计算机操作系统原理知识点第七章

1.I/O控制方式：（由简到繁，由低级到高级）a)程序直接控制方式（查询方式）：是由用户进程直接控制内存和I/O设备之间的信息传送。b)中断控制方式：c)DMA控制方式d)通道控制方式2.设备管理应具备一下功能a)监视设备状态一个计算机系统中存在许多设备，在系统运行期间他们完成各自的工作，处于各种不同的状态。b)设备分配与回收按照设备的类型（独享、共享或是虚拟）和系统中所采用的分配算法，实施设备分配，即决定把一个设备分给哪个请求该类设备的进程使用。c)控制设备操作用于控制设备操作的程序成为设备驱动程序。d)缓冲区管理Cpu的执行速度很高，而设备的速度相对比较低，为了缓解cpu和设备之间的速度不匹配，是计算机系统中的各部分充分并行，系统中一般设置有缓冲区，用来暂时存放数据。3.缓冲技术为了匹配设备与cpu之间的处理速度，减少数据传送过程的中断次数和cpu的中断处理时间，也为了解决DMA或通道方式的瓶颈问题，现代操作系统在设备管理中引入了用来暂存数据的缓冲技术，该技术的使用可明显的提高cpu和设备之间的并行程度，提高系统的处理能力和设备的利用率。缓冲技术的基本思想：在cpu和设备之间建立缓冲区，用于暂存cpu额设备之间交换的数据，从而缓和cpu和设备速度不匹配所产生的矛盾。缓冲技术包括：a．输入缓冲，是指在用户进程需要数据之前，操作系统已经把数据从设备读入到操作系统缓存区中。b．输出缓冲，是指操作系统先把输出的数据写入系统缓存区，当进程继续运行时，操作系统把数据送往设备输出。4.Spooling概念现代计算机系统支持多道程序执行，完全可以利用一组I/O程序模拟脱机I/O是外围控制机的功能，实现把低速输入设备上的数据传送到高速磁盘上，或者把数据从磁盘上传送到低速输出设备上。这组I/O进程执行时，将设备启动起来后就放弃cpu使用权，让cpu转去执行使用其他程序；当被启动的设备完成一项I/O任务时，I/O进程再开始处理。在主机的直接控制下，实现了上述脱机的外围输入、输出功能，且此时的外围操作与cpu处理的数据也是并发执行的，把这种在联机情况下实现的同时外围操作成为SPOOLing（假脱机操作）。5.磁盘调度算法：在一个磁盘请求列队中，请求分别设计的柱面顺序为；16,64,135,34,118,60,154,98，假设磁头臂当前位置在柱面50.a．先来先服务算法（FCFS）0163450606498118135154199移动顺序140628537移动变量34101584856847194移动总和546b．最短寻到时间优先算法（SSTF）0163450606498118135154199移动顺序430125678移动变量183010482201719移动总和200c．扫描算法（SCAN）；先左后右0163450606498118135154199移动顺序3210456789移动变量16181660434201719移动总和204d．循环扫描算法0163450606498118135154199移动顺序-78901234567移动变量16181043420171945移动总和138学后自测：P1826.根据共享特性可将I/O设备分为几类？P158a．独享设备。是不能同时公用的设备，在一段时间内只能由一个进程独占。b．共享设备。允许多个进程同时使用，是一类操作速度较快的设备。c．虚拟设备。为提高设备的利用率，系统通过SPOOLing技术将独享设备改造为可共享的设备。7.简述设备管理软件的层次结构及各层的主要功能通常设备管理软件从高到低课分为以下4个层次：a、用户层I/O软件功能：为用户程序提供了相应的库函数，便于用户进行系统调用。b、与设备无关的I/O软件功能：1、给I/O设备命名，提供对设备驱动程序的统一接口。2、设备保护，检查用户是否有权访问申请的设备3、数据块的分配，提供与设备无关的块大小。4、数据缓冲5、对独享设备的分配与释放6、错误处理c、设备驱动程序其功能是从与设备无关的软件中接收抽象的请求并执行。主要包括以下几项：1)将抽象要求转换为具体要求，检查I/O请求的合法性2)读出和检查设备状态3)传送必要的参数，设置工作方式4)启动设备d、中断处理程序功能：处理中断信号和修改进程状态等8.现有磁盘请求队列对应的煮面顺序为8,160,94,129,98,165,112,24，假设磁头当前所在的位置为100号柱面，试写出用SSTF算法来处理的煮面访问顺序并计算移臂所经过的柱面数。答：所以柱面访问顺序：98,94,112，，129,160,165,24,8.移臂所经过的柱面数为23408249498100112129160165199移动顺序872103456移动变量16141421817315移动总和234