例题解析
本题的考核要点是设备分配原理。
当用户需要一台系统设备时，用户请求中给出一个逻辑设备名。据此，系统就在多台同类的物理设备中分配一台具体的物理设备。这样一来，就在逻辑设备与物理设备之间建立了一个映射。系统将这一映射保存在进程的PCB中。以后该进程需要利用设备进行I/O时，系统就查阅PCB，根据设备的映射关系去启动物理设备。
设备独立性的优点有：
? 方便用户编程。用户不必知道设备在系统中的标识。
? 便于程序移植。程序中使用的是逻辑设备，与具体的物理设备无关，因此便于移植到其他系统中。
? 资源利用率提高。如果一台设备忙或者有故障，可换另外一台。 ? 能适应多用户多进程的需要。 例6.20（问答题）用流程图描述设备中断的处理过程。
本题的考核要点是中断的处理。其处理过程可分为以下几步： ①．唤醒被阻塞的驱动程序进程。
②．保护被中断进程的CPU现场信息。
③．分析中断原因，转入相应的中断处理程序执行。
④．进行中断处理。对于输入设备中断处理来说，需要将读入的数据从缓冲区转到
用户区；对于输出设备来说，可将用户区中的下一批数据转到缓冲区。无论输入还是输出，都可重新启动外部设备进行下一次I/O，同时，还要将等待I/O的进程唤醒。
⑤．恢复被中断程序的现场。 流程图为：
例6.21（问答题）在一个CPU和输入设备I、输出设备O并行执行的系统中，设输入设备I和输出设备O的启动受CPU指令的控制，且输出设备O的启动还受输出缓冲
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0 6. 设备管理
是否装满输出数据的限制。只有装满输出数据，输出设备才能被启动。试描述中断处理方式下的CPU动作过程。
本题的考核要点是系统响应中断的处理过程。在一个多道程序运行环境中，当进程A正在使用CPU运行自己的程序且需要进行输入输出。系统一方面启动输入输出设备，令一方面系统需要选择另一个进程B使用CPU，该处理过程可见下图所示。
CPU的动作过程为：
①．当前进程A有输入输出请求时，CPU发出“启动外设”命令。
②．A被阻塞起来等待外设的输入输出操作完成，进程调度原语从就绪队列上选择
一个新的就绪进程B使用CPU。
③．当外设的输入输出完成后，I/O控制器向CPU发出中断信号（比如INTR）。 ④．CPU在收到中断信号之后，保护B的现场信息，转向预先设计好的中断处理
程序对数据传输的结果进行处理。
⑤．中断处理结束后，恢复B的现场信息，继续执行被中断的进程B。在以后的
进程调度中，只要选中了请求I/O的进程A，A才可以继续工作。
6.2 习题
一、选择最合适的答案
1．在下面的I/O控制方式中，需要CPU干预最少的方式是（ ）。 （A）程序I/O方式
（B）中断驱动I/O控制方式
（C）直接存储器访问DMA控制方式 （D）I/O通道控制方式
2．某操作系统中，采用中断驱动I/O控制方式，设中断时，CPU用1ms来处理中断请求，其它时间CPU完全用来计算，若系统时钟中断频率为100HZ，则，CPU的利用率为（ ）。
（A）60% （B）70% （C）80% （D）90%
3．下列哪一条不是磁盘设备的特点（ ）。 （A）传输速率较高，以数据块为传输单位 （B）一段时间内只允许一个用户（进程）访问 （C）I/O控制方式常采用DMA方式 （D）可以寻址，随机地读/写任意数据块
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习题
4．利用通道实现了（ ）之间数据的快速传输。
（A）CPU和外设 （B）内存和CPU （C）内存和外设 （D）外设和外设
5．假脱机技术中，对打印机的操作实际上是用对磁盘存储实现的，用以替代打印机的部分是指（ ）。
（A）共享设备 （B）独占设备 （C）虚拟设备 （D）物理设备
6．设从磁盘将一块数据传送到缓冲区所用时间为80μs，将缓冲区中数据传送到用户区所用时间为40μs，CPU处理数据所用时间为30μs，则处理该数据，采用单缓冲传送某磁盘数据，系统所用总时间为（ ）。
（A）120μs （B）110μs （C）150μs （D）70μs
7．对于速率为9.6KB/s的数据通信来说，如果说设置一个具有8位的缓冲寄存器，则CPU中断时间和响应时间大约分别为（ ）。
（A）0.8ms，0.8ms （B）8ms，1ms （C）0.8ms，0.1ms （D）0.1ms，0.1ms
8．在调试程序时，可以先把所有输出送屏幕显示而不必正式输出到打印设备，其运用了（ ）。
（A）SPOOLing技术 （B）I/O重定向 （C）共享技术 （D）缓冲技术
9．设备驱动程序是系统提供的一种通道程序，它专门用于在请求I/O的进程与设备控制器之间传输信息。下面的选项中不是设备驱动程序功能的是（ ）。
（A）检查用户I/O请求的合法性
（B）及时响应由控制器或通道发来的中断请求 （C）控制I/O设备的I/O操作
（D）了解I/O设备的状态，传送有关参数，设置设备的工作方式
10．下列关于通道、设备、设备控制器三者之间的关系叙述中正确的是（ ）。 （A）设备控制器和通道可以分别控制设备 （B）设备控制器控制通道和设备一起工作
（C）通道控制设备控制器，设备控制器控制设备 （D）设备控制器控制通道，通道控制设备 二、选择所有正确的答案
1．下列哪一个选项是引入缓冲的原因（ ）。 （A）缓和CPU和I/O设备间速度不匹配的矛盾
（B）减少对CPU的中断频率，放宽对中断响应时间的限制 （C）减少CPU对I/O控制的干预
（D）提高CPU和I/O设备之间的并行性
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0 6. 设备管理
2．从设备分配的角度来看，设备分成（ ）。
A．独享设备 B.系统设备 C． 用户设备 D.共享设备 E．虚拟设备
3．在操作系统中，下列选项属于软件机制的是（ ）。
（A）缓冲池 （B）通道技术 （C）覆盖技术 （D）Spooling技术
4．下列哪种设备是从设备分配策略角度来说的（ ）。
（A）系统设备 （B）独享设备 （C）共享设备 （D）虚拟设备
5．下列关于通道、设备、设备控制器三者之间的关系叙述中正确的是（ ）。
（A）控制器和通道可以分别控制设备 （B）控制器、通道和设备一起工作
（C）通道控制设备控制器，设备控制器控制设备 （D）设备控制器控制通道，通道控制设备
6．在假脱机I/O技术中，对打印机的操作实际上是用对磁盘存储的访问。那么，用以替代打印机的部分通常称作（ ）。
（A）共享设备 （B）独占设备 （C）虚拟设备 （D）物理设备
7．下列存储设备中，适合作为共享设备的是（ ）。
（A）语音输入输出设备 （B）打印机 （C）鼠标 （D）磁盘
8．低速设备一般被设置成独占设备，可用作独占设备的有（ ）。
（A）软磁盘 （B）磁带机 （C）可擦写光驱 （D）磁鼓
9．系统中的通道数量较少，可能会产生“瓶颈”问题。（ ）不是解决此问题的有效方法
（A）在结构上增加一些连线，以增加数据传送通路 （B）在数据传输线路上多增设一些缓冲区 （C）提高CPU的速度 （D）采用虚拟设备技术
10．I/O系统硬件结构分为4级：1. 设备控制器 2. I/O设备 3. 计算机 4. I/O通道，按级别由高到低的顺序是（ ）。
（A）2-4-1-3 （B）3-1-4-2 （C）2-1-4-3 （D）3-4-1-2 三、判断正误，简要说明理由
1．操作系统采用缓冲技术的缓冲池主要是通过硬件来实现的。
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