一、单项选择题
第6章 设 备 管 理 141
1. 缓冲技术中的缓冲池在________中。
A. 主存 B. 外存 C. ROM D. 寄存器
2. CPU输出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 C. 缓冲技术 ________。 A. 存储设备 C. 用户设备 A. 程序查询 C. DMA方式 结构。
A. JCB B. DCT C. COCT D. CHCT 6. ________用作连接大量的低速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 7. ________是直接存取的存储设备。
A. 磁盘 C. 打印机 A. 虚拟设备 C. 脱机设备 A. 从属关系 C. 共享属性
B. 磁带 D. 键盘显示终端 B. 独占设备 D. 块设备 B. 操作特性 D. 信息交换单位 B. 最佳适应 D. 首次适应
B. 系统设备 D. 虚拟设备
B. 通道技术 D. 虚存技术
3. 通过硬件和软件的功能扩充，把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
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________。
B. 中断方式
D. 无条件存取方式
5. 设备管理程序对设备的管理是借助一些数据结构来进行的，下面的________不属于设备管理数据
8. 操作系统中的SPOOLING技术，实质是将________转化为共享设备的技术。
9. 按________分类可将设备分为块设备和字符设备。
10. ________算法是设备分配常用的一种算法。
A. 短作业优先 C. 先来先服务 11. 通道是一种________。
A. I/O端口 C. I/O专用处理器 二、填空题
1. 设备管理中采用的数据结构有 ①设备控制表 、 ②控制器控制表 、 ③通道控制表 、 ④系统设备表 等四种。
2. 从资源管理（分配）的角度出发，I/O设备可分为 ① 、 ② 和 ③ 三种类型。
B. 数据通道
D. 软件工具
142 操作系统习题与解析
3. 常用的I/O控制方式有程序直接控制方式、中断控制方式、 ①DMA 和 ②通道 。 4. 设备分配中的安全性是指________。 5. 通道所执行的程序称为__通道程序______。
6. 实现SPOOLING系统时，必须在磁盘上开辟出称为 ①输入井 和 ②输出井 的专门区域以存
放作业信息和作业执行结果。
7. 磁带是一种 ①顺序存储 的设备。它最适合的存取方法是 ②顺序存取 。 8. 磁盘是一种 ①随机 存取设备，磁盘在转动时经过读/写磁头所形成的圆形轨迹称为
② 磁道 。
9. __最短寻道时间优先______算法选择与当前磁头所在磁道距离最近的请求作为下一次服务的对象。 10. 访问磁盘时间由三部分组成，即 ①寻道时间 、 ②旋转延迟 和 ③数据传输时间 。
解 析 题
1. 假脱机系统的基本工作原理是什么？
解：假脱机技术主要由输入程序模块和输出程序模块所组成，系统分别为之创建输入进程和输出进程，它们的优先级高于一般用户进程。输入进程负责通过通道将信息从输入设备送到盘区的输入井中，输出进程负责通过通道将信息从盘区的输出井送到输出设备。主机仅和快速存储设备磁盘中的输入井和输出井交换信息，大大提高了信息处理的速率。
2. 简述设备分配的过程。
解：设备分配程序要用到系统设备表、设备控制表、控制器控制表和通道控制表。设备分配时要考虑到设备的固有属性、分配的算法、防止死锁以及用户程序与实际使用的物理设备无关等特性。设备分配的过程主要是：
（1）从系统设备表SDT中找到需要的物理设备的设备控制表DCT；
（2）若设备闲，则分配，然后从设备控制表DCT中找到控制器控制表指针所指出的控制器控制表
COCT；
（3）若控制器闲，则分配，然后从控制器控制表COCT中找到通道控制表指针所指出的通道控制表
CHCT；
（4）根据通道控制表CHCT中的状态信息来判断是否可以启动I/O设备传送信息，若闲则可以，若
忙则把该进程插入到等待通道的队列中去。 3. 有几种I/O控制方式?各有何特点?
解：I/O控制方式有四种，即程序直接控制方式、中断控制方式、DMA方式和通道控制方式。 · 程序直接控制方式 优点是控制简单，也不需要多少硬件支持。但CPU和外设只能串行工作，
且CPU的大部分时间处于循环测试状态，使CPU的利用率大大降低；CPU在一段时间内只能和一台外设交换数据信息，从而不能实现设备之间的并行工作；由于程序直接控制方式依靠测试设备状态标志来控制数据传送，因此，无法发现和处理因设备或其他硬件所产生的错误。所
第6章 设 备 管 理 143
以，程序直接控制方式只适用于那些CPU执行速度较慢且外设较少的系统。
· 中断控制方式 优点是能实现CPU与设备以及设备与设备间的并行操作，CPU的利用率较程序
直接控制方式大大提高。但由于I/O控制器的数据缓冲寄存器装满数据后将会发出中断且数据缓冲寄存器通常较小，因此在一次数据传送过程中发生中断次数较多而耗去大量CPU时间；如果系统中配置的外设数目较多，且都以中断方式进行并行操作，则可能耗去大量CPU时间或因CPU来不及处理而造成数据丢失。
· DMA方式 与中断方式相比，DMA方式是在一批数据传送完成后中断CPU，从而大大减少了
CPU进行中断处理的次数，且DMA方式下的数据传送是在DMA控制器控制下完成的。但DMA方式仍有一定的局限，如对外设的管理和某些操作仍由CPU控制，多个DMA控制器的使用也不经济。
· 通道控制方式 通道是一个专管输入/输出控制的处理机。在通道控制方式下，CPU只需发出I/O
指令，通道就能完成相应的I/O操作，并在操作结束时向CPU发出中断信号；同时一个通道还能控制多台外设。但是，通道价格较高，从经济的角度出发不宜过多使用。
4. 有如下请求磁盘服务的队列，要访问的磁道分别是98、183、37、122、14、124、65、67。 现在磁头在53道上，若按最短寻道时间优先法，磁头的移动道数是多少？
解：最短寻道时间优先法总是让查找时间最短的那个请求先执行，而不考虑请求访问者到来的先后时间。即靠近当前移动臂位置的请求访问者将优先执行。当前磁头在53道上，则总的移动道为：
12+2+30+23+84+24+2+59=236
5. 信息在外存空间的排列方式也会影响存取等待时间。考虑几个逻辑记录A、B、C、…、J，它们被存放于磁盘上，每个磁道存放10个记录，安排如下：
物理块 逻辑记录 1 A 2 B 3 C 4 D 5 E 6 F 7 G 8 H 9 I 10 J 假定要经常顺序处理这些记录，旋转速度为20ms/转，处理程序读出每个记录后花4ms进行处理，试问：
（1）处理的总时间为多少？
（2）考虑对信息的分布进行优化，信息分布优化后，处理的总时间为多少？
物理块 逻辑记录 1 A 2 H 3 E 4 B 5 I 6 F 7 C 8 J 9 G 10 D 解：在本题中，设备旋转速度为20ms/转，每道存放10个记录，因此读出1个记录的时间是： 20/10=2ms
（1）对于第一种记录分布情况，读出并处理记录A需要6ms，则此时读写头已转到了记录D的开
始处，因此为了读出记录B，必须再转一圈少两个记录（从记录D到记录B）。后续8个记录的读取及处理与此相同，但最后一个记录的读取与处理只需6ms。于是，处理10个记录的总时间为：
144 操作系统习题与解析
9×(2＋４＋16)＋(2＋4)=204ms
（2）对于第二种记录分布情况，读出并处理记录A后，读写头刚好转到记录B的开始处，因此立
即就可读出并处理，后续记录的读取与处理情况相同。故处理10个记录的总时间为： 10×（2＋4）=60ms ·