理,典 型 习 题,1、重要概念：通道、虚拟设备 、设备独立性 、SPOOLing技术 2、假设磁盘有200个磁道，磁盘请求队列中是一些随机请求，它们按照到达的次序分别处于55、58、39、18、90、160、150、38、184号磁道上，当前磁头在100号磁道上，并向磁道号增加的方向上移动。请给出按FCFS、SSTF、SCAN和CSCAN算法进行磁盘调度时满足请求的次序

3、，并计算出它们的寻道长度。,3、设备分配时为什么应考虑安全性以及与设备的无关性？试给出一个检查系统安全性的算法。 4、移臂调度的目标是使磁盘的旋转周数最小，对吗？ 5、（ ）是操作系统中采用空间换时间的技术。 A. Spooling技术 B. 虚拟存储技术 C. 覆盖与交换技术 D. 通道技术 6、如果I/O设备与存储设备进行数据交换不经过CPU来完成，这种数据交换方式是( ) A 程序查询 B 中断方式 C DMA方式 D 无条件存取方式,C,A,7、 单处理机系统中，可并行的是（ ） 进程与进程 处理机与外设 处理机与通道 设备与设备 A 、和 B 、和 C 、 和 D 、 和 8、假定把

4、磁盘上一个数据块中信息输入到一单缓冲的时间T为100us，将缓冲区中数据传送到用户区的时间M为50us,而CPU对这一块数据进行计算的时间C为50us，这样，系统对每一块数据的处理时间为（ A ）；如果将单缓冲改为双缓冲，则系统对每一块数据的处理时间为( B )。 A,B：（1）50us;(2)100us;(3)150us;(4)200us;(5)250us。,3,2,D,9.在采用SPOOLing技术的系统中，用户作业的打印输出结果首先被送到 A）磁盘固定区域 B）内存固定区域 C）终端 D）打印机 10为实现CPU与外设并行工作，必须引入的基础硬件是 A)缓冲区 B)通道 C)时钟 D)相

5、联寄存器 11UNIX系统中，把输入输出设备看作是 A） 普通文件 B）目录文件 C）索引文件 D）特殊文件 12如果I/O所花费的时间比CPU处理时间短得多，则缓冲区 .最有效.几乎无效.均衡 A） 只有 B）只有 C）只有 D）都不是,13为了使多个进程能有效地同时处理输入/输出，最好使用（ ）结构的缓冲技术 A缓冲池 B闭缓冲区环 C 单缓冲区 D双缓冲区 14 操作系统中，（ ）是硬件机制 A通道技术 B缓冲池 CSPOOLING技术 D内存覆盖技术 15 在操作系统中，用户在使用I/O设备时，通常采用（ ） A物理设备名 B逻辑设备名 C虚拟设备名 D设备牌号,16、为了记录设备的分

6、配情况，操作系统应设置一张（ ）和三个控制表：设备控制表、（ ）、（ ）。 17、SPOOLing技术是利用程序模拟脱机输入输出的（ ）。由输入程序将作业执行中需访问数据预先读入到（ ）中，输出程序则负责将（ ）中信息在输出设备上输出。 18、虚拟设备是通过（ ）技术把（ ）设备变成若干用户（ ）的设备。,现在要顺序处理这些记录。假定磁盘转速为20ms/圈，处理程序每次从磁盘读出一个记录后要花5ms进行处理，若磁头现在正处于首个逻辑记录的始点位置。请问： 处理程序处理完这4个记录所花费的时间是多少? 按最优化分布重新安排这4个逻辑记录，写出记录的安排，并计算出所需要处理的时间。,19、假设有A

7、，B，C，D 4个记录存放在磁盘的某个磁道上，该磁道划分成4块，每块存放1个记录，其布局如下表所示：,答：磁盘旋转速度为20ms/周，磁道划分为4块，每块存放一个记录，所以读出一个记录要花5ms的时间。 优化前处理的总时间（5+5）+(5*4+5) +(5*4+5) +(5*4+5)=85 优化后记录的顺序为：A、C、B、D 优化后处理的总时间（5+5）+(5+5) +(5+5+5) +(5+5)=45,20、假设计算机系统采用CSCAN（循环扫描）磁盘调度策略，使用2KB的内存空间记录16384个磁盘块的空间状态 （1）请说明在上述条件下如何进行磁盘块空闲状态管理。 （2）设某单面磁盘旋转速

8、度为每分钟6000转。每个磁道有100个扇区，相临磁道间的平均移动时间为1ms.,若在某时刻，磁头位于100号磁道处，并沿着磁道号大的方向移动（如下图所示），磁道号请求队列为50，90，30，120。对请求队列中的每个磁道需读取1个随机分布的扇区，则读完这个扇区点共需要多少时间？ （要求给出计算过程）,解 答： （1）2KB = 2*1024*8bit = 16384bit。因此可以使用位图法进行磁盘块空闲状态管理，每1bit表示一个磁盘块是否空闲。 （2）每分钟6000转，转一圈的时间为0.01s（旋转延迟为0.010.5），通过一个扇区的时间为0.0001s。 根据CSCAN算法，被访问的磁道号顺序为100 120 3050 90。因此，