操作系统期末复习-设备管理

短命女 2024-04-17 13:43 105阅读 0赞

## 一、概述 ##

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> **设备分配**功能是设备管理的基本任务，多道程序系统中的设备不允许用户直接使用，而是由操作系统统一调度和控制。

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1. (单选题)在千兆以太网传输数据包速度较快,CPU处理以太网数据包最好采用的\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_技术。

*  A. 定时查询
 *  B. DMA与定时查询结合
 *  C. DMA
 *  D. 网络中断

> 在千兆以太网环境下，由于传输数据包的速度较快，如果仍然采用CPU处理以太网数据包的方式，可能会使CPU过于繁忙并导致处理效率低下。因此，一种常见的优化技术是采用DMA(Direct Memory Access)技术，该技术可以使数据直接在内存和网络之间传输，从而减轻CPU的负担并提高处理效率。然而，在某些情况下，当接收数据能力超过CPU处理能力时，就可能需要结合定时查询技术以防止丢包现象的发生。所以，对于千兆以太网中的数据包处理，最佳的技术选择可能是DMA与定时查询的结合使用。

2. (单选题)如果某设备以高频率进行数据输入,为减少对CPU的中断频率采用以下（ ）方式进行读取最适宜。

*  A. 中断
 *  B. 字符通道
 *  C. 程序轮询
 *  D. DMA

> 当设备以高频率进行数据输入时，为减少对CPU的中断频率，采用DMA(直接内存访问)方式进行读取数据是最适宜的。这是因为中断方式是在设备控制器的数据缓冲寄存器满之后发出中断，由设备控制器发出，要求CPU进行中断处理。而DMA方式则是在所要求传送的数据块全部传送结束时要求CPU进行中断处理，由DMA设备发出。这就极大地减少了CPU进行中断处理的次数。

补充

(单选题)如果某设备以低频率进行数据输入,每次输入的数据量大,为减少对CPU的中断次数采用以下（ ）方式进行读取最适宜。

*  A. 程序轮询
 *  B. DMA
 *  C. 数组通道
 *  D. 中断

> IO控制方式主要有以下四种：程序直接控制、中断驱动、DMA和通道控制。
> 
>  *  程序直接控制方式的优点在于控制简单，不需要多硬件支持，其核心思想是让处理机对I/O设备进行逐一查询和控制。然而，这种方式的缺点也很明显，由于CPU和I/O设备只能串行工作，会导致CPU的利用率相当低，并且无法实现设备间的并行工作。
> 
>  *  中断驱动方式是另一种常见的IO控制方式，适用于有中断机构的计算机系统中。其基本思想是允许I/O设备主动打断CPU的运行并请求服务，从而“解放"CPU, 使得其向I/O控制器发送读命令后可以继续做其他有用的工作。这样既提高了资源的利用率，又实现了并发性。
> 
>  *  DMA（Direct Memory Access）方式是一种通过直接访问内存的方式来传输数据的，它减少了对CPU的中断次数，从而提高了数据传输效率。不过，这种控制方式需要额外的硬件支持。
> 
>  *  最后一种是通道控制方式，与DMA方式类似，但是它可以同时控制多个设备，并且支持多任务处理。但同样的，这种方式也需要额外的硬件支持。

3. (单选题)如果I/O所花费的时间比CPU的处理时间短得多,则缓冲区\_\_\_\_\_\_\_\_。

*  A. 以上都不是
 *  B. 均衡
 *  C. 最有效
 *  D. 几乎无效

> 缓冲区的主要目的是解决输入/输出速度比CPU处理的速度慢而造成数据积压的矛盾。当I/O花费的时间比CPU处理时间短得多，则缓冲区没有必要设置，因为数据传入已经完成，也就是IO与CPU的速度矛盾被消除了，无需缓冲。

4.(单选题)从系统的角度来考虑,希望进入“输入井”的批处理作业的\_\_\_\_\_尽可能小。

*  A. 周转时间
 *  B. 平均周转时间
 *  C. 执行时间
 *  D. 等待时间

> 从系统的角度来考虑，希望进入“输入井”的批处理作业的平均周转时间尽可能小，因为这意味着更多的作业可以在更短的时间内完成，提高了系统的效率。

5.(单选题)在计算机系统中引入通道结构后仍然无法做到的是\_\_\_\_。

*  A. 外围设备可以和CPU并行工作
 *  B. 通道完全独立运行,无需由CPU启动
 *  C. 主存储器和外围设备之间传送信息的操作直接通过通道进行
 *  D. 各通道上的外围设备可以并行工作

> 通道也需要cpu管理和控制

补充

(单选题)通道又称为I/O处理器,它用于实现\_\_\_\_之间的信息传输。

*  A. 主存与外设
 *  B. CPU与外设
 *  C. CPU与辅存
 *  D. 辅存与外设

补充

CPU对通道的请求形式是（ ）。

*  A. 通道命令
 *  B. 自陷
 *  C. 中断
 *  D. 转移指令

补充

**4、并非由通道完成的工作的是\_\_\_\_。**

A、 执行“启动I/O”指令

B、 控制指定设备完成通道命令

C、 记录设备的工作状态

D、 形成I/O中断

> 通道完成的工作包括通过标准接口把操作命令送到设备控制器，设备控制器解释并执行这些通道命令，完成命令指定的操作。设备控制器能够记录外设的状态，并把状态信息送往通道和CPU。 因此，选项A“执行‘启动I/O’指令”并非由通道完成的工作。

补充

**在下面的I/O控制方式中,需要CPU干预最少的方式是( )。**

A、 程序I/O方式

B、 中断驱动I/O控制方式

C、 直接存储器访问DMA控制方式

D、 I/O通道控制方式

正确答案： D

补充 (单选题, 0.5分)有关设备管理的叙述中不正确的是()。

*  A. 通道是处理输入/输出的软件
 *  B. I/O操作完成后会触发中断
 *  C. 所有设备的启动工作都由系统统一来做
 *  D. 编制好的通道程序是存放在主存中的

> 通道并不是处理输入/输出的软件，而是一种硬件设备，用于在计算机与外部设备之间传输数据。

6.(单选题)假脱机技术中,对打印机的操作实际上是用对磁盘存储实现的,用以替代打印机的部分是指\_\_\_\_\_\_\_\_\_。

*  A. 共享设备
 *  **B. 虚拟设备**
 *  C. 独占设备
 *  D. 物理设备

> 假脱机技术中，对打印机的操作实际上是用对磁盘存储实现的，用以替代打印机的部分是指虚拟设备。

补充(单选题, 0.5分)下面关于独占设备和共享设备的说法中不正确的是( )。

*  A. 对独占设备往往采用静态分配方式
 *  B. 对共享设备往往采用静态分配方式
 *  C. 共享设备是指一个作业尚未撤离,另一个作业即可使用,但每一时刻只有一个作业使用
 *  D. 打印机、扫描仪等属于独占设备

> 对共享设备往往采用动态分配方式，而不是静态分配方式。因为在共享设备中，多个作业可以同时使用，所以需要动态地分配和回收资源，以满足不同作业的需求。而对于独占设备，如打印机、扫描仪等，由于只有一个作业在使用，所以通常采用静态分配方式。

7.(单选题)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( )。

*  A. DMA方式
 *  B. 无条件存取方式
 *  C. 中断方式
 *  D. 程序查询

> 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DMA（Direct Memory Access）方式。

补充

(单选题)在外围设备和内存之间开辟直接的数据通道的是（ ）。

*  A. DMA
 *  B. 中断
 *  C. 程序直接控制
 *  D. 通道控制

> DMA(Direct Memory Access,直接内存访问)是一种在外围设备和内存之间开辟直接的数据通道的技术。这种技术可以减少CPU对数据传输的干预，提高数据传输的效率。

8.(单选题)( )用来连接大量的低速或中速IO设备。

*  A. 字节多路通道
 *  B. 数据多路通道
 *  C. I/O处理机
 *  D. 数据选择通道

> 节多路通道是用来连接大量的低速或中速IO设备的。它可以同时处理多个设备的数据传输

9.(单选题)打印机是一种( )。

*  A. 临界设备
 *  B. 块设备
 *  C. 快速设备
 *  **D. 字符型设备**

> A. 临界设备通常是系统中的关键部分，如果它们出现问题，可能会导致整个系统崩溃。例如，CPU和内存就是临界设备。
> 
> B. 块设备是一种可以以块为单位进行读写的设备，比如硬盘、固态硬盘等。
> 
> C. 快速设备指的是那些可以进行高速数据传输的设备，如网卡、显卡等。
> 
> D. 字符型设备主要与文本数据相关，像打印机就是典型的字符型设备。

10.(单选题)在关于SPOOLING的叙述中,\_\_\_\_\_\_\_描述是不正确的。

*  A. SPOOLING系统使独占设备变成共享设备
 *  B. SPOOLING系统加快了作业执行的速度
 *  C. SPOOLING系统中的输入井在外存上
 *  D. SPOOLING系统利于提高操作系统的吞吐量

> SPOOLING系统并不能加快作业执行的速度，而是可以提高I/O的速度和效率。

11. (单选题)用户编写程序时使用的设备与实际使用的设备无关,  
这种特性称为\_\_\_\_\_\_\_\_\_

*  A. 设备独立性
 *  B. 设备共享性
 *  C. 设备虚拟性
 *  D. 设备一致性

> 设备独立性是指应用程序中所使用的设备，不局限于使用某个具体的物理设备，也称为设备无关性。为了实现设备独立性而引入了逻辑设备和物理设备这两个概念。在应用程序中，使用逻辑设备名称来请求使用某类设备；而系统在实际执行时，还必须使用物理设备名称。

12.块设备既支持顺序存取也支持随机存取。()

*  A. 对
 *  B. 错

> 块设备是指以块为单位进行读写的设备，如硬盘、固态硬盘等。在块设备中，数据是以块为单位进行存储和访问的，每个块都有自己的地址。因此，块设备支持随机存取，即可以直接访问任何一个块，而不需要先访问前面的块。同时，块设备也支持顺序存取，即可以连续地访问多个块，而不需要每次重新指定目标块地址。因此，块设备既支持顺序存取也支持随机存取。

13.(判断题)引入通道后,CPU计算与I/O操作能并行执行。( )

*  A. 对
 *  B. 错

> 引入通道后，CPU计算与I/O操作能并行执行。这是因为通道可以独立于CPU进行数据传输，从而使得CPU和I/O设备能够同时工作。

14.存取控制表是每个用户一张,表明该用户对不同文件的存取权限。( )

*  A. 对
 *  B. 错

> 存取控制表并不是每个用户一张，而是为每个文件或对象设置一张。这张存取控制表会列出所有可以访问该文件或对象的用户以及他们的访问权限。所以，关于"存取控制表是每个用户一张，表明该用户对不同文件的存取权限"的说法是错误的。

15. (判断题)访问字符设备的输入数据时可顺序存取但不能随机存取。

*  A. 对
 *  B. 错

> 访问字符设备的输入数据通常是按顺序存取，无法进行随机存取。这是因为字符设备没有请求缓冲区，所有的访问请求都是按顺序执行的。字符设备一次只能读写一个字节，读取数据必须按照先后顺序进行。

16.(判断题)用户程序应与实际使用的物理设备无关,这种特性就称作与设备无关性。 ( )

*  A. 对
 *  B. 错

> 实际上，用户程序应与实际使用的物理设备无关，这种特性被称为设备无关性。这意味着用户程序不需要知道或关心它正在使用的特定设备类型或配置，而只需要关注如何有效地使用该设备来执行任务。这样可以提高程序的可移植性和灵活性。

17. (判断题)在采用SPOOLing技术的系统中，用户的打印结果首先被送到了磁盘固定区域。

*  A. 对
 *  B. 错

> 在采用SPOOLing技术的系统中，用户的打印结果首先被送到磁盘固定区域，这个区域也被称为输出井。这是由于输出井模拟了脱机输出时的磁盘，用于暂存用户程序的输出数据。SPOOLing技术的主要目的是提高独占设备的利用率。所以，题目中的说法是正确的。

18.(判断题)虚拟设备是指把一个物理设备变换成多个对应的逻辑设备,它通过逻辑设备表来实现的。( )

*  A. 对
 *  B. 错

> 虚拟设备是指通过虚拟技术将一台独占设备变换成多台逻辑设备，供多个进程同时使用。这种经过虚拟的设备被称为虚拟设备。而逻辑设备表是用来实现设备独立性的，将逻辑设备和物理设备对应起来。所以，题目中的说法是错误的。

19.(判断题)为了实现与设备无关性,系统中必须具有一张联系逻辑设备与物理设备名的映像表。

*  A. 对
 *  B. 错

> 为了实现设备独立性，系统中确实需要一张联系逻辑设备与物理设备名的映像表。这种设备独立性的概念是指应用程序不直接使用具体的物理设备名，而是使用逻辑设备名。

20.**“共享设备”的含义是指\_\_\_\_。**

A、 多个进程可共享设备上的数据

B、 多个作业可共享设备上的数据

C、 多个进程可同时启动这个设备

D、 多个进程可同时访问这个设备

21.**设读写磁盘时采用双缓冲技术,缓冲区由缓冲区1和缓冲区2组成。若总共读盘2次,每次读盘的数据放入双缓冲区之一,每次读盘需时4ms。读盘前缓冲区是空的。从每个缓冲区把读入的数据送到用户区需0.5ms。用户程序处理一次缓冲区送来的数据需5ms。则从启动读盘到用户程序处理结束,需时\_\_\_\_。**

A、 17ms

B、 16ms

C、 15ms

D、 14ms

> 解析：5+5+4+0.5+0.5=15。第二个缓冲区的写入时间与第一个缓冲区的数据处理时间重叠

补充

**采用缓冲池技术提高了系统的工作效率,主要原因是减少了对磁盘的( )**

A、 分配次数

B、 控制次数

C、 调度次数

D、 访问次数

22.**通过操作系统对外围设备的管理实现了“设备处理的一致性”。这种“一致性”是指( )。**

A、 外围设备硬件的处理一致性

B、 通道硬件设计的处理一致性

C、 通道程序设计的处理一致性

D、 用户可不考虑设备的具体物理特性

> ，使得用户在使用设备时不需要关心具体的物理特性，只需要使用相应的接口和命令即可。

**23、下列关于SPOOLing技术的叙述中,错误的是\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_。**

A、 需要外存的支持

B、 需要多道程序设计技术的支持

C、 可以让多个作业共享一台独占设备

D、 由用户作业控制设备与输入/输出井之间的数据传送

正确答案： D

> 在SPOOLing系统中，当用户作业需要执行输入/输出操作时，它只需将请求发送给操作系统，操作系统会负责管理输入/输出设备与缓冲区之间的数据传输。操作系统会负责将数据从缓冲区读入或写回到设备，而用户作业无需关心这些细节。

24**某文件占10个磁盘块,现要把该文件磁盘块逐个读入主存缓冲区,并送用户区进行分 析,假设一个缓冲区与一个磁盘块大小相同,把一个磁盘块读入缓冲区的时间为100us,将缓冲区的数据传送到用户区的时间是50us,CPU对一块数据进行分析的时间为50us。在单缓冲区和双缓冲区结构下,读入并分析完该文件的时间分别是\_\_\_\_\_**

A、 1500us.1000us

B、 2000us.2000us

C、 1550us.1550us

D、 1550us.1100us

正确答案： D

> 在单缓冲区结构下，读入并分析完该文件的时间为：
> 
> 10个磁盘块全部读入的时间：10 \* 100us = 1000us  
> 将数据传送到用户区的时间：10 \* 50us = 500
> 
> \+50
> 
> 在双缓冲区结构下，读入并分析完该文件的时间为：
> 
> 10个磁盘块全部读入的时间：10/2 \* 100us = 1000us  
> 将数据传送到用户区的时间：10 \* 50us = 500
> 
> \+100

25.**引入缓冲的主要目的是提高I/O设备的利用率。( )**

正确答案： 错误

解析：引入缓冲的目的是提高CPU和设备的并行度。

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