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　　1.從使用的角度，外圍設(shè)備可分為哪兩類？用戶要求使用外圍設(shè)備時，系統(tǒng)采用什么方法來分配？

　　答：從使用角度來分析設(shè)備的特點，可以把設(shè)備分成兩類：一類是一個作業(yè)在執(zhí)行期間獨占使用的設(shè)備，稱為獨占設(shè)備。這類設(shè)備一般采用靜態(tài)分配的辦法在作業(yè)執(zhí)行前就分配出去了，直到作業(yè)結(jié)束撤離的時候，才將分配出去的設(shè)備收回，收回后，才能再分配給其他需要使用該類設(shè)備的作業(yè)。另外一類是共享設(shè)備。這類設(shè)備可以由幾個作業(yè)同時使用。共享設(shè)備采用動態(tài)分配的辦法，這種方法不是在作業(yè)執(zhí)行前分配，而是到作業(yè)需要啟用設(shè)備的時候才分配設(shè)備給作業(yè)。

　　2.如果某作業(yè)申請外圍設(shè)備時，指定申請某臺外圍設(shè)備，那么按教材中圖5-l設(shè)置的分配表怎樣實現(xiàn)分配？

　　答：如果用戶指定申請某臺外圍設(shè)備，用戶給出設(shè)備絕對號，系統(tǒng)為它分配時先查設(shè)備分配表，按照設(shè)備絕對號找到登記項，查是否未分配且是好的，若是則分配給用戶，狀態(tài)改成已分配，填上占用的作業(yè)名，通知用戶已經(jīng)分配成功；若已經(jīng)分配或者設(shè)備壞了，則分配不能被滿足，輸出信息告訴用戶不能分配的原因。

　　3.什么是輸入輸出操作？

　　答：作業(yè)執(zhí)行中總要不斷地啟動外圍設(shè)備，把信息讀入主存儲器進行處理，或者把主存儲器中的信息傳送到存儲介質(zhì)上。主存儲器與外圍設(shè)備之間的信息傳送操作就叫作輸入輸出操作。

　　4.解釋通道命令、通道程序、通道地址字、通道狀態(tài)字。

　　答：通道命令：又稱為通道命令字（CCW，Channel command Word），它是規(guī)定設(shè)備的某一種動作的指令。

　　通道程序：是由通道命令編制出來一段程序，用于控制設(shè)備的工作。整個通道程序確定了外圍設(shè)備應(yīng)執(zhí)行的操作及操作順序。

　　通道地址字：通道程序是存放在主存中的，為了使通道能夠正確快速地找到通道程序的起始地址，系統(tǒng)在主存中安排一個固定的單元，用來存放通道程序的起始地址，這個固定的單元稱為通道地址字（CAW，Channel address Word）

　　通道狀態(tài)字：通道被啟動后，控制指定的設(shè)備完成規(guī)定的操作，同時，通道在執(zhí)行對外圍設(shè)備控制的過程中，要記錄通道與設(shè)備執(zhí)行情況，為此系統(tǒng)在主存中安排另一個固定單元，用于存放這些被記錄狀態(tài)，這個固定單元稱為通道狀態(tài)字（CSW，Channel Status Word）。

　　5.中央處理器與通道是怎樣配合工作的？

　　答：①中央處理器組織好通道程序，并把通道程序的首地址存人通道地址字中。然后，中央處理器執(zhí)行“啟動I／O”指令來啟動通道工作。通道收到命令后根據(jù)通道和設(shè)備的工作情況，或者逐條執(zhí)行通道程序中的通道命令，來控制設(shè)備運行；或者拒絕接受，并且用條件碼向中央處理器作出是否接受啟動的回答。

　　②中央處理器分析條件碼，若啟動不成功，則推遲相應(yīng)的輸人輸出操作的執(zhí)行，待適當?shù)臅r候重新執(zhí)行“啟動I／O”指令。

　　③通道把執(zhí)行通道程序的情況匯集在通道狀態(tài)字中，當通道完成輸人輸出操作，向中央處理器匯報命令執(zhí)行情況。由于通道和設(shè)備執(zhí)行操作的情況已經(jīng)在CSW中了，所以一般由通道產(chǎn)生I/O中斷，將中斷的通道和設(shè)備記載到寄存器中，中央處理器響應(yīng)中斷后，操作系統(tǒng)分析特定寄存器和CSW中的內(nèi)容并做相應(yīng)地處理。

　　6.什么叫驅(qū)動調(diào)度？總結(jié)對磁盤的驅(qū)動調(diào)度過程。

　　答：在共享設(shè)備中，采用某種策略從等待訪問該設(shè)備的進程中選擇一個進程訪問設(shè)備的工。作稱為驅(qū)動調(diào)度。其目的是降低若干個訪問者執(zhí)行I／O操作的總時間，提高I/O操作的吞吐量。對于磁盤設(shè)備來說驅(qū)動調(diào)度先進行“移臂調(diào)度”，以尋求較優(yōu)化的尋找時間，定位好柱面，然后再進行‘旋轉(zhuǎn)調(diào)度“，尋求好的延遲時間，定位好扇區(qū)。

　　7.假定磁盤的移動臂現(xiàn)在處于第8柱面，有如下6個請求者等待訪問磁盤，請你列出最省時間的響應(yīng)次序：

　　序號 柱面號 磁頭號 扇區(qū)號

　　1  9  6  3

　　2  7  5  6

　　3  15  20  6

　　4  9  4  4

　　5  20  9  5

　　6  7  15  2

　　（分析）先進行移臂調(diào)度，再進行旋轉(zhuǎn)調(diào)度，由于尋找時間更為重要，那么要想時間最短就要有最短的尋找時間，所以移臂調(diào)度可以選擇最短尋找時間優(yōu)先算法。根據(jù)題目，訪問9柱面和訪問7柱面在尋找時間上是等同的，可以任意選擇一個，假設(shè)選擇了第9柱面，這里有進程1和進程4滿足要求，再根據(jù)旋轉(zhuǎn)調(diào)度，進程1訪問的扇區(qū)號小于進程4，應(yīng)該西先訪問，所以確定進程1第一訪問，其次是在同一個柱面上的進程4，之后，根據(jù)最短尋找時間優(yōu)先算法，接下來應(yīng)該是第7柱面的任務(wù)6或任務(wù)2，同樣我們應(yīng)該選擇任務(wù)6，再選擇2，然后是訪問15柱面的任務(wù)3，最后是訪問20柱面的任務(wù)5，整個過程移臂移動了16個柱面。次序是l、4、6、2、3、5.

　　如果第一步先訪問7柱面，我們也很容易得到訪問順序是6、2、1、4、3、5，整個過程移臂移動了14個柱面。

　　答：最省時間的響應(yīng)次序是：l、4、6、2、3、5或6、2、l、4、3、5.

　　8.什么是輸人井和輸出井？

　　答：在具有通道技術(shù)的系統(tǒng)中，我們利用中央處理器和通道并行工作的能力，用一臺機器完成脫機外圍設(shè)備操作技術(shù)中三臺機器的工作。操作系統(tǒng)中包含兩個程序：“預(yù)輸入程序”代替輸入外圍設(shè)備，“緩輸出程序”代替輸出外圍設(shè)備。系統(tǒng)在磁盤中劃分出專門稱為“井”的區(qū)域，它分為“輸入井”和“輸出井”，它們分別代替低速的獨占使用的輸入設(shè)備和輸出設(shè)備。

　　9.什么是SPOOLING系統(tǒng)？清簡述它的實現(xiàn)思想。

　　答：操作系統(tǒng)中實現(xiàn)聯(lián)機同時外圍設(shè)備操作功能的部分稱為斯普林（SPOOIJNG）系統(tǒng)。它的實現(xiàn)思想是：

　　利用中央處理器和通道并行工作的能力，用一臺機器完成脫機外圍設(shè)備操作技術(shù)中三臺機器的工作。

　　操作系統(tǒng)中包含兩個程序：“預(yù)輸入程序”代替輸入外圍設(shè)備，“緩輸出程序”代替輸出外圍設(shè)備。系統(tǒng)在磁盤中劃分出專門稱為“井”的區(qū)域，它分為“輸入井”和“輸出井”。“預(yù)輸入程序”把作業(yè)流中作業(yè)信息傳送到“輸入井”保存，作業(yè)在執(zhí)行時只要通過“輸入井讀”程序從上“輸入井”獲取數(shù)據(jù)，而不去啟動低速的外圍設(shè)備。作業(yè)執(zhí)行的時候產(chǎn)生的結(jié)果也不直接輸出到低速外設(shè)上，而是先通過“輸出井寫”程序輸出到“輸出井”，由“緩輸出程序”將“輸出井”中的數(shù)據(jù)再輸出到低速設(shè)備上。“緩輸出程序”輸出的時候，中央處理器可以處理別的事務(wù)了。實現(xiàn)“輸入井讀”和“輸出井寫”程序統(tǒng)稱為“井管理”程序。顯然，斯普林系統(tǒng)由三個部分組成：“預(yù)輸入”程序、“井管理”程序和“緩輸出”程序。

　　10.什么叫虛擬設(shè)備？實現(xiàn)虛擬設(shè)備的主要條件是什么？

　　答：采用SPOOL操作后，利用共享設(shè)備來模擬獨占設(shè)備，使每個作業(yè)都感到分到了一臺高速的輸入輸出設(shè)備，利用這個技術(shù)所提供的設(shè)備稱為虛擬設(shè)備。實現(xiàn)虛擬設(shè)備時，必須要有硬件的中斷裝置和通道技術(shù)作支撐，使中央處理器與各種外圍設(shè)備之間可以并行工作。操作系統(tǒng)采用多道程序設(shè)計技術(shù)，合理分配處理器，實現(xiàn)聯(lián)機的外圍設(shè)備同時操作。實現(xiàn)虛擬設(shè)備時，操作系統(tǒng)必須設(shè)計好“預(yù)輸入”、“井管理”、“緩輸出”程序。

　　11.總結(jié)實現(xiàn)虛擬設(shè)備的優(yōu)點。

　　答：實現(xiàn)虛擬設(shè)備不僅提高了獨占實用設(shè)備的利用率，而且大大加快了作業(yè)的執(zhí)行速度。