第6章输入输出系统

第六章输入输出系统

一、填空题

l 、操作系统中，设备管理的目标是（）和（）。

2、中断装置通常是按预定的顺序来响应同时出现的中断事件的，这个预定的顺序通常被称为（）。

3．通道通过执行通道程序来完成控制设备工作，完成指定的（）操作．

4．通道可分为（）、（）和（）三种类型．

5．中断向量实际上是一种指针，它指向对应（）的入口．

6．访问磁盘时间由（），（）和（）三部分组成．

7．缓冲是一种（）扶术，它利用某种存储设备，在数据传送过程中进行暂时的存放．

8．I／O管理中，（）技术是操作系统得以响应外部和内部物理请求的必不可少的重要机制．

9、（）算法是选择当前磁头所在磁道距离远近的请求作为下一次服务的对象．

10．磁盘地址空间是（）维的．

11．为实现CPU与外部设备的并行工作，系统引入了（）硬件机制．

12，IlO涉及的基本的硬件元素有（）等等．

13．控制设备的核心模块为（）·

14．设备和CPU之间数据传送控制方式有四种：程序直接控制方式，中断控制方式，DMA方式和（）·

15. 缓冲，中断及（）也是设备管理中的一个重要部分．

16. 磁盘是海量存储设备．海量存储设备的出现使得计算机系统的数据保留得以实现．磁盘也就成了

（）数据的关键．

17．许算机两个最主要的工作就是（）和处理机．

18．磁盘又可以分为（）·

19．如何有效地对连接到计算机的外设进行（）是操作系统设计者最关心的问题之一．

20．一个设备可能通过电缆甚至（）发送信号，与计算机系统通信．

21 、一般来说，把设备与主机之间的接口称之为（）·

22．如果很多设备都共用一条线路通信，称镇线路为（）

23．之所以区分控制器和设备本身是因为操作系统大多与（）打交道，而非设备本身．

24．大多数小型计算机的CPU和控制器之间的通信采用（）·

25．一个I／O端口一般有四个寄存器：状态寄存器，（）、输入寄存器和输出寄存器．

26．对磁盘来说，数据传输率由磁头的读／写速度来决定，而磁头的读／写速度经常超过（）字节／秒．这样，磁盘和内存之间传榆一个字节的时间不能超过5us．

27．通道指的是一种带有处理机特征的，能够自动编制和执行通道程序以实现外设和主存直接交换数据的控制设备．我们常又称之为（）·

28．通道都由一个核心部件即（）进行控制．

29．设备管理的主要任务之一是控制设备和（）或CPU之间的数据传送常用的数据传送控制方式．

30．程序方式是指用户用进程来控制内存或CPU对外围设备进行信息传送．按照硬件结构的简易程度，我们又可以细分为（）·

31．在（）传送方式下，外设具有中请CPU服务的主动权，当输入设备将数据准备好或者输出设备可以接收数据时，便可以向CPU发出中断请求，使CPU暂时停下目前的工作而和外设进行一次数据传榆．等输入操作或者输出操作完成以后，CPU继续进行原来的工作．

32．为了准确有效地知道中断请求来自何种设备，中断机制提供了一种特殊的中断地址．在大部分架构中，这种地址为中断向量表中的一个偏移量，一般我们把它称作（）·

33．每个外设对应的接口上连接一个逻辑电路，这些逻辑电路构成一个链，将这种链称为（）·

34．用周期扩展法进行DMA传送，一次能传送（）个字节．

35．DMA方式对外圈设备的管理和某些操作仍由（），搜制．

36、（）是指仅供操作系统和其他系统软件使用的具有特权的指令。一般用户不能使用．

37．启动I／O设备指令是一条主要的I／O指令，它属于（）指令，在被访管指令调用的系统管理程序的最后一条执行．

38．I／O子系统提高系统性能的方法除I／O调度之外，就是（）·

39．数据传榆过程中，在内存中划出一个区域用于存放在两个外设或设备与进程间传榆的数据，这个区域我们称之为（）·

40．多缓冲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（）·

41．根据中断源产生的条件，可以把中断分为（）·

42．I／O设备发生错误可能有多种情况：或者是（），如网络不堪重负；或者是物理机械特性的原因，如硬盘出现坏扇区．

43．现在的操作系统通过路径使得请求与（）之间的联系变得更加灵活方便．

44．对于磁盘来说，要提高访问速度，主要着眼于两个方面：（）和磁盘带宽．

45．在磁盘存取数据之前，我们必须将磁盘划分为扇区，以便磁盘控制器进行读写．这个过程叫做低格或者（）·

二、选择题

1．通道是一种( )．

A 保存I／O信息的部件B．传榆信息的电子线路

C 通用处理器D．专用处理器

2．CPU对通道的请求形式是( )．

A．自陷B．中断 C 通道命令D．转移指令

3．通道对CPU的请求形式是( )．

A．自陷B．中断C．通道命令D．跳转指令

4．环形缓冲区是一种( )．

A 单缓冲区B．双缓冲区C．多缓冲区D．缓冲池

5．系统利用SPOOLING技术实现( )．

A 对换手段B．虚拟设备C．系统调用D．虚拟存储

6．在配有操作系统的计算机中，用户程序通过( )向操作系统提出使用外部设备的要求．

A 作业中请B．原语C．系统调用D．I／O指令

7．CPU与通道可以并行执行，并通过( )实现彼此间的通讯和同步．

A I／O指令B．I／O中断

C．I／O指令和I／O中断D．操作员

8．( )是直接存储设备．

A．磁盘B．磁带C．打印机D．键盘显示终端

9．下列叙述，正确的一条是( )．

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

10．系统中，像键盘，终端、打印机等以字符为单位组织和处理信息的设备称为( )．

A 字符设备B．块设备 C 虚拟设备D．独享设备

11．磁盘上的文件以( )单位读写。

A 磁道B．页C．柱面D．块

12．引入缓冲技术是为了( )．

A 提高设备利用律B．提高内存接口

C．扩充相对地址空间D．提高CPU和I／O设备之间交换信息的速度

13．所谓的输A．／输出操作，也叫I／O操作，它是指( )．

A CPU和内存中的信息传输B．CPU和外存中的信息传榆

C．内存和设备之间的信息传输D．内存和外存之间的信息传输

14．除了中断屏蔽外，设置( )也能解决中断响应次序．

A 特权指令B．时间片

C．中断优先级D．响应比

15．下面叙述错误的是( )．

A 由于磁带的价格比磁盘便宜，用磁带实现索引文件最经济

B．索引顺序文件既能顺序访问

C 直接访问文件既能顺序访问，又能随机访问

D．变更磁盘上的顺序文件记录的内容，不一定要复制整个文件

16．( )是利用虚拟设备达到I／O要求技术．

A．把I／O要求交给多个物理设备分散完成

B．利用外存作缓冲，将作业与外存交换信息和外存与物理设备交换信息两者独立起来，使他们并行工作

C 把I／O信息先存放在外存，然后由一台物理设备分批完成I／O要求

D．把共享设备改为某作业的独享设备，集中完成I／O要求

17．( )属于直接存储设备．

A 打印机B．磁盘C．磁带机D．键盘

18．缓冲技术的缓冲池在( )中．

A．主存B．外存 C. ROM D．寄存器

19．( )中断是正在运行的进程所期待的自愿中断事件．

A. 程序B．访问C．输入／输出D．程序状态字

三、判断题

1．CPU通过安排I／O完成从设备到内存的数据移动，或者通过DMA控制器、通道等完成设备间数据移动．( )

2．程序直接控制方式和中断控制方式都不适用于简单的、外设很少的计算机系统．( )

3．缓冲是为了匹配设备和CPU的处理速度，以及为了进一步减少中断次数和解决DMA方式或通道方式时的瓶颈问题引入的。中断有硬中断和软中断之分．硬中断又分外中断和内中断，即中断和陷阱．( )

4．外部设备的数据传榆串通常是由外设本身决定的，而不是由CPU决定的．( )

5．在DMA方式下，外部设备利用专用的接口电路直接和存储器进行高速数据传送，但仍需要经过CPU．( )

6．菊花链法是解决中断优先级的一个简单软件方法．( )

7．在多任务或多用户系统中，I／O指令属于特权指令，一般用户程序不许使用这些指令．( ) 8．FCFS算法在性能上明显优于SSTF算法．( )

9．调度算法的性能很大程度上依赖于访问请求的数量和类型。( )

10．空间交换管理是操作系统另一种低层次的任务处理．( )

四、简答题

1. Spooling技术如何使一台打印机虚拟成多台打印机?

2．按资源分配管理技术，输入输出设备类型可分为哪三类?

3．设备驱动程序是什么?为什么要有设备驱动程序?用户进程怎样使用驱动程序?

4．什么叫通道技术?通道的作用是什么?

5．数据传送控制方式有哪几种?比较它们各自的优缺点．

6．什么是中断?中断处理的过程是怎样的?

7．什么是陷阱，什么是软中断?试比较中断、陷阱和软中断之间的异同．

8、什么是DMA传送方式?简述DMA传送的过程．

9．什么是缓冲?为什么要引入缓冲?

10．试叙述I／O请求处理的过程．

11．什么是I／O控制?主要任务有哪些?

12．试说说如何划分交换区间．

13．简述RAID技术奇偶校验处理的过程．

14．简述如何实现稳定存储．

15．为什么一个多任务环境下的系统，在多个磁盘及控制器间的文件系统I／O的平衡很重要?

16．试讨论备份扇区与顺延扇区的异同．

17．如果硬盘的每一个GB的成本可以与磁带相同，是否磁带还有存在的价值，试说明你的想法?

18．试说明可被处理器检测的3种异常，井举例说明各自的使用时机．

19．试问典型的I／O端口包含哪4种寄存器?其作用是什么?

20．试问一般的CPU有哪两类中断要求?其使用的时机是什么7

21．试说明DMA的传输步骤．

22．试说明顺序访问及随机访问的差异．

23．试描述阻塞与非阻塞间的差异．

24．试说明非阻塞式系统调用与异步系统调用的差异．

25．为什么使用I／O调度能够改良系统整体的性能?试举例说明．

26．试说明使用缓冲的3个理由．

27．试问何谓高速缓存?它与缓冲区有何差异?

28．试列举几种改变I／O执行性能的方法．

29．试举例分别说明3种适合使用阻塞I／O与非阻塞I／O的状况．

30．试说明轮询与中断间的差异及个别的使用时机．

31，试说明当CPU速度增加时，若同时增加系统总线与设备的速度，是否一定能增加整体性能．

32．试举出将功能置于设备控制器中，而不置于内核内的优缺点．

33．试说明DMA如何增加系统并发性及硬件设计的复杂度．

34．试描述DMA的传输方式，并举出一个使用DMA却不会改善执行性能的例于．

35．为提供I／O设备服务，试描述结合轮询、睡眠与中断的综合方法，并举例说明适合的应用环境·

36．试举例说明是什么I／O的系统调用相当耗费CPU资源．

37．试举出SCAN和C-SCAN，以及LOOK和C-LOOK算法适用的状况．

38．假设磁盘驱动器具有5000个柱面，编号从0到4999，现今磁头正在服务柱面143的要求，而前一次的要求是柱面125．如果队列中未服务的要求以FIFO的次序排列如下：86，1470，913，

958，1590、1022、1657、173由目前的读写头位置开始，对于下列的每一种磁盘调度算法，它

的磁盘臂的移动总距离(以柱面数为单位)是多少?a．SSTFK．b．SCANL．c．C-SCAN．

39．什么样的应用程序或磁盘访问的状态，对于SSTF，SCAN和C。SCAN算法有最短的磁盘臂移动距离?为什么?

40．试说明可屏蔽中断与不可屏蔽中断的差异．

41. 试说明一般异常处理器的3个基本执行步骤．

42．试说明一般中断处理器的4个基本执行步骤．

43．试说明字符设备与块设备两者有何不同?

44．试说明设备驱动程序主要分为哪4个部分?，

45．试说明设备驱动程序可以提供哪些设备操作函数．

五、应用题

1，分别简述FCFS、SSTF、SCAN、C－SCAN，LOOK，C－LOOK这几种磁盘调度算法的执行过程．

2．假如磁盘一个磁道的大小为32KB，读磁盘有4个盘面，假如扇区大小为512B，那么该磁道有多少个扇区，该扇区所在的柱面呢?

3．假设有一个磁盘有3000个柱面，编号从0—2999．磁盘驱动器现在正在服务一个处于柱面150的I／O请求，而上一个请求所处的柱面为125．现在假如有一个请求队列，按照FIFO的顺序，柱面号分别为：82，1600，940，1920、980，1560，1024，2400、144

现在假如从当前位置开始，按照下面的算法，服务完这些请求，磁头共走过多少个柱面?

A．FCFS B．SSTF C．SCAN D．LOOK E．C．SCAN

4．拆开一张废弃的1．44磁盘，观察一下磁盘的物理性质．

《操作系统》习题集：第5章 输入输出管理

第5章输入输出管理-习题集 一、选择题 1.（）是直接存取的存储设备【＊，联考】 A. 磁盘 B. 磁带 C. 打印机 D. 键盘显示终端 2.在中断处理中，输入/输出中断是指（）。【＊，★，联考】 Ⅰ. 设备出错Ⅱ. 数据传输结束 A. Ⅰ B. Ⅱ C. Ⅰ和Ⅱ D. 都不是 3.用户程序发出磁盘I/O请求后，系统的正确处理流程是（）。【＊＊，★，11考研】 A. 用户程序→系统调用处理程序→中断处理程序→设备驱动程序 B. 用户程序→系统调用处理程序→设备驱动程序→中断处理程序 C. 用户程序→设备驱动程序→系统调用处理程序→中断处理程序 D. 用户程序→设备驱动程序→中断处理程序→系统调用处理程序 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（）。【＊，★，联考】 A. 程序查询 B. 中断方式 C. DMA方式 D. 无条件存取方式 5.在操作系统中，（）指的是一种硬件机制。【＊，联考】 A. 通道技术 B. 缓冲池 C. SPOOLing技术 D. 内存覆盖技术 6.通道又称I/O处理机，它用于实现（）之间的信息传输。【＊，联考】 A. 内存与I/O设备 B. CPU与I/O设备 C. 内存与外存 D. CPU与外存 7.通道程序是（）。【＊，联考】 A. 由一系列机器指令组成 B. 由一系列通道指令组成 C. 可以由高级语言编写 D. 就是通道控制器 8.在以下I/O控制方式中，需要CPU干预最少的是（）。【＊，★，联考】 A. 程序I/O方式 B. 中断控制方式 C. DMA控制方式 D. 通道控制方式 9.与设备相关的中断处理过程是由（）完成的。【＊＊，★，联考】 A. 用户层I/O B. 设备无关的操作系统软件 C. 中断处理 D. 设备驱动程序 10.（与题“3”同） 11.本地用户通过键盘登录系统时，首先获得键盘输入信息的程序是（）。【＊＊，★，10考研】 A. 命令解释程序 B. 中断处理程序 C. 系统调用程序 D. 用户登录程序 12.一个计算机系统配置了2台同类绘图机和3台同类打印机。为了正确驱动这些设备，系统应该提供（）

第七章 输入输出(IO)系统

一、选择 1、计算机所配置的显示器中，若显示控制卡上双薪存储器 的容量是1MB，则当采用800×600像素的分辨率时，每个像素最多可以有（C）种不同的颜色。 A.256 B.65536 C.16M D.4096 2、CRT的分辨率为1024×1024像素，像素的颜色数为256， 则刷新存储器的容量约为（B） A.256M B.1M C.256KB D.32MB 3、CRT的分辨率为1024×1024像素，像素的颜色总数为 256色，则刷新存储器每单元字长是（A） A.1个字节 B.2个字节 C.256个字节 D.1024个字节 4、若计算机屏幕上每个像素的灰度级为256，则刷新存储 每个单元的宽度是。 5、显示汉字采用点阵字库，若每个汉字用16×16的点阵表 示，7500个汉字的字库容量是240KB 。 6、磁盘存储器的等待时间通常是磁盘旋转半周所用的时间。 7、某磁盘的转速为7200r/min，传输速度为4MN/s，控制 器开销为1ms，要保证读或写一个512B的扇区的平均时间为11.3ms。那么，该磁盘的平均寻道时间不超过（D） A.3.9ms B.4.7ms C.5.5ms D.6.1ms 8、一个磁盘的转速为7200转/分，每个磁道有160个扇区，每扇区有512字节，那么理想情况下，其数据传输率为（C）A.7200×160KB/s B.7200KB/s C.9600KB/s D.19200KB/s 9、某计算机系统中，假定硬盘以中断方式与处理机进行数据输入输出，以16位为传输单位，传输率为50KB/s，每次传输的开销（包括中断）为100个CPU时钟，处理器的主频为50MHz，请问软盘数据传送时占处理器的时间比例是 10、设一个磁盘盘面共有200个磁道，盘面总存储容量60MB，磁盘旋转一周的时间为25ms，每磁道有8个扇区，各扇区之间有一间隙，磁头通过每个间隙需 1.25ms。则磁盘通道所需最大传输率是 11、下列有关程序中断I/O方式的叙述中，错误的是（D） A. 程序中断I/O方式是CPU和外设能够并行工作 B. 中断I/O方式下，外设和CPU直接交换数据 C. 中断I/O方式下，CPU会有额外的开销用于断点、现场 的保护和回复等 D. 中断I/O方式适用于像磁盘一类的高速设备 12、指令执行结果出现异常而引起的中断是（B） A.I/O中断 B.程序性中断 C.机器校验中断 D.外中断 13、主存故障引起的中断是（C） A.I/O中断 B.程序性中断 C.机器校验中断 D.外中断

第十章 输入输出系统习题

第十章输入输出系统习题 一、单项选择题： 1、“总线忙”信号是由__ __建立的。 A．获得总线控制权的设备B．发出“总线请求”的设备 C．总线控制器D．CPU 2、在不同速度的设备之间传送数据__ __。 A．必须采用同步控制方式B．必须采用异步控制方式 C．可以选用同步方式，也可选用异步方式D．必须采用应答方式 3、挂接在总线上的多个部件___ _。 A．只能分时向总线发送数据，并只能分时从总线接收数据 B．只能分时向总线发送数据，但可同时从总线接收数据 C．可同时向总线发送数据，并同时从总线接收数据 D．可同时向总线发送数据，但只能分时从总线接收数据 4、总线从设备是____。 A．掌握总线控制权的设备 B．申请作为从设备的设备 C．被主设备访问的设备D．总线裁决部件 5、假设某系统总线在一个总线周期中传输4个字节信息，一个总线周期占用2个时钟周期，总线时钟频率为10MHz，则总线带宽是__ __。 A．10 MB/s B．20 MB/s C．40 MB/s D．80 MB/s 6、波特率表示传输线路上____。 A．信号的传输速率B．有效数据的传输速率 C．校验信号的传输速率D．干扰信号的传输速率 7、中断系统中的断点是指____。 A．子程序入口地址B．中断服务子程序入口地址 C．中断服务程序入口地址表D．中断返回地址 8、显示器的主要参数之一是分辨率，其含义是____。 A．显示屏幕的水平和垂直扫描频率 B．显示屏幕上光栅的列数和行数 C．可显示不同颜色的总线 D．同一个画面允许显示不同颜色的最大数目 9、下列选项中，能引起外部中断的事件是____。 A．键盘输入B．除数为0 C．浮点运算下溢D．访存缺页 10．CPU响应中断时，最先完成的两个步骤是_ __和保护现场信息。 A.开中断 B.恢复现场 C.关中断 D.不可屏蔽中断 11、在独立编址方式下，存储单元和I/O设备是靠来区分的。 A．不同的地址代码B．不同的地址总线 C．不同的指令和不同的控制信号D．上述都不同 12、计算机系统的输入/输出接口通常是__ __。 A．CPU与存储器之间的交界面B．存储器与打印机之间的交界面 C．主机与外围设备之间的交界面D．CPU与系统总线之间的交界面 13．根据连线的数量，总线可分为串行总线和_____ ___总线

第六章输入输出系统-Read

体系结构6-0 第六章 输入输出系统 6.2 解： 加速比＝14.710 /%902/%101=+ 本题再次反映了Amdahl 定律，要改进一个系统的性能要对各方面性能都进行改进，不然系统中最慢的地方就成为新系统的瓶颈。 6.3假设磁盘空闲，这样没有排队延迟；公布的平均寻道时间是9ms ，传输速度是4MB/s ，转速是5400r/min ，控制器的开销是1ms 。问读或写一个512字节的扇区的平均时间是多少？ 解： 平均磁盘访问时间 = 平均寻道时间 + 平均旋转延迟 + 传输时间 + 控制器开销 15.725m 1 0.125 5.6 9 1ms 4.0MB/s 0.5KB 5400r/min 0.5 9ms = + + + = + + + 假设实际测得的寻道时间是公布值的33%，则答案是： 3ms + 4.2ms + 0.1ms + 1ms = 8.3ms 6.x 盘阵列有哪些分级？各有什么特点？ RAID0亦称数据分块，即把数据分布在多个盘上，实际上是非冗余阵列，无冗余信息。 RAID1亦称镜像盘，使用双备份磁盘。每当数据写入一个磁盘时，将该数据也写到另一个冗余盘，这样形成信息的两份复制品。如果一个磁盘失效，系统可以到镜像盘中获得所需要的信息。镜像是最昂贵的解决方法。特点是系统可靠性很高，但效率很低。 RAID2位交叉式海明编码阵列。原理上比较优越，但冗余信息的开销太大，因此未被广泛应用。 RAID3位交叉奇偶校验盘阵列，是单盘容错并行传输的阵列。即数据以位或字节交叉的方式存于各盘，冗余的奇偶校验信息存储在一台专用盘上。 RAID4专用奇偶校验独立存取盘阵列。即数据以块(块大小可变)交叉的方式存于各盘，冗余的奇偶校验信息存在一台专用盘上。 RAID5块交叉分布式奇偶校验盘阵列，是旋转奇偶校验独立存取的阵列。即数据以块交叉的方式存于各盘，但无专用的校验盘，而是把冗余的奇偶校验信息均匀地分布在所有磁盘上。 RAID6双维奇偶校验独立存取盘阵列。即数据以块(块大小可变)交叉的方式存于各盘，冗余的检、纠错信息均匀地分布在所有磁盘上。并且，每次写入数据都要访问一个数据盘和两个校验盘，可容忍双盘出错。 RAID7是采用Cache 和异步技术的RAID6，使响应速度和传输速率有了较大提高。 6.6 同步总线和异步总线各有什么优缺点？总线的主要参数有哪些？各是什么含义？

计算机组成原理第8章-输入输出系统

第八章输入输出系统 8.1输入输出设备的编址方式 8.2 总线结构 8.2.1 概述 总线是传送信息的通路，在计算机系统中使用的总线可分成3类： (1)计算机系统中各部件内部传送信息的通路。例如：运算器内部寄存器与寄存器之间、寄存器与算术逻辑运算单元(ALU)之间的传送通路，通常称之为内部总线。 (2)计算机系统中各部件之间传送信息的通路。例如CPU与主存储器之间，CPU与外设端口之间传送信息的通路，通常称之为“系统总线”。 (3)计算机多机系统内部各计算机之间传送信息的通路，通常称之为“机间总线”或“多机总线”。 本节中讨论的主要是CPU与外设接口之间的系统总线，又可称作输入输出总线，简称I／O总线。 提到总线，人们马上会想到它由许多条传输线构成，这些传输线的总条数称作总线的宽度，连接在一条总线上常常有多个设备或部件，因此常被称作共享总线或分时总线。因为不管一条总线上连接了多少个设备，任何时候只能有两个设备利用总线进行通信，一是信息发送者，一是信息接收者。于是就应该有一个部件来确定当前总线由哪两个设备来使用。如果有多个部件申请使用总线时，还应该由它根据申请者的优先级别来确定使用总线的优先次序，所有这些功能要由总线控制逻辑来完成。因此总线应该是由一定数量的传输线和总线控制器两部分构成。总线控制器可以是集中式的，集中在某个部件内部，也可以是分散式的，分散在共享总线的多个部件中。 8.2.2总线的控制方式 以集中式总线控制方式为例来说明常用的3种总线控制与仲裁方式。 1．串行链式查询方式 采用串行链式查询方式来实现判优功能的连接图如图8－3所示。

从图8-3中可以看出，该总线上连接着多个部件，对各个部件来说，除了共享数据总线和地址总线外，还有3条控制线(构成控制总线)：总线请求信号线(BR)、总线忙信号线(BS)和总线认可信号线(BG)。由于总线认可信号线对共享总线的多个部件来说形成了一条串行的链，故串行链式查询方式因此而得名。平时，BR、BS和BG线均无效，当某个或多个部件要求使用总线时，各部件通过BR线向总线控制器发出总线请求信号，总线控制器得到请求后置BG线有效，并首先进入“部件0”，若“部件0”有请求，则BG线将终止向后传送，由“部件0”发出总线忙(BR＝1)信号，表示当前总线由“部件0”占用；若“部件0”无请求，则BG 线继续往后传送，一直传送到某个有总线请求的部件为止，这时总线控制器将总线使用权交给该部件。从上述查询过程中可以看出，离总线控制器最近的部件具有最高的优先权，最远的部件只有在它前面所有部件均不请求使用总线时，才有可能得到总线的使用权，这种不公平的待遇将保持不变。这种查询方式控制简单，控制线数量少，总线上要增、删部件很容易，但是对串行查询链上的电路故障非常敏感，如果某个部件的查询链出了故障，那么该部件之后的所有部件都将无法得到总线的使用权。 2.计数定时查询方式 计数定时查询方式连接图如图8-4所示

计算机组成原理(第七章 输入输出系统

第七章输入输出系统 第一节基本的输入输出方式 一、外围设备的寻址 1．统一编址：将输入输出设备中控制寄存器、数据寄存器、状态寄存器等与内存单元一样看待，将它们和内存单元联合在一起编排地址，用访问内存的指令来访问输入输出设备接口的某个寄存器，从而实现数据的输入输出。 2．单独编址：将输入输出设备中控制寄存器、数据寄存器、状态寄存器单独编排地址，用专门的控制信号进行输入输出操作。 3．CPU与外围设备进行通信有三种类型： （1）CPU向外围设备发出操作控制命令。 （2）外围设备向CPU提供状态信息。 （3）数据在CPU与外围设备之间的传递。 历年真题 1．对外设统一编址是指给每个外设设置一个地址码。（2002年） 【分析】CPU与外设之间的信息传送是通过硬件接口来实现的，各种外设的硬件接口上又都包含有多个寄存器，如控制寄存器、数据寄存器、状态寄存器等。统一编址是将外设接口上的各种寄存器等同于内存储器的存储单元，通过使用访问内存单元的指令来访问外设接口上的各个寄存器，这样就可以使用访存指令来访问外设，输入输出操作简单，程序设计比较简便。由于外设接口上的寄存器种类和数量通常不止一个，所以一个外设至少对应一个以上的内存地址。 【答案】对外设统一编址是将外设接口上的寄存器等同内存单元，给每个外设设置至少一个地址码。 二、外围设备的定时 1．外围设备的定时方式有异步传输方式和同步定时方式两种。 2．实现输入输出数据传输的方式主要有：程序控制方式、直接存储访问（DMA）方式、通道方式。程序控制方式又可分为程序查询方式和中断方式两种。 历年真题 1．对I/O数据传送的控制方式，可分为程序中断控制方式和独立编址传送控制方式两种。（2001年）【分析】对1/O数据传送的控制方式，可分为程序直接控制方式、程序中断控制方式、DMA控制方式、通道控制方式等。程序中断控制方式只是其中的一种方法，独立编址是指对1/O设备的控制寄存器、数据寄存器、状态寄存器等单独进行地址编排，使用专门的指令对其进行操作，可用在各种数据传送的控制方式中。 【答案】对1/O数据传送的控制方式，可分为：程序控制方式、DMA方式、通道控制方式等 三、程序查询输入输出方式 了解程序查询输入输出过程即可（从未考过）。 第二节中断 一、中断的基本概念 1．中断：是指CPU在接到随机产生的中断请求信号后，暂停原程序，转去执行相应的中断处理程序，以处理该随机事件，处理完毕后返回并继续执行原程序。 2．中断方式的特点：中断方式的输入输出操作可以减少CPU等待外围设备的时间，提高CPU的工作效率。 3．中断方式的应用范围：中断方式主要应用于处理复杂随机事件、控制中低速1/O。

第6章 输入输出系统-选择题

第6章输入输出系统(I/O管理)-选择题 1.以下关于设备属性的叙述中,正确的是()。 A.字符设备的基本特征是可寻址到字节,即能指定输入的源地址或输出的目标地址 B.共享设备必须是可寻址的和可随机访问的设备 C.共享设备是指同一时间内允许多个进程同时访问的设备 D.在分配共享设备和独占设备时都可能引起进程死锁 2.虚拟设备是指() A.允许用户使用比系统中具有的物理设备更多的设备 B.允许用户以标准化方式来使用物理设备 C.把一个物理设备变换成多个对应的逻辑设备 D.允许用户程序不必全部装入主存便可使用系统中的设备 3.磁盘设备的1O控制主要采取()方式 A.位 B.字节 C.帧 D. DMA 4.为了便于上层软件的编制,设备控制器通常需要提供() A.控制寄存器、状态寄存器和控制命令 B.1/O地址寄存器、工作方式状态寄存器和控制命令 C.中断寄存器、控制寄存器和控制命令 D.控制寄存器、编程空间和控制逻辑寄存器 5.在设备控制器中用于实现设备控制功能的是() A. CPU B.设备控制器与处理器的接 C.I/O逻辑 D.设备控制器与设备的接口 6.在设备管理中,设备映射表(DMT)的作用是() A.管理物理设备 B.管理逻辑设备 C.实现输入/输出 D.建立逻辑设备与物理设备的对应关系 7.DMA方式是在()之间建立一条直接数据通路 A.I/O设备和主存 B.两个I/O设备 C.I/O设备和CPU D.CPU和主存 8.通道又称1/O处理机,它用于实现()之间的信息传输。 A.内存与外设 B.CPU与外设 C.内存与外存 D.CPU与外存 9.在操作系统中,()指的是一种硬件机制 A.通道技术 B.缓冲池 C. Spooling技术 D.内存覆盖技术 10.若1O设备与存储设备进行数据交换不经过CPU来完成,则这种数据交换方式是() A.程序查询 B.中断方式 C.DMA方式 D.无条件存取方式 11.计算机系统中,不属于DMA控制器的是() A.命令/状态寄存器 B.内存地址寄存器 C.数据寄存器 D.堆指针寄存器 12.()用作连接大量的低速或中速1O设备

计算机组成原理第八章输入输出系统

第八章输入输出系统 一、填空题； 1.直接内存访问（DMA）方式中，DMA控制器从CPU完全接管对A.______的控制，数据交换不经过CPU,而直接在内存和B.______之间进行。 2.通道是一个特殊功能的A.______ ，它有自己的B.______ 专门负责数据输入输出的传输控制。 3.并行I/O接口A.______ 和串行I/O接口B.______ 是目前两个最具有权威性的标准接口技术。 4.在计算机系统中，CPU对外围设备的管理，除了程序查询方式、程序中断方式外，还有A.______方式、B.______方式和C.______方式。 5.程序中断方式控制输入输出的主要特点是，可以使A 和B 并行工作。 6.DMA控制器按其A 结构，分为B 型和C 型两种。 7.通道是一个特殊功能的A ，它有自己的B 专门负责数据输入输出的传输控制，CPU只负责C 功能。 8.通道有三种类型：A 通道、B 通道、C 通道。 二、选择题： 1.下面有关“中断”的叙述，______是不正确的。 A.一旦有中断请求出现，CPU立即停止当前指令的执行，转而去受理中断请求 B.CPU响应中断时暂停运行当前程序，自动转移到中断服务程序 C.中断方式一般适用于随机出现的服务 D.为了保证中断服务程序执行完毕以后，能正确返回到被中断的断点继续执行程 序，必须进行现场保存操作 2.中断向量地址是______。 A. 子程序入口地址 B. 中断服务例行程序入口地址 C. 中断服务例行程序入口地址的地址 D. 主程序返回地址 3.在数据传送过程中，数据由串行变并行或由并行变串行，其转换是通过______。 A. 移位寄存器 B. 数据寄存器 C. 锁存器 D. 指令寄存器 4.采用DMA方式传送数据时，每传送一个数据要占用______的时间。 A. 一个指令周期 B. 一个机器周期 C. 一个时钟周期 D. 一个存储周期 5.发生中断请求的条件是______。 A. 一条指令执行结束 B. 一次I/O操作开始 C. 机器内部发生故障 D. 一次DMA操作开始 6.为了便于实现多级中断，保存现场最有效的方法是采用______。 A. 通用寄存器 B. 堆栈 C. 存储器 D. 外存 7.采用串行接口进行七位ASCII码的传送，带有一位奇校验位、一位起始位和一位停止位，当波特率为4800波特时，字符传送速率为___。 A．480 B. 436 C. 685 D. 240 8.在单级中断系统中，CPU一旦响应中断，则立即关闭___标志，以防止本次中断服务结束前同级的其他中断源产生另一次中断进行干扰。 A．中断允许 B. 中断请求 C. 中断屏蔽

第7章输入输出系统习题

1．在微型机系统中．I／O设备通过( B )与主板的系统总线相连接。 A. DMA控制器 B．设备控制器 C．中断控制器 D. I/O端口 I/O设备不可能真接与主板总线相连接，总是通过设备控制器来相连的。 2．下列关于I./O指令的说法，错误的是( D )。 A. I/O指令是CPU系统指令的一部分 B．I/O指令是机器指令的一类 C．I/O指令反映CPU和T/O设备交换信息的特点 D. I/O指令的格式和通用指令格式相同 I/O指令是指令系统的一部分，是机器指令，其为了反映与I/O设备交互的特点，格式和其他指令相比有所不同。 3．以下关于通道程序的叙述中，正确的是( A )。 A. 通道程序存放在主存中 B．通道程序存放在通道中 C．通道程序是由CPU执行的 D．通道程序可以在任何环境下执行I/O操作 通道程序存放在主存而不是存放在通道中，豳通道从主存中取出并执行。通道程序由通道执行，目．只能在具有通道的I/O系统中执行。 4．挂接在总线上的多个I/O设备( B )。 A．只能分时向总线发送数据，并只能分时从总线接收数据 B．只能分时向总线发送数据，但可同时从总线接收数据 C．可同时向总线发送数据，并同时从总线接收数据 D. 可同时向总线发送数据，但只能分时从总线接收数据 为了使总线上的数据不发生“碰撞”，挂接在总线上的多个设备只能分时地向总线发送数据。总线上接收数据的设备可以有多个，因为接收数据的设备不会对总线产生“干扰”。如向一个人说话可以多个人听，如果多个人说话一个人听的话，那会是非常混乱的场面。5．一台字符显示器的VRAM中存放的是( A )。 A. 显示字符的ASCII码 B．BCD码 C．字模 D．汉字内码 在字符显示器中的VRAM存放ASCII码用以显示字符。 6．CRT的分辨率为1024x1024像素，像素的颜色数为256，则刷新存储器的每单元字长为( B ），总容量为( )。 A．8B,256MB B．8bit,IMB C. 8bit,256KB D. 8B,32MB 刷新存储器中存储单元的字长取决于显示的颜色数，颜色数为m．字长为n，二者的关系为2n=rn。本题颜色数为256．因此刷新存储器单元字长为8位。刷新存储器的容量是每个像素点的位数和像素点个数的乘积，故而刷新存储器的容量为1024x1024x8bit= IMB。

计算机操作系统(第四版)第6章 输入输出系统1

第六章 输入输出管理

6.1 6.1 I/O系统的功能、模型和接口 6.2 I/O设备和设备控制器 6.3 中断机构和中断处理程序 6.4 设备驱动程序 6.5 与设备无关的I/O软件 6.6 用户层的I/O软件 6.7缓冲区管理 67 6.8 磁盘存储器的性能和调度68

6.1 I/O系统功能、模型和接口 1I/O 1 I/O系统基本功能 ./O系统层次结构和模型2.I/O 系统接 3.I/O接口

1 I/O 系统基本功能 ①隐藏物理设备的细节 使用方便②与设备的无关系 提高③提高CPU和I/O设备的利用率 利用率④对I/O设备进行控制 ⑤确保对设备的正确共享 共享方便 ⑥错误处理

① 隐藏物理设备的细节 Printf(“……”); Scanf “……” ();(); #include t =time(0); #includet time(0); number = rand( )#include系统你负责下 Programmer+ I/O 系统，你负责下Programmer 用户，不愿去细数磁盘的卷号、磁道，只求把数给取出来就好。

②与设备的无关系 基于因此物理设备细节的基础上实现，使用基于因此物理设备细节的基础上实现使用抽象的逻辑设备名称使用设备。/dev/printer Windows 2000以前的OS，读取U盘先要安置盘驱动程序就像当前安置打印驱动扫U盘驱动程序，就像当前安置打印驱动、扫 描驱动一样。 I/O系统，你负责设置下 系统你负责设置下

第6章输入输出系统

第六章输入输出系统 一、填空题 l 、操作系统中，设备管理的目标是（）和（）。 2、中断装置通常是按预定的顺序来响应同时出现的中断事件的，这个预定的顺序通常被称为（）。 3．通道通过执行通道程序来完成控制设备工作，完成指定的（）操作． 4．通道可分为（）、（）和（）三种类型． 5．中断向量实际上是一种指针，它指向对应（）的入口． 6．访问磁盘时间由（），（）和（）三部分组成． 7．缓冲是一种（）扶术，它利用某种存储设备，在数据传送过程中进行暂时的存放． 8．I／O管理中，（）技术是操作系统得以响应外部和内部物理请求的必不可少的重要机制． 9、（）算法是选择当前磁头所在磁道距离远近的请求作为下一次服务的对象． 10．磁盘地址空间是（）维的． 11．为实现CPU与外部设备的并行工作，系统引入了（）硬件机制． 12，IlO涉及的基本的硬件元素有（）等等． 13．控制设备的核心模块为（）· 14．设备和CPU之间数据传送控制方式有四种：程序直接控制方式，中断控制方式，DMA方式和（）· 15. 缓冲，中断及（）也是设备管理中的一个重要部分． 16. 磁盘是海量存储设备．海量存储设备的出现使得计算机系统的数据保留得以实现．磁盘也就成了 （）数据的关键． 17．许算机两个最主要的工作就是（）和处理机． 18．磁盘又可以分为（）· 19．如何有效地对连接到计算机的外设进行（）是操作系统设计者最关心的问题之一． 20．一个设备可能通过电缆甚至（）发送信号，与计算机系统通信． 21 、一般来说，把设备与主机之间的接口称之为（）· 22．如果很多设备都共用一条线路通信，称镇线路为（） 23．之所以区分控制器和设备本身是因为操作系统大多与（）打交道，而非设备本身．

计算机组成原理 白中英 第三版(完整版)第八章输入输出系统

1．如果认为CPU等待设备的状态信号是处于非工作状态（即踏步等待），那么在下面几种主机与设备之间的数据传送中：（）主机与设备是串行工作的；（）主机与设备是并行工作的；（）主程序与设备是并行运行的。 A．程序查询方式 B. 程序中断方式 C. DMA方式 A C B解：2．中断向量地址是_____。 A．子程序入口地址 B. 中断服务程序入口地址 C．中断服务程序入口地址指示器 C. 例行程序入口地址 C解：3．利用微型机制作了对输入数据进行采样处理的系统。在该系统中，每抽取一个输入数据就要中断CPU一次，中断处理程序接受采样的数据，将其放到主存的缓冲区内。该中断处理需时x秒，另一方面缓冲区内每存储n个数据，主程序就将其取出进行处理，这种处理需时y秒。因此该系统可以跟踪到每秒_____次的中断请求。 A．N/(n×x+y) B. N/(x+y)×n C. Min(1/x, n/y) A解：4．采用DMA方式传送数据时，每传送一个数据就要占用一个____的时间。 A．指令周期 B. 机器周期 C. 存储周期 D. 总线周期 C解：5．通道的功能是：（1）________，（2）______。按通道的工作方式分，通道有______通道、_______通道和______通道三种类型。 解：（1）执行通道指令，组织外围设备和内存进行数据传输； （2）执行CPU的I/O指令，以及向CPU报告中断。 选择通道、字节多路通道、数组多路通道 6．在教科书图8.7中，当CPU对设备B的中断请求进行服务时，如设备A提出请求，CPU能够响应中断吗？为什么？如果设备B一提出请求总能立即得到服务，问怎样调整才能满足此要求？ 解：（1）CPU不能响应中断 （2）因为同级中断不能嵌套，而A、B设备属于同级中断 （3）如果想要设备B一提出请求即能得到服务，则应该使设备B为最高优先级，这里可将，处于最高优先级。级IR单独接至 B3 设备 8．设某机有5级中断：L0，L1，L2，L3，L4，其中断响应优先次序为：L0最高，L1次 之，L4最低。现在要求将中断处理次序改为L1→L3→L0→L4→L2，试问： 1 / 3 （1）下表中各级中断处理程序的各中断级屏蔽值如何设置（每级对应一位，该位 为ぜ表示允许中断，该位为?表示中断屏蔽）？ （2）若这5级中断同时都发出中断请求，按更改后的次序画出进入各级中断处理程序的过程示意图。 解：（1） ）（2

第六章-输入输出系统讲课讲稿

第6章输入输出系统 6.1 解释以下术语 响应时间：从用户键入命令开始，到得到结果所花的时间。 可靠性：指系统从某个初始参考点开始一直连续提供服务的能力，它通常用平均无故障时间来衡量。 可用性：指系统正常工作的时间在连续两次正常服务间隔时间中所占的比率。 可信性：指服务的质量，即在多大程度上可以合理地认为服务是可靠的。 RAID ：廉价磁盘冗余阵列或独立磁盘冗余阵列。 分离事务总线：将总线事务分成请求和应答两部分。在请求和应答之间的空闲时间内，总线可以供给其它的I/O 使用。采用这种技术的总线称为分离事务总线。 通道：专门负责整个计算机系统输入/输出工作的专用处理机，能执行有限的一组输入输出指令。 通道流量：指一个通道在数据传送期间，单位时间内能够传送的数据量。 虚拟DMA ：它允许DMA 设备直接使用虚拟地址，并在DMA 传送的过程中由硬件将虚拟地址转换为物理地址。 异步I/O ：允许进程在发出I/O 请求后继续执行，直到该进程真正访问这些数据而它们又尚未就绪时，才被挂起。 6.2 假设一台计算机的I/O 处理时间占10%，当其CPU 性能改进为原来的100倍，而I/O 性能仅改进为原来的2倍时，系统总体性能会有什么样的变化？ 解：94.1690%/100 10%/21=+=加速比 6.3 RAID 有哪些分级？各有何特点？ 答：(1)RAID0。亦称数据分块，即把数据分布在多个盘上，实际上是非冗余阵列，无冗余信息。(2)RAID1。亦称镜像盘，使用双备份磁盘。每当数据写入一个磁盘时，将该数据也写到另一个冗余盘，这样形成信息的两份复制品。如果一个磁盘失效，系统可以到镜像盘中获得所需要的信息。镜像是最昂贵的解决方法。特点是系统可靠性很高，但效率很低。 (3)RAID2。位交叉式海明编码阵列。即数据以位或字节交叉的方式存于各盘，采用海明编码。原理上比较优越，但冗余信息的开销太大，因此未被广泛应用。(4)RAID3。位交叉奇偶校验盘阵列，是单盘容错并行传输的阵列。即数据以位或字节交叉的方式存于各盘，冗余的奇偶校验信息存储在一台专用盘上。(5)RAID4。专用奇偶校验独立存取盘阵列。即数据以块(块大小可变)交叉的方式存于各盘，冗余的奇偶校验信息存在一台专用盘上。(6)RAID5。块交叉分布式奇偶校验盘阵列，是旋转奇偶校验独立存取的阵列。即数据以块交叉的方式存

第10章 输入输出系统

第10章输入输出（I/O）系统 一、选择题（每题2分） 12．串行接口是指（）。 A．主机和接口之间、接口和外设之间都采用串行传送 B．主机和接口之间串行传送，接口和外设之间并行传送 C．主机和接口之间并行传送，接口和外设之间串行传送 D．系统总线采用串行总线 【分析】主机的工作速度较快，因此主机和接口之间采用并行传送；外设的工作速度较慢，因此接口和外设之间采用串行传送。 【答案】C 35.为了便于实现多级中断，保存现场信息最有效的办法是采用______。 A 通用寄存器 B 堆栈 C 存储器 D 外存 【答案】B 35.为了便于实现多级中断，保存现场信息最有效的办法是采用______。 A 通用寄存器 B 堆栈 C 存储器 D 外存 【答案】B 70. 当采用______对设备进行编址情况下，不需要专门的I/O指令组。 A.统一编址法 B.单独编址法 C.两者都是 D.两者都不是 【答案】A 71. 下面有关“中断”的叙述，______是不正确的。 A.一旦有中断请求出现，CPU立即停止当前指令的执行，转而去受理中 断请求 B.CPU响应中断时暂停运行当前程序，自动转移到中断服务程序 C.中断方式一般适用于随机出现的服务 D.为了保证中断服务程序执行完毕以后，能正确返回到被中断的断点继 续执行程序，必须进行现场保存操作 【答案】A 95. 周期挪用（窃取）方式常用于______中。

A. 直接内存存取方式的输入/输出 B. 直接程序传送方式的输入/输出 C. CPU的某寄存器与存储器之间的直接传送 D. 程序中断方式的输入/输出 【答案】A 114. 采用DMA方式传送数据时，每传送一个数据就要用一个______时间。 A. 指令周期 B. 机器周期 C. 存储周期 D. 总线周期 【答案】C 二、填空题（每题2.5分） 3．按照传输数据格式不同划分，总线数据通信方式可分为串行总线和____________两类。 【答案】并行总线 4．对I/O数据传送的控制方式，可分为：程序直接控制方式、______________、DMA方式、_____________和外围处理机方式。 【答案】程序中断方式、通道控制方式 5.计算机系统的输入输出接口是（C）之间的交接界面。 A．CPU与存储器B．存储器与外围设备 C．主机与外围设备D．CPU与系统总线

第七章、输入输出系统总结

第7章输入输出系统 7.1 I/O 设备 一、外设的地位和作用外设是计算机系统的重要组成部分。 外设是人机对话的工具。外设是完成数据媒体变换的装置。外设是系统软件及信息的驻在地。外设是计算机推广应用的桥梁。 二、外设的特点速度慢：机电混合装置，ms 级。多样性及复杂性：涉及机电光磁声等学科，传输速率差异大，方式各不相同。S 三、外设的分类 1. 人机交互设备键盘鼠标打印机显示器 2. 信息驻留设备磁盘光盘磁带 3. 机—机通信设备调制解调器网卡路由器 四、输入设备 1. 键盘 2. 鼠标 3. 触摸屏 五、输出设备 1. 显示器 2. 打印机 六、其他 1. A/D、D/A 模拟/数字（数字/模拟）转换器 2. 终端由键盘和显示器组成完成显示控制与存储键盘管理及通信控制 3. 汉字处理汉字输入、汉字存储、汉字输出 七、多谋体技术 八、I/O 操作的特点 1. 异步性 2. 实时性 3.IO 操作的实现与设备的无关性 7.2 I/O 系统的发展 1. 早期阶段：以运算器为中心，分散连接 2. 接口模块和DMA 阶段：总线连接 3. 具有通道结构的阶段 通道是用来负责管理IO 设备以及实现主存与IO 设备之间交换信息的部件，可看作是一种具有特殊功能的处理器。具有专用的通道指令，可以独立运行程序，但受制于CPU，是从属于CPU的一个专用处理器

4. 具有I/O 处理机的阶段 7.3 I/O 接口 IO 接口通常是指主机与外设之间的一个硬件电路及其相应的软件控制。而端口是指这些接口电路中的一些寄存器，包含有数据端口、控制端口和状态端口，若干个端口加上控制逻辑才能组成接口。 一、概述 1. 实现设备的选择 2. 实现数据缓冲达到速度匹配 3. 实现数据串—并格式转换 4. 实现电平转换 5. 传送控制命令 6. 反映设备的状态( “忙”、“就绪”、“中断请求”) 二、接口的功能和组成 1、总线连接方式的I/O 接口电路 (1) 设备选择线 (2) 数据线 (3) 命令线 2. 接口的功能和组成 1) 、功能

5-1输入输出系统-作业

第五章设备管理 1．选择题 1．下述关于设备绝对号和相对号的说法中，正确的是 D 。 A．操作系统为每台设备确定一个绝对号和一个相对号 B．用户进程申请设备时应该指定绝对号和相对号 C．申请设备时指定绝对号可提高设备的利用率 D．申请设备时指定设备类、相对号使设备分配的灵活性强 2．虚拟设备技术是指用 C 的技术。 A．共享设备代替独占设备B．独占设备代替共享设备 C．共享设备模拟独占设备D．独占设备模拟共享设备3．SPOOL系统克服了____B__利用率低的缺点。 A．共享设备B．独占设备C．主存储器D．虚拟设备4．下列算法中可用于磁盘移臂调度的是 B 。 A．最短计算时间优先B．电梯算法C．时间片轮转D．响应比高者优先 5．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 B 。 A．设备一致性B．设备独立性C．设备虚拟性D．设备共享性 11．对磁盘进行移臂调度时，既考虑了减少寻找时间，又不频繁改变移动臂的移动方向的调度算法是 C 。 A．先来先服务B．最短寻找时间优先 C．电梯调度D．优先级高者优先 12．为了提高设备分配的灵活性，用户申请设备时应指定 A 号。 A．设备类相对B．设备类绝对C．相对D．绝对13．对磁盘进行移臂调度的目的是为了缩短 A 时间。 A．寻道B．延迟C．传送D．启动14．操作系统采用SPOOLing技术提高了 A 利用率。 A．独占设备B．文件C．主存储器D．共享设备15．从磁盘读取数据的下列时间中, D 对系统效率的影响最大。 A．处理时间B．传输时间C．延迟时间D．寻道时间21．以下 A 不属于磁盘的驱动调度。 A．最高响应比优先调度算法B．先来先服务调度算法 C．电梯调度算法D．单向扫描调度算法 22．操作系统中的SPOOLing技术，实质上是将 A “转化”为共享设备的技术。 A．临界设备B．虚拟设备C．脱机设备D．块设备23．关于SPOOLing的叙述中， B 是错误的。 A．SPOOLing系统中不需要独占设备 B．SPOOLing系统加快了作业的执行速度 C．SPOOLing系统使独占设备变成了共享设备 D．SPOOLing利用了处理器与通道的并行工作能力

操作系统第6章 输入输出系统

以ppt为主，上课没讲的，不会考！！！ 计算机系统的一个重要组成部分是I/O系统。 操作系统，仅给出设备驱动程序接口！！！ 下面一段，记住，背过！！！ 在该系统中包括（1）、有用于实现信息1）、输入、2）、输出和3）、存储功能的设备 （2）、相应的设备控制器， 而设备管理的基本任务是完成用户提出的I/O请求，提高I/O速率以及改善I/O设备的利用率。 设备管理的主要功能有缓冲区管理、设备分配、设备处理、虚拟设备及实现设备独立性等。我们主要对I/O设备和设备控制器等硬件作一扼要的阐述。 “6.1 6.2 较零碎，会考选择、填空！！！小题。” 6.1 I/O系统的功能、模型和接口 （1）、I/O系统的主要任务P178 完成用户提出的I/O请求，提高I/O的速率，以及提高设备的利用率，并能为更高层的进程方便地使用这些设备提供手段。 （2）、I/O系统的层次结构P180 1)用户层I/O软件 2)设备独立性软件 3)设备驱动程序 4)中断处理程序 （3）、I/O系统接口P181 根据设备类型的不同，可分为若干个接口。 6.2 I/O设备和设备控制器（重点！！！需要记住！！！！），会出题 将分为以下两部分来了解I/O设备： （1）I/O设备的类型 （2）设备与控制器之间的接口 （1）、I/O设备的类型（很重要！！每种分类标准，分为哪些类，都记住！！！） I/O设备的类型繁多，从OS观点看，其重要的性能指标有：数据传输速率、数据的传输单位、设备共享属性等。因而从以下不同角度进行分类。 1)按传输速率分类P183“会填空！！” 1.低速设备：传输速率仅为每秒钟几个字节至数百个字节的一类设备。如键盘、鼠标、语音输入和 输出设备等。 2.中速设备：传输速率为每秒钟数千个字节至数万个字节的一类设备。如行式打印机、激光打印机 等。 3.高速设备：传输速率为每秒钟数百千个字节至数十兆字节的一类设备。如磁带机、磁盘机、光盘 机等。

8第八章输入输出系统讲解

《第八章输入输出系统》 8.1外围设备的定时方式和信息交换方式 8.2程序查询方式 8.3程序中断方式 8.4DMA方式 8.5通道方式 8.6通用I/O标准接口 8.1外围设备的定时方式和信息交换方式 一、外围设备的速度分级 外设种类繁多，存在以下几种情况： 不同种类的外设数据传输速率差别很大 同一种设备在不同时刻传输速率也可能不同 高速的CPU与速度参差不齐的外设怎样在时间上同步呢？ ——解决办法是在CPU和外设之间发生数据传送时加以定时。 速度极慢或简单的外设----CPU只需要接受或者发送数据即可慢速或者中速的设备——可以采用异步定时的方式高速外设----- 采用同步定时方式 二、信息交换方式 程序查询方式程序中 断方式 DMA方式 通道方式

8.2程序查询方式 1、 设备编址 统一编址 独立编址 2、 必须插入 输入输出指令 3、 程序查询接口 设备选择电路 数据 缓冲寄存器 设备状态寄存器 (1) 先向I/O 说 (2) 从I/O 接口读入状态字； (3) 检查状态字中的标志，看看数据交换是 否可以进行； (4) 假如这个设备没有准备就绪，则第 (2)、第(3)步重复进行，一直到这个设备准备好交换数 据，发出准备就绪信号“ Ready" (5) CPU 从I/O 接口的数据缓冲寄存器输入数据，或者将数据从 寄存器。与此同时， CPU 将接口中的状态标志复位。 (6 )数据传送 8.3 程序中断方式 8.3.1中断的概念、功能 8.3.2程序中断方式的基本接口 8.3.3单级中断 8.3.4多级中断 8.3.5Pentium 中断机制 8.3.1中断的概念、功能 中断(Interrupt )是指CPU 暂时中止现行程序，转去处理随机发生的紧急事件，处理完 后自动返回原程序的功能和技术。 中断系统是计算机实现中断功能的软硬件总称。 一般在CPU 中设置中断机构，在外设接口中设置中断控制器，在软件上设置相应的中 断服务程序。 中断源：能够向CPU 发出中断请求的事件。 常见中断源有： 输入、输出设备中断。如键盘、打印机等工作过程中已做好接收或发送准备。 数据通道中断。如磁盘、磁带等要同主机进行数据交换等。 实时时钟中断。 故障中断。例如电源掉电、设备故障等要求 CPU 进行紧急处理等。 系统中断。如运算过程出现溢出、数据格式非法，数据传送过程出现校验错, 控制器遇到非法指令等等。为了调试程序而设置的中断。 情求进行数据传送: CPU 输出至接口的数据缓冲 外设 Ci v I

第七章、输入输出系统总结

第7章输入输出系统 7.1 I/O设备 一、外设的地位和作用 外设是计算机系统的重要组成部分。 外设是人机对话的工具。 外设是完成数据媒体变换的装置。 外设是系统软件及信息的驻在地。 外设是计算机推广应用的桥梁。 二、外设的特点 速度慢：机电混合装置，ms级。 多样性及复杂性：涉及机电光磁声等学科，传输速率差异大，方式各不相同。S 三、外设的分类 1. 人机交互设备键盘鼠标打印机显示器 2. 信息驻留设备磁盘光盘磁带 3. 机—机通信设备调制解调器网卡路由器 四、输入设备 1.键盘 2. 鼠标 3. 触摸屏 五、输出设备 1. 显示器 2. 打印机 六、其他 1. A/D、D/A 模拟/数字（数字/模拟）转换器 2. 终端由键盘和显示器组成完成显示控制与存储键盘管理及通信控制 3. 汉字处理汉字输入、汉字存储、汉字输出 七、多谋体技术 八、I/O操作的特点 1.异步性 2.实时性 3.IO操作的实现与设备的无关性 7.2 I/O系统的发展

1.早期阶段：以运算器为中心，分散连接 2.接口模块和DMA 阶段：总线连接 3.具有通道结构的阶段 通道是用来负责管理IO设备以及实现主存与IO设备之间交换信息的部件，可看作是一种具有特殊功能的处理器。具有专用的通道指令，可以独立运行程序，但受制于CPU，是从属于CPU的一个专用处理器 4.具有I/O 处理机的阶段 7.3 I/O 接口 IO接口通常是指主机与外设之间的一个硬件电路及其相应的软件控制。 而端口是指这些接口电路中的一些寄存器，包含有数据端口、控制端口和状态端口，若干个端口加上控制逻辑才能组成接口。 一、概述 1. 实现设备的选择 2. 实现数据缓冲达到速度匹配 3. 实现数据串—并格式转换 4. 实现电平转换 5. 传送控制命令 6. 反映设备的状态（“忙”、“就绪”、“中断请求”） 二、接口的功能和组成 1、总线连接方式的I/O 接口电路 (1) 设备选择线 (2) 数据线 (3) 命令线 (4) 状态线 2.接口的功能和组成 1）、功能