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第六章 设备管理习题及答案 一、填空题
1．磁带是一种 ① 的设备，它最适合的存取方法是 ② 。磁盘是一种 ③ 的设备，磁盘在转动时
经过读／写磁头所形成的圆形轨迹称为 ④ 。
【答案】①顺序存取，②顺序存取，③直接存取，④磁道（或柱面）
【解析】顺序存取的设备只有在前面的物理块被存取访问过之后，才能存取后续物理块的内容。如果按随机方式或按键存取方式存取磁带上的文件信息的话，其效率反而会更低，所以顺序存取方法更能发挥磁带这种设备的效率。磁盘设备是一种典型的直接存取设备，它允许文件系统直接存取磁盘上的任意物理块。
2．从资源分配的角度看，可以把设备分为 ① 设备和 ② 设备；打印机是一种典型的 ③ 设备，
而磁盘是一种 ④ 设备。
【答案】①独享，②共享，③独享，④共享
【解析】独享设备：为了保证传递信息的连贯性，通常这类设备一经分配给某个作业，就在作业整个运行期间都为它独占。多数的低速设备都属于独享设备。 共享设备：是指允许若干个用户同时共享使用的设备。
3．虚拟设备是通过 ① 技术，把 ② 变成能为若干用户 ③ 的设备。
【答案】①SPOOLING，②独享，③共享
【解析】虚拟设备的提出是为了把原为独享的设备改造成便于共享的设备，以提高设备的利用率。这种改造就是通过SPOOLING技术来实现的。SPOOLING可以译为外围设备同时联机操作的意思。
4．UNIX系统中，所有的输入／输出设备都被看成是 ① 。它们在使用形式上与 ② 相同，但
它们的使用是和设备管理程序紧密相连的。
【答案】①特殊文件，②普通文件
【解析】在一些操作系统中，常常把设备也看成是文件。这样的好处是：用户可以用统一的观点去使用设备，并处理存放在设备上的信息。从这个意义上来说，文件系统在用户和外设之间提供了一个接口。
5．系统中，象键盘、终端、打印机等以 ① 为单位组织和处理信息的设备称为 ② ；而磁盘、磁
带等以 ③ 为单位组织和处理信息的设备称为 ④ 。
【答案】①字符，②字符设备，③块，④块设备
6．一个进程只有获得了 ① 、 ② 和所需设备三者之后，才具备了进行I／O操作的物质条件。
【答案】①通道，②控制器
7．设备分配应保证设备有高的利用率并应注意避免 。 【答案】死锁问题
【解析】设备分配的总原则是要充分发挥设备的使用效率，尽可能地让设备忙，而同时又要避免由于不合理的分配方法造成进程死锁。因为进程发生死锁将使得进程中的进程处于无休止的相互等待状态，使系统的效率下降。
8．通道是一个独立于CPU、专门负责 ① ，它控制 ② 与内存之间的信息交换（传输）。
【答案】①输入／输出的处理机，②外设或外存
【解析】通道是一个独立于 CPU的专管输入和输出控制的处理机，它有自己的通道指令，以驱动外设进行读写操作。不过这些指令需要CPU执行相应的“启动通道”指令来启动信号之后才开始执行，并在操作结束时向CPU发中断信号。 9．缓冲区可分为 ① 、 ② 、 ③ 和 ④ 。
【答案】①单缓冲区、②双缓冲区、③多缓冲区、④缓冲池
【解析】单缓冲是在设备和处理机之间设置一个缓冲区。设备和处理机交换数据时，先把被交换的数据写入缓冲区，然后，需要数据的设备或处理机从缓冲区取走数据。
双缓冲区是一种能够实现设备和设备、CPU和设备并行操作的简单模型，当其中一个缓冲区数据装满后，可向另一个缓冲区写入数据，同时前一个缓冲区可被访问。
多缓冲区是把多个缓冲区连接起来组成两部分，一部分专门用于输入，另一部分专门用于输出的缓冲结构。
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缓冲他是把多个缓冲区连接起来统一管理，既可用于输入，又可用于输出的缓冲结构。 10．对磁盘上一物理块信息的访问要经过： ① 、 ② 、 ③ 三个过程。
【答案】①寻找时间、②延迟时间、③传送时间
【解析】对移动臂磁盘的存取访问一般要经过三部分时间：首先要将磁头移动至相应的柱面上，这个时间叫做寻找时间；一旦磁头到达指定柱面，等待所访问的扇区旋转到读／写头下，叫延迟时间；实际传送所需时间叫传送时间。一次磁盘访问的时间就是以上三者之和，其中“寻找时间”所花费的时间最长。
二、单项选择题
1．通道是一种 。 用处理机
【答案】（D）
【解析】通道是独立于CPU的专门管理输入／输出控制的处理机。 2．CPU对通道的请求形式是 。 【答案】（C）
【解析】CPU通过通道命令启动通道，指出它所要执行的I／O操作和要访问的设备，通道接到该命令后，便向主存索取相应的通道程序来完成对I/O设备的管理。 3．通道对CPU的请求形式是 。 【答案】（B）
【解析】通道被CPU启动后，可以和CPU并行工作，当输入／输出完成或发生意外的事件，通道通过中断方式请求CPU进行处理。 4．环形缓冲区是一种 。 【答案】（C）
【解析】所谓环形缓冲区就是一个循环链表结构。每个缓冲区中有一个链指针，用以指示下一个缓冲区的地址，最后一个缓冲区指针指向第一个缓冲区地址，这样，N个缓冲区链成一个环
（A）保存I／O信息的部件 （B）传输信息的电子线路 （C）通用处理机 （D）专
（A）自陷 （B）中断 （C）通道命令 （D）转移指令
（A）自陷 （B）中断 （C）通道命令 （D）跳转指令
（A）单缓冲区 （B）双缓冲区 （C）多缓冲区 （D）缓冲池
形。此外，还有一个链头指针，指向环形缓冲区中的第一个缓冲区。 5．系统利用SPOOLING技术实现 。 【答案】（B）
【解析】虚拟设备就是利用SPOOLING技术将独享设备改造成共享设备。
6．在配有操作系统的计算机中，用户程序通过 向操作系统指出使用外部设备的要求。
（A）作业申请 （B）原语 （C）系统调用 （D）I／O指令 【答案】（C）
【解析】就启动外设来说，硬件有输入／输出指令。但在配有操作系统后，对系统资源的分配、控制不能由用户干预，而必须由操作系统统一管理。用户程序可以通过操作系统提供的程序一级的接口来使用计算机系统的资源。操作系统为用户提供的程序一级的接口就是系统调用，又称广义指令。
7．CPU与通道可以并行执行，并通过 实现彼此之间的通讯和同步。 【答案】（C）
8． 是直接存取设备。 【答案】（A）
【解析】磁盘是一种典型的直接存取设备。 9．在下列叙述中，正确的一条是 。
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（A）对换手段 （B）虚拟设备 （C）磁带概念 （D）虚拟存储
（A） I／O指令 （B） I／O中断 （C） I／O指令和I／O中断 （D）操作员
（A）磁盘 （B）磁带 （C）打印机 （D）键盘显示终端
（A）在设备I／O中引入缓冲技术的目的是为了节省内存
（B）指令中的地址结构和外存容量是决定虚存作业地址空间的两个因素 （C）处于阻塞状态的进程被唤醒后，可直接进入运行状态 （D）在请求页式管理中，FIFO置换算法的内存利用率是较高的 【答案】（B）
【解析】在设备I／O中引入缓冲技术的目的，是为了缓解CPU与1／O设备之间速度不匹配的状况。因此，叙述（A）是错误的。
虚存系统中，机器指令的地址结构和外存容量是决定作业地址空间大小的两个因素，因此叙述（B）正确。
处于阻塞状态的进程被唤醒后，是被放入就绪队列，是否投入运行要由进程调度算法来决定。叙述（C）错误。
由于FIFO算法是基于CPU按线性顺序访问地址空间这一假设，而事实上，许多时候，CPU不是按线性顺序访问地址空间的，所以，它的内存利用率并不很好。故叙述（D）错误。
三、多项选择题
1． 设备管理的功能包括__________。
（A）设备的分配和回收 （B）外围设备的启动及对磁盘的驱动调度 （C）进程调度 （D）外部设备中断处理 （E）虚拟设备的实现 【答案】ABDE
【解析】设备管理应具有如下功能：设备的分配和回收、外围设备的启动、对磁盘的驱动调度、外部设备中断处理、虚拟设备的实现。“进程调度”属于处理器管理的范畴，不属于设备管理的
功能。所以，应该选择（A）、（B）、（D）、（E）。 2． 从设备的使用角度可将设备分为__________。 （A）块设备 （B）独占设备 （C）字符设备 （D）共享设备 （E）慢速设备 【答案】BD
【解析】现代计算机系统总是配有各种类型的外部设备，种类繁多，可以从不同的角度对它们进行分类。从设备的使用角度可将设备分为两类：独占设备和共享设备。所以，应该选择（B）、（D）。 有的系统还有另一类较为特殊的设备，称为虚拟设备，它是用共享设备（通常用磁盘上的一块区域）来模拟独占设备，就好象把一台设备变成了多台虚拟设备，我们称被模拟的设备为虚拟设备。 3．用户进程在申请设备时，可以使用 __________。 （A）设备的地址 （B）设备的绝对号 （C）设备的相对号 （D）设备的符号名 （E）设备的类型号 【答案】CDE 【解析】
给系统中的每一台设备确定一个编号以便系统识别，这种编号称为“设备绝对号”，也称为“设备的地址”。但绝对号（设备的地址）是用户不允许使用的，用户在申请设备时只能用设备类型（设备的类型号）来申请，有的系统引入“设备的符号名”对应“设备的类型号”，但用户为了识别同类设备中的某台设备，可使用“设备相对号”。 所以，应该选择（C）、（D）、（E）。
4．可以作为磁盘移臂调度的算法有 __________。 （A）先来先服务算法 （B）最短寻找时间优先算法 （C）扫描（电梯）算法 （D）时间片轮转 （E）可抢占优先级调度 【答案】ABC
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【解析】磁盘的移臂调度可采用以下几种算法。 （1）先来先服务算法
即按照访问请求的次序服务，这是最公平而又最简单的算法，但是效率不高。 （2）最短寻找时间优先算法
优先为距离当前磁头所在位置最近柱面的请求服务。该算法与上面的算法都可能造成磁臂经常改变方向而影响效率。 （3）扫描（电梯）算法
总是从磁臂当前位置沿磁臂的移动方向选择距当前位置最近的请求，当前进方向无请求时才改变移动方向。这种算法比较公平，而且效率较高。
时间片轮转、可抢占优先级调度都不能作为磁盘的移臂调度算法，所以，应该选择（A）、（B）、（C）。
5．下列属于“通道”特征的是 __________。
（A）负责数据输入输出工作 （B）可以与CPU并行工作
（C）比CPU工作速度快 （D）一个通道可连接多个控制器 （E）是一种软件 【答案】ABD
【解析】通道相当于一个功能单一的处理机（是一种硬件），代替CPU对I／O操作进行控制，专门负责数据输入输出工作，从而使I/O操作可以与CPU并行工作。通道是实现计算和传输并行的基础。
在一个配备了通道的系统中，主机上可连接多个通道，一个通道连接多个控制器，一个控制器连接多台同类型的设备；而对某些设备（象磁盘那样的快速设备）往往需连接到多个控制器上，将控制器连接到多个通道上进行交叉连接。 所以，应该选择（A）、（B）、（D）。 6．通道是一种__________。
（A）保存I/O信息的部件 （B）传输信息的电子线路 （C）专用处理机 （D）通用处理机 （E）可与CPU并行工作的一种处理机 【答案】CE
【解析】通道是独立于CPU的专门管理输入／输出控制的处理机；并且可与CPU并行工作。所以，应该选择（C）、（E）。
7．CPU对通道的请求形式不采用 。 （A）自陷 （Ｂ）中断
（Ｃ）通道命令 （Ｄ）转移指令 （E）系统调用 【答案】ABDE
【解析】CPU通过“通道命令”启动通道，指出它所要执行的I／O操作和要访问的设备，通道接到该命令后，便向主存索取相应的通道程序来完成对I/O设备的管理。所以，应该选择（A）、（B）、（D）、（E）。
8．通道对CPU的请求形式不能是 。 （A）自陷 （Ｂ）中断
（Ｃ）通道命令 （Ｄ）跳转指令 （E）系统调用 【答案】ACDE
【解析】通道被CPU启动后，可以和CPU并行工作，当输入／输出完成或发生意外的事件，通道通过“中断”方式请求CPU进行处理。所以，应该选择（A）、（C）、（D）、（E）。 9．对于辅助存储器， 的提法是正确的。
（A）不是一种永久性的存储设备 （B）能永久地保存信息
（C）可被中央处理器直接访问 （D）是CPU与主存之间的缓冲存贮器 （E）是文件的主要存储介质 【答案】BE
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【解析】辅助存储器是一种永久性的存储设备，不可被中央处理器直接访问，所以选项（A）、（C）是错误的，CPU与主存之间的缓冲存贮器一般是以高速缓存承担的，所以选项（D）是错误的。因此，正确的叙述是（B）、（E）。 10．有关设备的管理中， 是正确的。 （A）计算机系统为每台设备确定一个绝对号 （B）每台设备都应该有一个惟一的相对号 （C）申请设备时指定绝对号可提高设备的使用率 （D）申请设备时指定设备相对号使设备分配的灵活性强
操作系统第5章 设备管理习题及答案
