7.4　自测练习

一、填空题

1.设备按信息交换单位可分为__和__两类。

2.主存储器与外围设备之间的信息传送操作称为__。

3.每一条通道指令称为__。

4.采用SPOOLing可将独占型设备改造为__。

5.大多数低速设备通常都属于__。

6.缓冲区的组织方式通常分为__、__和__。

7.UNIX系统将设备分为两类__和__。

8.在设备管理中，为实现设备无关性，必须在设备命名时引入设备的__和__。

9.设备管理中，引入缓冲机制的主要原因是为了：__、实现I/O设备之间的并行操作和有效减少I/O次数。

10.设备分配应保证设备有较高的利用率并避免__。

11.在UNIX系统中有3种写方式__，__和__。

12.__是指应用程序独立于具体使用的物理设备，即应用程序以逻辑设备名称来请求使用某类设备。

13.__又称为I/O处理机，它接收__的命令，但又独立于__。

14.SPOOLing系统是由磁盘中的__和__，内存中__和__以及__和__所构成。

15.进行设备分配时，所需数据表格主要有__、__、__和__等。

16.I/O设备同磁盘文件一样需要命名并按照__寻址。

17.通道按信息交换的方式可分为__、__和__3种方式。

18.对于存储型设备，I/O操作的信息传输单位是__。对输入输出型设备，输入输出操作的信息传输单位是__。

19.__是指每次只能供一个作业或进程执行期间单独使用的设备。如输入机、磁带机、打印机等。

20.__是指允许多个作业或进程在执行期间可以同时使用的设备。

21.通道用于控制外设与__之间的信息交换。

22.数组多路通道以__方式执行多个通道程序，每执行一个通道程序中的一条通道指令，就转去执行另一个通道程序。

23.虚拟设备是通过__技术将__设备变成能为若干用户__的设备。

24.字节多路通道以__为单位传输数据，它可以分时地执行多个通道程序。

25.总线结构中通常采用的I/O方式有__和__两种。其中，前者又叫__，后者又叫__。

二、单项选择题

1.下列设备中__属于共享设备。

A.磁带机

B.打印机

C.绘图仪

D.CD-ROM

2.引入缓冲的主要目的是__。

A.提高I/O设备的效率

B.提高CPU的利用率

C.节省内存

D.改善CPU和I/O设备之间速度不匹配的情况3.通道是一种__。

A.传输信息的电子线路

B.专用处理器

C.保存I/O信息的部件

D.通用处理器

4.为了使多个进程能有效地同时处理输入和输出，最好使用__结构的缓冲技术。

A.闭缓冲区环

B.缓冲池

C.单缓冲区

D.双缓冲区

5.__用做连接大量的低速或中速I/O设备。

A.数据选择通道

B.字节多路通道

C.数据多路通道

D.字节多路选择通道

6.大多数低速设备都属于__设备。

A.SPOOLing

B.共享

C.虚拟

D.独享

7.虚拟设备是指__。

A.允许用户使用比系统中具有的物理设备更多的设备

B.允许用户以标准方式来使用物理设备

C.把一个物理设备变换成多个对应的逻辑设备

D.允许用户程序不必全部装入主存，便可使用系统中的设备

8.CPU对存储器或I/O端口完成一次读写操作所需的时间为一个__。

A.指令周期

B.总线周期

C.时钟周期

D.机器周期

9.下列算法__是进行设备分配常采用的算法之一。

A.短作业优先

B.首次适应

C.先来先服务

D.最佳适应

10.SPOOLing系统提高了__的利用率。

A.独占设备

B.共享设备

C.文件

D.主存储器

11.下列设备中__属于块设备。

A.键盘

B.U盘

C.鼠标

D.打印机网络接口

12.下列算法中，用于磁盘移臂调度的是__。

A.时间片调度法

B.LRU算法

C.最短寻道时间优先算法

D.优先级高者优先算法

13.按__分类，将设备分为块设备和字符设备。

A.共享特性

B.操作特性

C.从属关系

D.信息交换单位

14.__是操作系统中采用的以空间换时间的技术。

A.SPOOLing技术

B.缓冲技术

C.覆盖技术

D.虚拟存储技术

15.CPU输出数据的速度远远高于打印机的打印速度，为解决这一矛盾，可采用__。

A.并行技术

B.通道技术

C.缓冲技术

D.虚存技术

16.在SPOOLing系统中，用户进程实际分配到的是__。

A.一块内存区，即虚拟设备

B.共享设备的一部分存储区

C.用户所要求的外设

D.虚拟设备的一部分空间

17.当系统中的通道数量较少时，可能会产生瓶颈现象，导致整个系统吞吐量的下降。下面__不是解决此问题的有效方法。

A.增加一些硬件缓冲区

B.采用虚拟设备技术

C.提高CPU的速度

D.增加设备与通道之间的通路

18.下列关于设备驱动程序特点的说法，不正确的是__。

A.驱动程序是由高级程序设计语言编写的

B.设备驱动程序是控制设备动作（如设备的打开、关闭、读、写等）的核心模块，用来控制设备上数据的传输

C.驱动程序与设备控制器和I/O设备的硬件特性紧密相关，因而对不同类型的设备应配置不同的驱动程序

D.驱动程序与I/O设备所采用的I/O控制方式紧密相关

19.以下__的工作与具体设备有关。

A.分配和释放独占设备

B.设备调度

C.输入输出数据的编码转换处理

D.系统为文件分配磁盘块时查找空闲块

20.__与设备独立性密切相关。

A.设备的统一命名

B.中断处理

C.死锁避免

D.设备驱动程序

21.在设计I/O软件时要考虑的一个关键概念是__。

A.DMA

B.设备独立性

C.中断

D.通道

22.用户程序通过__向操作系统提出使用外部设备的要求。

A.原语

B.I/O指令

C.系统调用

D.I/O中断

23.CPU对通道的请求形式是__。

A.中断

B.自陷

C.转移指令

D.通道命令

24.CPU处理数据的速度远远高于打印机的打印速度，为了解决这一矛盾，可采用__。

A.并行技术

B.虚存技术

C.缓冲技术

D.通道技术

25.UNIX系统中，把输入、输出设备看做__。

A.普通文件

B.特殊文件

C.目录文件

D.索引文件

26.系统利用SPOOLing技术实现__。

A.系统调用

B.虚拟存储

C.对换手段

D.虚拟设备

27.缓冲技术的缓冲池在__中。

A.主存

B.外存

C.ROM

D.寄存器

28.CPU与通道可以并行执行，并通过__实现彼此间的通信和同步。

A.I/O指令

B.I/O中断

C.原语

D.I/O指令和I/O中断

29.通过硬件和软件的功能扩充，将原来独立的设备改造成能为若干用户共享的设备，这种设备称为__。

A.存储设备

B.系统设备

C.用户设备

D.虚拟设备

30.下列__只在设备驱动程序层实现。

A.校验访问权限

B.调度I/O操作

C.检查请求信息是否在高速缓存中

D.处理一个设备中断

三、不定项选择题

1.磁盘调度算法中，__算法可能会随时改变磁头臂的运动方向。

A.电梯调度

B.先来先服务

C.扫描

D.单向扫描

E.最短寻道时间优先

2.下列有关设备管理概念的叙述中，__是不正确的。

A.通道是处理输入、输出的软件

B.所有外围设备的启动工作都由操作系统负责统一完成

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中的

E.由用户给出的设备编号是设备的绝对号

3.下列__属于I/O设备。

A.磁盘

B.时钟

C.鼠标

D.显示器

4.设备管理程序对设备的管理功能是借助一些数据结构来进行的，下面__不属于设备管理中的数据结构。

A.JCB

B.DCT

C.COCT

D.CHCT

E.PCB

5.以下关于SPOOLing的说法正确的是__。

A.SPOOLing系统是一种假脱机I/O系统

B.SPOOLing系统是对脱机输入、输出工作的模似

C.在SPOOLing系统中，同样需要记录进程的I/O请求并将设备合理分配给进程

D.SPOOLing技术就是用于将一台独占设备改造成共享设备的一种行之有效的技术

6.SPOOLing系统在工作过程中，会与下面操作系统组成部分中的__有关系。

A.内存管理

B.处理机管理

C.文件管理

D.设备管理

7.下面__是磁盘请求操作所需要的信息。

A.盘地址

B.传送长度

C.内存地址

D.调度算法

8.下面关于设备驱动程序的说法，正确的有__。

A.相当于硬件的接口，操作系统只能通过这个接口，才能控制硬件设备的工作

B.设备驱动程序用来将硬件本身的功能告诉操作系统，完成硬件设备电子信号与操作系统及软件的高级编程语言之间的互相翻译

C.Windows的驱动程序按照其提供的硬件支持可以分为：声卡驱动程序、显卡驱动程序、鼠标驱动程序、主板驱动程序、网络设备驱动程序、打印机驱动程序、扫描仪驱动程序、CPU驱动程序、内存驱动程序等

D.操作系统不同，硬件的驱动程序也不同，各个硬件厂商为了保证硬件的兼容性及增强硬件的功能会不断地升级驱动程序

9.__算法属于磁盘调度算法。

A.FCFS

B.SCAN

C.轮换法

D.SSTF

E.优先级法

10.如果有多个中断同时发生，系统将根据中断优先级响应优先级最高的中断请求。如要调整中断事件的响应次序，可以利用__。

A.中断向量

B.中断嵌套

C.中断响应

D.中断屏蔽

E.中断分级

11.__的工作与具体设备无关。

A.设备命名

B.读、写缓冲区

C.输入、输出数据的编码转换处理

D.系统为文件分配磁盘块时查找空闲块

E.设备保护

12.引入缓冲的目的是__。

A.为了匹配外设和CPU之间的处理速度

B.为了减少中断次数和CPU的中断处理时间

C.为了解决采用DMA控制方式或通道控制方式时产生的数据传输瓶颈问题

D.提高CPU和I/O设备的并行性

13.下面关于通道的说法正确的是__。

A.通道是一种专门负责I/O的处理器

B.通道通过通道程序，并与设备控制器一起共同实现对I/O设备的控制

C.通道和CPU共享主存

D.通道是一个独立于CPU的专管输入、输出的处理机

14.I/O端口编址方式有I/O端口方式与MMIO方式，下列关于这两种方式的说法，正确的是__。

A.I/O端口编址方式是独立编址，为每个设备分配一个I/O端口地址

B.两者主要的区别在于，前者不占用CPU的物理地址空间，而后者要占有

C.MMIO是将端口地址空间与存储器地址空间合二为一的一种编址方式

D.采用MMIO编址方式时，当给一个I/O端口分配一个内存地址后，存储器就不能再占用这个地址

15.设备分配需要考虑的主要因素有__。

A.设备的类型

B.设备分配算法

C.设备无关性

D.设备分配的安全性

四、是非题

1.（　）I/O缓冲是操作系统为提高CPU和I/O设备的并行性，而在磁盘上为进程开辟的区域。

2.（　）在采用DMA方式进行I/O操作时，只在传送一个或多个数据块的开始和结束时，才需要CPU干预。

3.（　）在磁盘访问时间中，寻道时间所占的比例是最小的。

4.（　）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中断方式。

5.（　）缓冲技术是借助外存储器的一部分作为缓冲池。

6.（　）按所属关系对I/O设备分类，可分为独享设备、共享设备和虚拟设备3种。

7.（　）UNIX系统中，把输入、输出设备看做特殊文件。

8.（　）在UNIX系统中，键盘、终端、打印机等以字符为单位组织和处理信息的设备，称为字符设备；而磁盘、磁带等以块为单位组织和处理信息的设备，称为块设备。

9.（　）字节多路通道主要用来连接大量的高速设备。

10.（　）通道是一种数据通道。

11.（　）通道没有自己的内存，它与CPU共享内存。

12.（　）为了防止进程对系统资源的无序竞争，所有设备必须由系统统一分配。

13.（　）设备控制器是I/O设备与内存之间的接口。

14.（　）在实现了设备独立性的系统中，I/O进程申请设备是以逻辑设备名来申请的。

15.（　）I/O空间是相对内存空间而言，CPU通过特定的I/O指令来访问这一空间中的地址单元。

五、综合题

1.设备管理的设计目标是什么？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？

2.实现虚拟设备的主要条件是什么？

3.何谓虚拟设备？请说明SPOOLing系统是如何实现虚拟设备的？

4.在设备管理方面，UNIX系统采用什么方法使读入内存的文件副本能为多个用户共享，避免重复调用和多占内存？

5.试述磁盘调度所采用的扫描算法（又称为电梯算法）的基本思想。

6.为什么要引入SPOOLing系统？SPOOLing能带来哪些好处？

7.用于设备分配的数据结构有哪些？它们之间的关系是什么？

8.设备分配策略与哪些因素有关？简述设备分配的过程。

9.简述UNIX操作系统盘块缓冲区分配的getblk（dev,blkno）的基本处理过程。

10.如何将独占型输入设备改造成共享使用的虚拟设备？

11.在设备管理中，何谓设备独立性？如何实现设备独立性？

12.打印机和磁盘在计算机系统中都属于共享资源，当它们被多个作业共享时，有什么不同？

13.启动磁盘执行一次I/O操作所花费的时间由哪几部分组成？

14.什么是磁盘的驱动调度？它包括哪两部分？

15.假定一磁盘有200个柱面，编号为0～199，在完成了磁道125处的请求后，当前正在磁道143处为一个请求服务。若请求队列的先后顺序为：86、147、91、177、94、150、102、175、130，分别采用FCFS（先来先服务）、SSTF（最短寻道时间优先）、SCAN（扫描）算法完成上述请求，给出磁头臂移动的顺序，并计算磁头臂移动总量。

16.UNIX系统每次进行磁盘读、写时，核心是否都要为之分配缓冲区？当需要分配缓冲区时，应从何处获得？

17.某系统有连到2个磁盘控制器上的4个磁盘驱动器，以及连到2个控制器控制的20个串行线上的20个终端。当一个磁盘正在处理一个命令时，磁盘控制器可以向另一个磁盘发出一个命令。但是，一次只允许一个磁盘在I/O操作。串行控制器可以处理所有与它连接的设备中同时传来的数据。所有的控制器都是用DMA，当磁盘的传输速率为480MB/s，终端传输速率为11MB/s，计算该系统的最大I/O传输速率是多少？

18.某磁盘有26 310个柱面，16个读写头，并且每个磁道有63个扇区。相邻磁道之间的寻道时间为1毫秒，磁盘以7200转/分钟的速度旋转。假设读写磁头当前位于0号磁道上，则读整个磁盘需要多长时间？

19.CPU与通道之间是如何相互配合工作的？

20.一个磁盘的转速为7200转/分钟，每个磁道有160个扇区，每个扇区大小为512B，那么在理想情况下，其数据传输率是多少？

21.现有含40个磁道的盘面，文件在磁盘上非连续存放，逻辑上相邻的数据块的平均距离为13个磁道，磁头从一个磁道移到另一个磁道需要6毫秒。已知每块的旋转延迟时间及传输时间分别为100毫秒、25毫秒，则：

1）读取一个100块的文件需要多少时间？

2）如果系统对磁盘进行了整理，让同一个磁盘块尽可能靠拢，从而使逻辑上相邻的数据块的平均距离降为2个磁道，这时读取一个100块的文件需要多少时间？

22.若干个等待访问磁盘的访问柱面为20、44、40、4、80、12、76，假设每移动一个柱面需要5毫秒，磁头臂当前位于第77号柱面，请按下列算法分别计算完成上述各次访问总共花费的寻道时间：1）先来先服务算法；2）最短寻道时间优先算法。