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第七章习题及解答

8-1什么是设备独立性？引入这一概念有什么好处？

答：所谓设备独立性是指，用户在编制程序时所使用的设备同实际使用的设备无

关，也就是在用户程序中仅使用逻辑设备。

引入设备独立性，可使应用程序独立于物理设备。此时，用户编程只需用逻

辑设备去请求使用某类设备。当系统中有多台该类设备时，系统将其中的任一台

备分配给请求进程，而不必局限于某一指定设备。这样，可以显著地提高资源的

利用率和可适应性。

独立性还可以使用户程序独立于设备类型。例如，在进行输出时，既可以利

用显示终端进行输出，也可以利用打印机进行输出。有了这种适应性，就可以很

方便地实现输出重定向，类似地可以实现输入重定向。

8-4什么是缓冲？引入缓冲的原因是什么？

答：缓冲是两种不同速度的设备之间传输信息时平滑传输过程的常用手段。

引入缓冲技术的原因有如下几点。

(1)缓和CPU和I/O设备之间速度不匹配的矛盾。

(2)减少中断次数和CPU的中断处理时间。如果没有缓冲，慢速I/O设备

每传一个字节就要产生一个中断，CPU必须处理该中断；如果采用了缓冲，则

慢速I/O设备将缓冲填满时，才向CPU发出中断，减少了中断次数和CPU的

中断处理时间。

(3)解决DMA或通道方式下数据传输的瓶颈问题。DMA或通道方式都用

于成批数据传输，在无缓冲的情况下，慢速I/O设备只能一个字节一个字节的传

输信息，成了DMA或通道方式数据传输的瓶颈。缓冲的设置适应了DMA或通

道方式的成批数据传输方式，解决了数据传输的瓶颈问题。

8-5常用的缓冲技术有哪些？

答：常用的缓冲技术有双缓冲、环形缓冲和缓冲池。

引入双缓冲以提高处理机与I/O设备之间的并行操作程度，例如，输入设备

备先将第一个缓冲装满数据，在输入设备向第二个缓冲装数据时，处理机就可以

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从第一个缓冲中取出数据进行处理。第一个缓冲的数据处理完毕，若第二个缓冲

已经装满数据，则处理机又可以从第二个缓冲中取出数据进行行处理，而输入设

备又向第一个缓冲装填数据。

为了在CPU与外设对信息的操作速度相差甚远时仍能得到良好并行效果，

可以采用环形缓冲技术。环形缓冲技术是在主存中分配一组大小相等的存储区作

为缓存区，并将这些缓存区链接起来，每个缓存区中有一个指向下一个缓存区的

指针，最后一个缓存区的指针指向第一个缓存区，这样n个缓存区就成了一个

环形缓冲外，系统中有个缓冲链首指针指向第一个缓存区。环形缓冲用于输入输

出时，需要两个指针in和out，in指向第一个空缓存区，out指向第一个装满

数据的缓存区。输入时，把数据输入到in所指的空缓存区中，然后in模取后

移一位，指向下一个空缓存区。输出时，从out所指的满缓存区中取出数据，

然out模取后移一位，指向下一个满缓存区。

缓冲池是由若干个大小相等的缓存区组成的。缓冲池中的每一个缓存区都由

系统统一管理和动态分配。若某个进程需要使用缓冲时便提出申请，由系统将缓

存区分配给它，进程不再使用缓存区时，就将缓存区交还给缓冲池。这样，