① 12 2 6 ② 5 3 2 ③ 16 8 7 ④ 6 4 1 ⑤ 16 7 3 ⑥ 12 5 6
4．若某磁盘的旋转速度为20毫秒／周，磁盘初始化时每个盘面分成10个扇区，扇区按磁盘旋转的反向编号，依次为0～9，现有10个逻辑记录R0，R1,…,R9，依次存放在0～9十个扇区上。处理程序要顺序处理这些记录，每读出一个记录后处理程序要花6毫秒进行处理，然后再顺序读下一个记录并处理，直到全部记录处理完毕，请回答：(1)顺序处理完这10个记录总共花费多少时间? (2)优化分布这些记录，使这10个记录的处理总时间最短，并算出优化分布时需花费的时间。
第六章设备管理 练习题参考答案 (一)单项选择题
1.B 2．D 3.B 4．A 5 D 6．C 7．B 8．C 9．A 10．B 11．C l 2．C 13．D 14．C 15．C 16．B (二)填空题
1设备管理部分 2．存储型设备，输入输出型设备 3．存储型设备 4．输入输出型设备 5．输入输出操作 6．块，字符 7．独占设备 8．共享设备 9．虚拟设备 10．绝对号 11．相对号 12．静态 13．绝对号，设备类，相对号 14．设备的独立性 15设备分配表 16．设备类表，设备表 17柱面号，磁头号，扇区号 18．寻找时间，延迟时间，磁盘上的位置 19．传送时间，硬件设计 20．磁道，柱面 21．移臂调度，旋转调度 22 先来先服务调度算法，电梯调度算法，单向扫描调度算法 23．寻找时间 24．最短寻找时间优先 25．柱面位置 26．延迟时间 27．旋转调度 28．优化分布 29．减轻用户负担 30．通道 31．独立，
输入输出处理机 32．通道命令 33．数据主存地址，传送字节数 34．数据传输类，设备控制类 35．通道地址字 36通道状态字 37．启动I／O阶段，结束处理阶段 38．设备处理的独立性 39．请求cPu进行干预，输入输出操作 40．通道程序完成 41．设备故障，操作异常结束 42．磁盘，通道，中央处理机与通道并行工作的能力 43．输入井，输出井 44．联机的外围设备同时操作，虚拟设备 45．井管理程序，缓输出程序 46．预输入程序 47．井管理读程序 48．井管理写程序 49．缓冲输出程序 50．作业表，作业状态 51．作业表，缓输出表 52．收容状态，完成状态 53收容状态 (三)简答题
1．存储型设备输入输出操作的信息传输单位是“块”，而输入输出型设备输入输出操作的信息传输单位是“字符”。
2．独占设备是指那些只能让一个作业独占使用的设备；共享设备是指允许多个作业同时使用的设备。
3．“同时使用”的含义是多个作业可以交替地启动共享设备，在某一时刻仍只有一个作业占有。
4．设备的绝对号是指计算机系统为每一台设备确定的编号，用以区分和识别设备；设备的相对号是指用户在程序中定义的设备编号。
5．用户程序中通常用“设备类、相对号”请求要使用的设备，即不具体指定要哪一台设备，而是提出要申请哪类设备多少台。采用这种方式使设备分配适应性好、灵活性强。否则若用绝对号来指定设备，如果这台设备已被占用或有故障时，该作业就暂时无法装入主存储器。 6．设备的独方性是指用户编制程序时使用的设备与实际使用哪台设备无关的特性。 7．独占设备通常采用静态分配方式，即在一个作业执行前，将作业要使用的这类设备分配给作业，在作业执行期间均归该作业占用，直到作业执行结束才归还。
8．寻找时间是指磁头在移动臂带动下移动到指定柱面所花的时间；延迟时间是指扇区旋转到磁头下所需的时间；传送时间是指由磁头进行读写完成信息传送的时间。
9．磁盘移臂调度的目的是尽可能地减少输入输出操作中的寻找时间。常用的移臂调度算法有先来先服务算法、最短寻找时间优先算法、电梯调度算法和单向扫描算法。
10．磁盘旋转调度的最终目标是减少输入输出的总时间，实现时应该优先选择延迟时间最
短的访问者去执行。比如说，如果若干等待访问者请求访问同一磁道上的不同扇区，或访问不同磁道上的不同编号的扇区，旋转调度总是让首先到达读写磁头位置下的扇区先进行传送操作；而对若干等待访问者请求访问不同磁道上具有相同编号的扇区、则旋转调度可任意选择一个读写磁头进行传送操作。
11．当有输入输出请求时，中央处理器先执行启动I／O指令，启动指定通道上的指定设备。当启动成功，通道按规定的要求通过设备控制器控制外围设备进行操作。这时中央处理器就可执行其他任务并与通道并行工作,直到输入输出操作完成，由通道发出操作结束的I／O中断时中央处理器才暂停当前的工作，转去处理I／O中断事件。
12．通道程序用一组通道命令来规定通道执行一次输入输出操作应做的工作。编制好的通道程序存放在主存储器中，为了使通道能取到通道命令并去执行，必须把存放通道的程序首地址告诉通道，这个存放通道程序首地址的主存固定单元就是通道地址字。通道在执行通道程序时把通道和设备执行操作的情况随时记录下来，汇集在通道状态字中。
13．该过程可分为三个阶段：准备阶段，即组织通道程序并把通道程序的首地址存入通道地址字中；启动I／O阶段，即用启动I／O指令启动通道工作，通道执行通道程序并把执行情况记录在通道状态字中；结束处理阶段，即完成输入输出操作后形成I／O中断，由操作系统做相应的处理。
14．I／O中断是使中央处理器和通道协调工作的一种手段，通道借助I／O中断请求中央处理器进行干预，中央处理器根据产生的I／O中断事件了解输入输出操作的执行情况。用户用访管指令请求启动外设，当cPu执行访管指令时产生一个自愿中断事件。
15.SPOOL系统由三部分程序组成：预输入程序、井管理程序和缓输出程序。预输入程序把作业流中的每个作业的初始信息传送到输入井中保存；井管理程序既负责从输入井中读出信息供用户使用，也负责把作业产生的结果保存到输出井中去；缓输出程序负责把输出井中的作业结果打印输出。
16．采用SPOOL系统极大地提高了独占设备的使用率，充分利用了系统的资源，提高了系统单位时间内处理作业的能力。 (四)计算题
1．(1)已知t＝8，s＝4，b＝1838，则D＝s×t＝4×8=32，M=[b／D]=[1838／32]=57，N＝b mod D＝1838 mod 32＝14，∴ 柱面号＝M＝57，磁头号＝[N／s]＝[14／4]＝3， 扇区号＝N mod s＝14 mod 4＝2
(2)已知s＝4，t＝8，i＝56，j＝7，k=3，则 记录号＝k+s×(j+i×t)＝3+4×(7+56×8)=1823 2．用图解法解此题。并分别按算法回答2个问题。
(1)先来先服务调度算法： 0 36 52 68 72 96 106 108 157 159 175 199 实际服务的次序： 68→96→175→52→157→36→159→106→108→72； ∵
(175-96)+(175-52)+(157-52)+(157-36)+(159-36)+(159-106)+(108-106)+(108-72)=642 ∴ 移动臂需移动642柱面的距离
(2)最短寻找时间优先调度算法： 0 36 52 68 72 96 106 108 157 159 175 199 实际服务的次序：68→96→106→108→72→52→36→157→159→175； ∵
(106-96)+(108-l06)+(108-72)+(72-52)+(52-36)+(157-36)+(159-l57)+(175-159)=223 ∴ 移动臂需移动223个柱面的距离
(3)电梯调度算法： 0 36 52 68 72 96 106 108 157 159 175 199
实际服务的次序：68→96→106→108→157→159→175→72→52→36； ∵
(106-96)+(108-l06)+(157-108)+(159-l57)+(175-159)+(175-72)+(72-52)+(52-36)=218 ∴ 移动臂需移动218个柱面的距离
(4)单向扫描调度算法： 0 36 52 68 72 96 106 108 157 159 175 199
实际服务的次序：68→96→106→108→157→159→175→199→0→36→52→72； ∵ (106-96)+(108-
l06)+(157-108)+(159-l57)+(175-159)+(199-175)+(36-0)+(52-36)+(72-52)=175 ∴除了移动臂由里向外返回所用的时间外，还需移动l 75个柱面的距离
3．针对本题分析各种移臂调度算法，发现以最短寻找时间调度算法最优，移动臂距离最短，也就是设访问的柱面次序为：16，12，6，5。其次，从旋转调度角度出发无法确定访问同一柱面上扇区时先响应哪个扇区更快，所以最省时间的响应次序有以下四种：3→5→1→6→4→2；3→5→6→1→4→2；5→3→1→6→4→2；5→3→6→1→4→2；
4．〔1)顺序存放：R0→R9；由20ms÷10＝2ms知，每读一个扇区花2ms，由2ms+6ms＝8ms知，读出并处理完R0后，读写磁头已在R4的位置，要读Rl记录，则要有14ms延迟时间。顺序处理完这十个记录需花费时间为：10×(2+6)+9×(2×7)＝926(ms)
(2) 优化分布：R0→R5→R3→R8→R1→R6→R4→R9→R2→R7，即得逻辑记录的最优分布。此时处理十个记录所花费的时间为：10×(2+6)＝80(ms)