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1、第6章 设备管理,第6章 设备管理,1,6.1 基本知识结构图,第6章 设备管理,2,6.2 知识点,6.2.1 I/O系统组成,第6章 设备管理,3,I/O系统是计算机系统中完成数据输入、输出的子系统。它包括输入/输出设备、相应于各设备的设备控制器，在大、中型计算机中，还配置了I/O通道。,6.2.2 数据传输控制方式,第6章 设备管理,4,1. 程序直接控制方式 2. 中断控制方式 3. DMA方式 4. 通道控制方式,6,3. 中断响应 中断响应过程如下： （1）保护被中断进程的现场。 （2）分析中断原因，转入相应的中断处理子程序。 4. 中断处理 中断响应完成后，进入中断处理过程。,第
2、6章 设备管理,6.2.4 缓冲技术 1. 缓冲的引入 （1）减少读块设备的次数 （2）减少对CPU的中断次数，放宽对中断响应时间的限制。 （3）用于无法直接通信的设备间的中转站 （4）解决程序所请求的逻辑记录大小和设备的物理记录大小不匹配的问题。 （5）加快进程（作业）的推进速度,第6章 设备管理,7,2. 单缓冲 3. 双缓冲 4. 循环缓冲 5. 缓冲池,第6章 设备管理,8,6.2.5 设备分配,第6章 设备管理,9,6.2.6 Spooling系统,第6章 设备管理,10,6.2.7 I/O控制过程,（1）响应I/O请求，为在具体物理设备上进行I/O操作做准备。 （2）设备驱动，控制
3、设备完成I/O操作，对每类设备分别设置不同的设备驱动程序。 （3）中断处理，I/O操作完成之后，设备控制器向CPU发送中断信号，CPU响应后转向相应的中断处理程序进行善后处理。,第6章 设备管理,11,6.2.8 磁盘I/O,1. 磁盘存储格式 2. 磁盘I/O性能 3. 磁盘调度,第6章 设备管理,12,4. 磁盘高速缓存 在内存中开辟一个缓冲区用于接收从磁盘读取的数据，这个缓冲区称为磁盘高速缓存，缓冲区的大小与磁盘块相匹配。,第6章 设备管理,13,6.3.1 单项选择题 【例1】为实现CPU与外部设备并行工作，必须引入的基础硬件是 。 A缓冲区 B通道 C时钟 D相联寄存器,第6章 设备
4、管理,14,6.3 例题解析,【例2】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,第6章 设备管理,15,【例3】通道是一种 。 AI/O端口 B数据通道 CI/O专用处理器 D软件工具 4.在关于SPOOLING的叙述中，（）描述是不正确的。 SPOOLING系统中不需要独占设备 SPOOLING系统加快了作业的执行速度 SPOOLING系统使独占设备变成了共享设备 SPOOLING利用了处理器与通道并行工作的能力 5. 关于通道、设备控制器和设备之间的关系，下面哪些叙述是正确的（C）。 控制器和通道可以分别控制设备 控制器、通道
5、和设备可以并行工作 通道控制设备控制器，设备控制器控制设备进行工作 都不对,第6章 设备管理,16,1.3.2 填空题 【例1】从资源分配的角度看，可以把设备分为独占设备、共享设备和 ，打印机属于 设备，而磁盘机属于 设备。,第6章 设备管理,17,第6章 设备管理,18,【例2】主存储器与外围设备之间的信息传送操作称为 。 【例3】虚拟设备是通过 技术把 设备变成能为若干用户 的设备。复旦大学2003年试题,4.操作系统中采用（）技术可以实现以空间换取时间。 5.虚拟设备是指操作系统利用某种I/O技术，将某个（）设备改造为多个用可以同时共享的设备。 6.所谓（），是指能够控制一台或多台外围设
6、备与处理器并行工作，独立完成输入输出操作的I/O处理机。 7.独立于CPU的用来控制多台设备与主存之间进行信息交换的设备是（）。,第6章 设备管理,19,第6章 设备管理,20,【例8】设备分配中的安全性是指 。 【解答】设备分配中应保证不会引起进程死锁。 【例9】设备独立性是指 。 【解答】应用程序独立于具体使用的物理设备，或应用程序与具体使用的物理设备无关。,第6章 设备管理,21,1.为什么要在设备管理中引入缓冲技术？ 2.什么是虚拟设备？为什么操作系统中引入虚拟设备? 3.设备通常有哪几种分类方法？可以分为哪几种类型？ 4.分别解释什么是独享设备和共享设备。 5什么是设备独立性？为什么
7、要引入设备独立性？ 6什么是虚拟设备技术？,第6章 设备管理,22,1使用户所编制的程序与实际使用的物埋设备无关，这是由设备管理的 实现的。 A设备独立性 B设备分配 C缓冲管理 D虚拟设备 2设备的打开、关闭、读、写等操作是由 完成的。 A用户程序 B编译程序 C设备分配程序 D设备驱动程序 3引入缓冲技术的主要目的是 。 A改善用户编程环境 B提高CPU与设备之间的并行程度 C提高CPU的处理速度 D降低计算机的硬件成本,第6章 设备管理,23,4SPOOLNG技术可以实现设备的 分配。 A独占 B共享 C虚拟 D物理 5有关设备管理概念的下列叙述中， 是不正确的。 A通道是处理输入、输出
8、的软件 B所有外围设备的启动工作都由系统统一来做 C来自通道的I/O中断事件由设备管理负责处理 D编制好的通道程序是存放在主存储器中的,第6章 设备管理,24,6缓冲技术中的缓冲池在 中。 A主存 B外存 CROM D寄存器 7引入缓冲的主要目的是 。 A改善CPU和I/O设备之间速度不匹配的情况 B节省内存 C提高CPU的利用率 D提高I/O设备的效率,第6章 设备管理,25,8为了使多个进程有效地同时处理输入和输出，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 9通过硬件和软件的功能扩充，把原来独占的设备改造成为能为若干用户共享的设备，这种改造后的设备称为（
9、）。 A存储设备 B系统设备 C用户设备 D虚拟设备 10下列设备中，不应作为独占型设备的是 。 A打印机 B磁盘 C终端 D磁带,第6章 设备管理,26,11大多数低速设备都属于 设备。 A独占 B共享 C虚拟 DSpooling 12 用于连接大量的低速或中速I/O设备。 A数组选择通道 B字节多路通道 C数组多路通道,6.4.2 填空题 1常用设备分配技术有 、 、 。 2在具有通道的计算机系统中，设备分配程序在分配外部设备时，先分配 ，再分配 ，最后分配 。 3从一个计算机系统组织来看，在 和 部分形成了系统的两个速度瓶颈。 4设备分配应保证设备有高的利用率和避免 。,第6章 设备管理
10、,27,第6章 设备管理,28,5从设备分配的角度出发，I/O设备可分为 、 、 3种类型。 6虚拟设备技术的引入可有效地提高 设备的利用率。 7利用SPOOLNG技术可以将 设备改造成可共享的虚拟设备。 8实现Spooling系统时必须在磁盘上辟出称为 和 的专门区域，以存放作业信息和作业执行结果。 9按从属关系对I/O设备分类，可分为系统设备和 两类。,第6章 设备管理,29,10所谓通道是指 。,第6章 设备管理,30,11通道指专用于负责输入/输出工作的处理机，通道所执行的程序称为 。 12通道是一个独立于 而专门负责I/O的处理机，它控制 之间的信息交换。 13打印机是 设备，磁盘是 设备。,
