复习资料：2019年4月自考《操作系统》章节知识汇总六

1、解释设备的绝对号和相对号。
答：设备绝对号：在设备管理中，计算机系统为每一台设备确定一个编号，以便区分和识别不同设备，这个编号称为设备的绝对号。而用户在程序中定义的设备号就是“设备相对号”。

2、用户程序中采用“设备类、相对号”的方式用来使用设备有什么优点？
答：用户程序中采用“设备类、相对号”的方式，使设备分配的适应性好，灵活性强：
1)系统只要从指定的设备类中找出一台“好的且未分配的”设备来进行分配即可。
2)如果分配给用户的设备在使用中出故障，则系统可以从同类设备中找出“好的且未分配”的另一台设备来替换。

3、解释“设备的独立性”。
答：用户程序中采用“设备类、相对号”方式使用设备时，用户编程就不必指定特定设备，在程序中由“设备类、相对号”定义逻辑设备。程序执行时由系统根据用户指定的逻辑设备转换成与其对应的具体物理设备。所以，用户编程时使用的设备与实际使用哪台设备无关，这就是“设备独立性”。

4、什么是设备的静态分配方式。
答：设备的静态分配是指当一个作业所需使用的独占设备能得到满足时，该作业才能被装入主存储器执行。此时该设备完全被分配给该作业占用，直到作业执行结束撤离时才收回这个设备。

5、启动磁盘执行一次输入输出操作花费的时间由哪几部分组成？
答：启动磁盘执行一次输入输出操作花费的时间由“寻找时间、延迟时间和传送时间”三部分时间组成。其中寻找时间是指磁头在移动臂带动下移动到指定术面所花的时间；延迟时间是指指定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。

6、什么是磁盘的驱动调度？它包括哪两部分？总结对磁盘进行驱动调度的过程。
答：在多道程序设计系统中，同时有多个访问者请求磁盘操作，此时系统采用一定的调度策略来决定各等待访问者的执行次序，所以系统决定等待磁盘访问者的执行次序的工作就是磁盘的“驱动调度”。
磁盘调度分为移臂调度和旋转调度。根据访问者指定的柱面位置来决定执行次序的调度称“移臂调度”；当移动臂定位后，如有多个访问者等待访问该柱面时，根据延迟时间来决定执行次序的调度称为“旋转调度”。

7、假定某磁盘共有200个柱面，编号为0-199，如果在为访问143号柱面的请求者服务后，当前正在为访问125号柱面的请求服务，同时有若干请求者在等待服务，它们每次要访问的柱面号为86，147，91，177，94，150，102，175，130 请回答下列问题：
a.分别用先来先服务算法，最短寻找时间优先算法、电梯调度算法和单各扫描算法来确定实际的服务次序。
 b.按实际服务计算上述算法下移动臂需移动的距离。
答：a.先来先服务法：(125-86)+(147-86)+(147-91)+(177-91)+(177-94)+(150-94)+(150-102)+(175-102)+(175-130)=547
最短寻找时间算法：(130-125)+(147-130)+(150-147)+(175-150)+(177-175)+(177-102)+(102-94)+(94-91)+(91-86)=143
电梯调度算法：(125-102)+(102-94)+(94-91)+(91-86)+(130-86)+(147-130)+(150-147)+(175-150)+(177-175)=130
b.实际服务算法是指单向扫描算法，在此算法下，移动距离是：
(130-125)+(147-130)+(150-147)+(175-150)+(177-175)+(199-177)+86+(91-86)+(94-91)+(102-94)=176(返回的移动不算入内）

10、假定有一个磁盘组共100个柱面，每个柱面上有8个磁道，每个盘面被划分成8个扇区。现有一个含有6400个逻辑记录的文件，逻辑记录的大小与扇 区大小一致，该文件以顺序结构的形式被存放到磁盘上。柱面、磁道、扇区的编号均从“0”开始，逻辑记录的编号也从“0”开始。文件信息从0柱面、0磁道、0扇区开始存放。试问:
a.该文件的第 3680个逻辑记录应存放在哪个柱面的第几磁道的第几个扇区？
 b.第78柱面的第6磁道的第6扇区应存放在了该文件的第几个逻辑记录？
解：a.因为在磁盘中，文件是按柱面－磁道－扇区为序存放的。计算如下：（题中[ ]表示求整除的值??
• 柱面号=[3680/(8*8)] =57
• 磁道号=[(3680 mod 64)/8]=4
• 扇区号＝(3680 mod 64)mod 8=0
b.反过来也可计算：
逻辑记录号=78*64 + 6*8 +6 =5046

11、解释通道命令、通道程序、通道地址字和通道状态字
答：通道命令是计算机硬件设备提供的用于使用输出设备的操作命令，每一条通道命令规定了设备的一种操作。通常由命令码、数据主存地址、传送字节个数及标志码等部分组成。
通道程序是由一组通道命令组成的，这一级通道命令规定了通道执行一次输入输出操作应用的工作。
通道地址字（CAW）是在具有通道的计算机系统中，用来存放通道程序首地址的主存固定单元。
通道状态字（CSW）是用于记录通道和设备执行情况的主存单元。通常包括通道命令地址、设备状态、通道状态和剩余字节个数等几个字段。通道状态字采用双机器字（64位）表示。

12、中央处理器与通道之间是怎样配合工作的？
答：首先，中为处理器执行“启动I/O”指令去启动通道，如启动成功，则通道执行指定的通道程序去控制外设工作。
当通道工作正常完成时，即通道状态字中仅有通道结束、控制器结束和设备结束时，通道形成一个输入输出正常结束中断事件。此时操作系统使有关进程从等等状态进入就绪状态。
如果通道工作时发现设备故障或设备特殊情况（如硬件故障、缺纸等）时形成操作异常结束的I/O中断事件。此时由操作系统组织通道复执（重新执行程序）或产生有关信息请求用户或操作员来处理。
总之，中央处理器是借助于I/O中断来实现配合工作的。通道借助I/O中断请求CPU进行干预，CPU根据产生的I/O中断事件了解输入输出操作的执行情况，对通道操作而言，当操作正常结束或异常结束（如设备故障、设备特殊情况引起异常结束）形成I/O中断，由CPU根据相应情况分别处理。

13、输入井和输出井的作用是什么？
答：为实现虚拟设备，必须在磁盘上划出的专用存储空间，这部分空间就是“井”，其中又分为两部分：用于存放作业的初始信息的井是输入井，存放作业执行结果的是输出井。

14、SPOOL系统由哪些部分组成？简述它们的功能。
答：SPOOL系统由三部分程序组成：
• 预输入程序。通过该程序把作业流中每个作业的初始信息传送到“输入井”保存起来以以备作业执行时使用。
• 井管理程序：包括井管理读程序和井管理写程序两个功能，井管理读程序负责从输入机上读取文件信息供用户使用，井管理写程序负责把作业执行产生的结果保存到输出井中。
• 缓输出程序。它负责查看“输出井”中是否有待输出的结果信息，若有则启动打印机把作业结果输出。

15、实现虚拟设备的主要条件是什么？
答：实现虚拟设备的硬件条件：大容量磁盘；中断装置和通道；中央处理器与通道并行工作的能力。
实现虚拟设备的软件条件是要求操作系统采用多道程序设计技术。

16、SPOOL系统为什么能提高独占设备的利用率？
答：SPOOL系统借助硬件的中断装置和通道技术使得中央处理器与各种外围设备以及各外围设备之间均可并行工作。操作系统采用多道程序设计技术，合理分配处理器，实现联机的外围设备同时操作。
作业执行时从磁盘上读写信息来代替从输入机和打印机的读写操作，不仅使多个作业可以同时执行，而且加快了作业的执行速度，提高了单位时间内处理作业的能力。在作业执行的同时还可利用输入机继续预输入作业信息和利用打印机输出结果，于是，整个系统可以是第一批作业的执行结果在打印输出，第二批作业正在处理，第三批作业信息正在预输入到磁盘的“输入井”中。
这种联机同时操作极大地提高了独占设备的利用率，也使计算机系统的各种资源被充分利用。

17、实现虚拟设备后从哪些方面提高了系统效率?
答：实现虚拟设备后系统从输入、输出以及作业执行速度方面均提高了效率。具体如上题答案中所述。

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