设备管理例题.ppt

《设备管理例题.ppt》由会员分享，可在线阅读，更多相关《设备管理例题.ppt（20页珍藏版）》请在淘文阁 - 分享文档赚钱的网站上搜索。

1、2023/1/232023/1/231 1设备管理例题2023/1/232023/1/232 2一、名词解释虚设备技术 通道 缓冲技术 磁盘调度 缓冲技术 设备驱动程序 。2023/1/232023/1/233 3二、单项选择题1，下面说法中正确的是：CA，文件管理和设备管理是操作系统中两个完全独立的功能，二者无关；B，设备管理与文件系统密切相关，文件管理是设备管理和的基础，设备管理必须依赖文件管理才能最终完成相应的功能；C，文件系统为用户提供按名存取服务，实现逻辑文件与物理文件之间的映射，而文件信息的存取是由设备管理部分完成的；D，设备管理是文件系统的基础，文件管理是设备管理的一部分。2，通

2、过硬件和软件的功能扩充，把原来的独占设备改造成若干个用户共享的设备，这种设备称为（C）A，存储设备B，系统设备C，虚拟设备D，用户设备。2023/1/232023/1/234 43 3，通道又称，通道又称I/OI/O处理机，它用于实现（处理机，它用于实现（A A）之间的信息传输。）之间的信息传输。A A，主存与外设主存与外设 B B，CPUCPU与外设与外设 C C，主存与外存，主存与外存 D D，用户设备，用户设备4 4，CPUCPU输输出出数数据据的的速速度度远远远远高高于于打打印印机机的的打打印印速速度度，为为解解决决这这一矛盾，采用一矛盾，采用(C C)A A，并行技术，并行技术 B

3、B，通道技术，通道技术 C C，缓冲技术，缓冲技术 D D，虚存技术，虚存技术5 5，在磁盘上确定分块所在位置必须给出的参数依次是（，在磁盘上确定分块所在位置必须给出的参数依次是（D D）A A，扇区号、磁道号、盘面号扇区号、磁道号、盘面号B B，盘面号、磁道号、扇区号盘面号、磁道号、扇区号C C，扇区号、磁道号、柱面号扇区号、磁道号、柱面号D D，柱面号、磁头号、扇区号柱面号、磁头号、扇区号6 6，采用，采用SPOOLingSPOOLing技术的系统中，用户的打印首先被送到（技术的系统中，用户的打印首先被送到（B B）A A，打印机，打印机 B B，磁盘固定区域，磁盘固定区域 C C，内存固

4、定区域，内存固定区域 D D，终端，终端 2023/1/232023/1/235 57 7，缓冲技术中的缓冲池在，缓冲技术中的缓冲池在(A)(A)A A，主存主存 B B，外存外存 C C，ROMROM D D，寄存器，寄存器8 8，为为了了使使多多个个进进程程能能有有效效地地同同时时处处理理输输入入和和输输出出,最最好使用好使用(A)(A)结构的缓冲技术结构的缓冲技术A A，缓缓冲冲池池 B B，闭闭缓缓冲冲区区环环 C C，单单缓缓冲冲区区 D D，双双缓冲区缓冲区9 9，如如果果I/OI/O设设备备与与存存储储设设备备进进行行数数据据交交换换不不经经过过CPUCPU来完成来完成,这种数据

5、交换方式是这种数据交换方式是(C)(C)A A，程序查询程序查询B B，中断方式中断方式C C，DMADMA方式方式D D，无条件存区方式无条件存区方式1010，设设备备管管理理程程序序对对设设备备的的管管理理是是借借助助一一些些数数据据结结构构来进行的来进行的,下面的下面的(A)(A)不属于设备管理数据结构不属于设备管理数据结构A A，JCB BJCB B，DCT CDCT C，COCT DCOCT D，CHCTCHCT2023/1/232023/1/236 61111，(B)(B)用作连接大量的低速或中速用作连接大量的低速或中速I/OI/O设备设备A A，数据选择通道数据选择通道 B B，

6、字节多路通道字节多路通道 C C，数据多路通道，数据多路通道 1212，(A)(A)是操作系统中采用的以空间换取时间的技术技术是操作系统中采用的以空间换取时间的技术技术 A A，SPOOLINGSPOOLING B B，虚拟存储技术，虚拟存储技术 C C，覆盖与交换技术，覆盖与交换技术 D D，通道技术，通道技术1313，以下叙述中正确的为，以下叙述中正确的为(C)(C)A A，在现代计算机中在现代计算机中,只有只有I/OI/O设备才是有效的中断源设备才是有效的中断源B B，在中断处理过程中必须屏蔽中断在中断处理过程中必须屏蔽中断 C C，同一用户所使用的同一用户所使用的I/OI/O设备也可能

7、并行工作设备也可能并行工作 D,SPOOLINGD,SPOOLING是脱机是脱机I/OI/O系统系统1414，将将系系统统中中的的每每一一台台设设备备按按某某种种原原则则进进行行统统一一的的编编号号,这这些些编编号作为区分硬件和识别设备的代号号作为区分硬件和识别设备的代号,该编号称为设备的该编号称为设备的(A)(A)A A，绝对号，绝对号 B B，相对号，相对号 C C，类型号，类型号 D D，符号名，符号名2023/1/232023/1/237 7三、填空题1，现代计算机系统中配置了大量外围设备，这些外围设备可以分成两大类：一类是(存储设备)，如磁带机、磁盘机等；另一类是(输入/输出设备)，

8、如显示器、键盘、打印机2，DMA是指允许外部设备与主存储器之间直接交换数据的设备，在DMA中必须设置地址寄存器和数据寄存器，前者用于存放(内存地址)，后者用于(暂存数据)3，设备驱动程序与I/O设备的特性密切相关，如果计算机中配置有一个光盘、一个1.44MB的软盘及一个20GB的硬盘，此时应为它们配置(三)种外存设备驱动程序。如果系统中连接有四个相同的终端设备，此时应为它们配置(一)个终端设备驱动程序。2023/1/232023/1/238 84，现代计算机采用自成独立系统的通道结构，主存储器与外围设备之间传送信息的输入输出操作由通道（又可称为I/O处理机）完成，从而系统获得中央处理器与外围设

9、备之间并行工作的能力。5.设备分配应保证设备有(高的利用率)和避免(死锁问题)6通道是一个独立于(CPU)的专管(输入输出的处理机),它控制（外设或外存)与内存之间的信息交换7发生中断时,刚执行完的那条指令所在的单元号称为断点,断点的逻辑后继指令的单元号称为(恢复点)8磁带是一种(顺序存取)的设备,它最适合的存取方式是(顺序存取)9设备管理中采用的数据结构有(系统设备表),(设备控制表),(控制器控制表),(通道控制表)2023/1/232023/1/239 91，设备管理的目标是什么？设备管理的基本功能是什么？为完成这些基本功能，设备管理软件应由哪些程序组成？答：设备管理的设计目标是：A，方

10、便性：向用户提供方便的设备使用接口；B，并行性：设备传输与CPU重叠，各设备之间并行工作；C，均衡性：既要使设备忙碌，又要避免忙闲不均；D，独立性：又称与设备无关性，它是隐蔽设备的物理特性。设备管理的基本功能是：动态地掌握并记录设备的状态；按照设备的类型和系统中所采用的分配算法，决定把某一个设备分配给要求该设备的进程；完成实际的I/O操作。为完成上述功能，设备管理软件应包括I/O交通管制程序、I/O调度程序（即设备分配程序）、I/O设备处理程序。2023/1/232023/1/2310101，I/O控制方式有哪几种？试比较它们各自的优缺点。答：常见的I/O控制方式有程序直接控制方式、中断控制方

11、式、直接内存访问方式（DMA）和通道控制方式。程序直接控制方式管理简单、价格低廉，但要使主机等待I/O设备，且设备与CPU、设备与设备只能串行工作。中断控制方式在某种程度上使CPU摆脱了等待I/O设备的空转现象，主机和外设可以并行工作，提高了主机的利用率，但由于中断次数多，每次中断都要作现场保护和恢复工作，系统开销较大，仍要占用较多的CPU时间，而且快速的I/O设备要求中断响应要足够快，否则会造成数据丢失。DMA方式和通道方式都较好地解决了上述问题，从而大减少了CPU的负担。DMA方式与通道控制方式相比，在灵活性和功能方面仍存在一定的局限性，DMA方式要求CPU执行设备驱动程序启动设备，给出存

12、放数据的起始地址以及操作方式和传送字节长度等，而且一个DMA控制器只能控制一个设备。2023/1/232023/1/2311111，设备分配策略与哪些因素有关？答：设备分配策略与下列因素有关：A，I/O设备的因有属性：对于独占设备、共享设备、虚拟设备等通常采用相应的分配算法；B，设备分配算法：常见的有先来先服务算法、优先级高者优先算法；C，设备分配的安全性：避免死锁的产生；设备独立性：是指应用程序使用的逻辑设备独立于系统实际配置的物理设备。1，实现虚拟设备的主要条件是什么？答：实现虚拟设备必须要有一定的硬件和软件条件为基础。硬件方面需大容量的磁盘、中断机构和通道装置，具有CPU与通道并行工作的

13、能力；软件方面应采用多道程序设计技术。2023/1/232023/1/231212思考题:1.如何将独占型输入设备改造成可共享使用的虚设备?2.在设备管理中,何谓设备独立性?如何实现设备独立性?3.何谓虚拟设备?请说明SPOOLING系统是如何实现虚拟设备的.2023/1/232023/1/231313四、应用题1、假定有一个具有200个磁道（编号为0199）的移动头磁盘，在完成了磁道125的请求后，当前正在磁道143处为一个请求服务。若请求队列以FIFO次序存放：86，147，91，177，94，150，102，175，130.对下列每一个磁盘调度算法，若要满足这些请求，则总的磁头移动次数是

14、多少?(1)FCFS(2)SSTF(3)SCAN(4)CSCAN解：计算可得各算法的磁头移动次数如下。(1)FCFS：565(2)SSTF：162(3)SCAN：125(4)CSCAN：169；2023/1/232023/1/2314142、磁盘请求以10，22，20，2，40，6，38柱面的次序到达磁盘驱动器。寻道时每个柱面移动需6ms，计算按以下算法调度时的寻道时间（起始移动向上，当前在20柱面）。（1）先来先服务（2）下一个最邻近柱面(3)电梯算法分析：解题方法为先计算出每种算法的柱面移动总量，因为每个柱面移动需要6ms，所以寻道时间=柱面移动总量6ms解：（1）先来先服务算法调度顺序为

15、：10，22，20，2，40，6，38，柱面移动总量为(20-10)+(22-10)+(22-20)+(20-2)+(40-2)+(40-6)+(38-6)=146，寻道时间为1466ms=876ms(2)下一个最邻近柱面即最短寻道优先，调度顺序为20，22，10，6，2，38，40柱面移动总量为60，寻道时间为606ms=360ms(3)电梯算法调度顺序为:20,22,38,40,10,6,2柱面移动总量为58，寻道时间为586ms=348ms 2023/1/232023/1/231515 设设有有一一长长度度为为L L个个字字节节的的文文件件存存放放到到磁磁带带上上，今今划划定定磁磁带带的

16、的物物理理块块长为长为B B。试问：。试问：（1 1）存放该文件需要多少个磁带块？存放该文件需要多少个磁带块？（2 2）若若启启动动一一次次磁磁带带机机可可交交换换8 8个个块块的的信信息息，则则读读/写写这这个个文文件件需执行多少次需执行多少次I/OI/O操作？操作？（3 3）若若干干启启动动一一次次磁磁带带机机可可交交换换8 8个个块块的的信信息息，为为满满足足读读/写写该该文件信息的需要，应当设置的主存缓冲区至少需多少个字节？文件信息的需要，应当设置的主存缓冲区至少需多少个字节？分分析析：由由于于磁磁带带的的物物理理块块长长为为B B，所所以以一一个个长长度度为为L L字字节节的的文文件

17、件存存放放到到磁磁带带上上需需要要L/BL/B（向向上上取取整整数数）个个磁磁带带块块。由由于于启启动动一一次次磁磁带带机机可可交交换换8 8个个块块的的信信息息，所所以以读读/写写这这个个文文件件共共需需执执行行 L/B/8L/B/8次次I/OI/O操操作作。为为满满足足读读/写写该该文文件件的的需需要要，应应设设置置的的内内存存缓缓冲冲区区至至少少应能放下应能放下8 8个块的信息，故至少需个块的信息，故至少需8B8B个字节。个字节。答：（答：（1 1）存放该文件需）存放该文件需L/BL/B（向上取整数）个磁带块。（向上取整数）个磁带块。（2 2）读）读/写这个文件共需执行写这个文件共需执行

18、 L/B/8L/B/8次次I/OI/O操作。操作。（3 3）应设置的内存缓冲区至少需）应设置的内存缓冲区至少需8B8B个字节。个字节。2023/1/232023/1/231616 在在某某多多道道程程序序系系统统中中,供供用用户户使使用用的的内内存存空空间间有有100K,100K,磁磁带带机机2 2台台,打打印印机机1 1台台.系系统统采采用用可可变变式式分分区区分分配配方方式式管管理理内内存存,对对磁磁带带机机和和打打印印机机采采用用静静态态分分配配方方式式,并并假假设设输输入入/输输出出操操作作的的时时间间忽忽略略不不计计.现有一作业序列如下表所示现有一作业序列如下表所示.作业号 到达时间

19、 要求计算时间 要求内存量 申请磁带机数 申请打印机数 18:00 25分钟 15K 1台 1台28:20 10分钟 30K -1台38:20 20分钟 60K 1台 -48:30 20分钟 20K 1台 -58:35 15分钟 10K 1台 1台假设作业调度采用先来先服务算法,优先分配内存的低地址区域且不准移动已在内存中的作业,在内存中的作业平分CPU时间,试问:(1)作业调度选中作业的次序是什么?(2)如果把一个作业的周转时间定义为到达系统至计算完成的时间,则最大和最小的作业周转时间是什么?(3)作业全部执行结束的时间是多少?2023/1/232023/1/231717分分析析:本本题题中

20、中,作作业业的的调调度度不不仅仅与与作作业业到到达达时时间间有有关关,而而且且与与系系统统中中的的资资源源分分配配情情况况有有关关.内内存存分分配配采采用用可可变变式式式式分分区区管管理理,要要求求先先分分配配地地址址低低端端且且不不能能移移动动已已存存放放在在内内存存中中的的作作业业,即即将将内内存存空空间间按按用用户户要要求求动动态态地地划划分分成成若若干干个个分分区区,每每次次分分配配内内存存空空间间时时总总是是从从某某个个满满足足空空间间要要求求的的空空闲闲分分区区中中划划分分出出与与作作业业大大小小相相同同的的一一部部分分.静静态态分分配配指指的的是是作作业业得得到到了了所所有有申申

21、请请的的外外设设后后才才能能进进入入主主存存运运行行 8:008:00时时,作作业业1 1到到达达,此此时时内内存存和和外外设设均均处处于于空空闲闲状状态态,且且作作业业1 1申申请请的的设设备备台台数数与内存均可满足与内存均可满足.8:208:20时时,作作业业2 2到到达达,由由于于作作业业2 2申申请请的的打打印印机机当当前前正正被被作作业业1 1使使用用,因因此此作作业业2 2只只能能等等待待.与与此此同同时时,作作业业3 3也也已已到到达达,它它只只申申请请1 1台台磁磁带带机机和和60K60K内内存存空空间间,系系统统能能满满足足它它的的要要求求,因因此此作作业业3 3进进入入内内

22、存存运运行行.此此时时作作业业1 1已已运运行行了了2020分分钟钟,它它还还需需要要运运行行5 5分分钟钟,但但这这时时内内存存中中已已有有两两道道作作业业,因因此此它它们们要要平平分分CPUCPU时时间间,既既作作业业1 1至至少还要运行少还要运行1010分钟才能运行完毕分钟才能运行完毕.8:308:30时时,作作业业1 1运运行行完完毕毕,释释放放了了它它所所占占用用的的磁磁带带机机和和打打印印机机,也也释释放放了了它它所所占占用用的的内内存存空空间间.此此时时系系统统中中有有1 1台台磁磁带带机机和和1 1台台打打印印机机空空闲闲,还还有有一一个个大大小小为为15K15K和和一一个个大

23、大小小为为25K25K的的空空闲闲分分区区.与与此此同同时时,作作业业4 4到到达达,它它与与正正在在等等待待的的作作业业2 2一一起起竞竞争争内内存存和和外外设设.因因作作业业2 2要要求求的的内内存存空空间间量量无无法法满满足足,因因此此作作业业2 2只只好好继继续续等等待待.作作业业4 4只只申申请请20K20K内内存存空空间间并并只只要要1 1台台磁磁带带机机,它它的的申申请请可可以以满满足足.此此时时,作作业业3 3已运行了已运行了5 5分钟分钟,还需要还需要1515分钟分钟,内存中有两道作业内存中有两道作业.2023/1/232023/1/2318188:358:35时时,作业到达

24、作业到达,这时没有空闲磁带机这时没有空闲磁带机,作业作业5 5等待等待9:009:00时时,作作业业3 3运运行行完完毕毕,释释放放了了它它所所占占用用的的1 1台台磁磁带带机机和和内内存存空空间间.此此时时系系统统中中有有1 1台台磁磁带带机机和和1 1台台打打印印机机,还还有有一一个个大大小小为为75K75K和和一一个个大大小小为为5K5K的的空空闲闲分分区区.因因作作业业2 2先先于于作作业业5 5到到达达,且且作作业业2 2的的申申请请资资源源能能够够得得到到满满足足,所所以以作作业业2 2被被调调入入内内存存,而作业而作业5 5继续等待继续等待.9:109:10时时,作作业业4 4运

25、运行行完完毕毕,释释放放了了它它所所占占用用的的磁磁带带机机和和内内存存空空间间.此此时时,系系统统中中有有2 2台台磁磁带带机机空空闲闲,还还有有一一个个大大小小为为70K70K的的空空闲闲分分区区.但但因因作作业业5 5申申请请1 1台台打打印印机机,它它只只好继续等待好继续等待.9:159:15时时,作作业业2 2运运行行完完毕毕,释释放放了了它它所所占占有有的的打打印印机机和和内内存存空空间间.作作业业5 5进进入入内内存存运运行行,它独自使用它独自使用CPU,15CPU,15分钟后分钟后,运行完毕运行完毕.由上述分析可知由上述分析可知:(1)(1)作业调度选中作业的次序是作业调度选中

26、作业的次序是1,3,4,2,51,3,4,2,5 (2)(2)作业作业1 1的周转时间是的周转时间是8:30-8:00=308:30-8:00=30分钟分钟 作业作业2 2的周转时间是的周转时间是9:15-8:20=559:15-8:20=55分钟分钟 作业作业3 3的周转时间是的周转时间是9:00-8:20=409:00-8:20=40分钟分钟 作业作业4 4的周转时间是的周转时间是9:10-8:30=409:10-8:30=40分钟分钟 作业作业5 5的周转时间是的周转时间是9:30-8:35=559:30-8:35=55分钟分钟 (3)(3)作业全部执行结束的时间是作业全部执行结束的时间

27、是9:309:302023/1/232023/1/2319191.1.若若磁磁盘盘的的每每个个磁磁盘盘分分成成九九段段，现现有有一一文文件件共共有有A,B,IA,B,I个个记记录录，每每个个记记录录的的大大小小与与段段的的长长度度相相当当，若若磁磁盘盘转转速速为为60006000转转/分分，每每读读出出一段后需要一段后需要2.5ms2.5ms的处理时间。若忽略其他辅助时间，试问：的处理时间。若忽略其他辅助时间，试问：1.1.如顺序存放这些记录时，读出该文件需多少时间；如顺序存放这些记录时，读出该文件需多少时间；2.2.采采用用一一合合适适的的磁磁盘盘调调度度算算法法，画画出出各各记记录录的的存

28、存放放位位置置，计计算算该该文文件件的的读出时间，并与（读出时间，并与（1 1）比较说明。）比较说明。2023/1/232023/1/232020答：根据题目给出的已知条件可得：答：根据题目给出的已知条件可得：磁盘转速：磁盘转速：60006000转转/60000ms=0.1/60000ms=0.1转转/ms;/ms;转一段需时间：（转一段需时间：（1/91/9）/0/0。1=10/9ms;1=10/9ms;读完后需处理时间为读完后需处理时间为2.5ms;2.5ms;最后一段不需处理时间；最后一段不需处理时间；假假定定读读文文件件从从A A段段开开始始，首首先先计计算算出出读读A,BA,B所所需

29、需的的时时间间，其其他他依依次次类类推推。A A段段被被读读出出后后，磁磁盘盘继继续续转转动动，因因此此当当A A处处理理完完后后，磁磁头头并并未未定定位位在在B B段段的的起起始始点点，需需将将磁磁盘盘转转到到B B段段的的起起始始点点开开始始读读起起；B B段段读读完完后后，出出现现同同样样情情况况，再再将将磁磁盘盘转至转至C C段起始点，开始读起，段起始点，开始读起，D,E,F,G,H,ID,E,F,G,H,I段同样处理。段同样处理。读读A A段段需需时时间间10/9ms10/9ms，处处理理A A的的2.52.5msms时时间间内内磁磁盘盘转转过过段段数数为为2.5/2.5/（10/9

30、10/9）=2.25=2.25段段，即即当当A A处处理理完完后后，磁磁头头定定位位在在D D段段1/41/4位位置置处处，若若要要顺顺次次读读取取B B段段，还还需需转转（6+3/46+3/4）段段，所所需需时时间间为为（10/910/9）*（6+3/46+3/4）ms=7.5msms=7.5ms,此此为为定定位位B B段段起起始始点点所所花花费费的的时时间间，同同理理，定定位位其其他他段段起起始始时时间间一一样样，共共计计8*7.5=60ms;8*7.5=60ms;加加上上读读出各段所花费时间为（出各段所花费时间为（10/9+2.510/9+2.5）*8+10/9=30ms;8+10/9=

31、30ms;则则60+30=9060+30=90将将上上述述情情况况改改进进，在在2.5ms2.5ms时时间间内内磁磁盘盘转转过过2.5/2.5/（10/910/9）=2.25=2.25段段，让让A,BA,B两两段段相相隔隔3 3段段，则则在在A A段段处处理理完完后后，只只需需经经过过3/43/4段段便便可可定定位位BB段段，故故定定位位B B段段所所花花费费时时间间为为（10/910/9）*（3/43/4）=5/6ms=5/6ms，定定位位时时间间总总计计为为8*5/6=20/3ms;8*5/6=20/3ms;加加上上读读各各段段花费的时间花费的时间30ms,30ms,故总时间为故总时间为36.736.7。