操作系统第五章参考答案.pdf

第五章参考答案

1、设备控制器位于设备与CPU之间，它要与CPU、设备进行通信。

设备控制器一般都由3部分构成：设备控制器与CPU的接口、

设备控制器与设备的接口、I/O逻辑。

2、设备控制器应具备下列功能

1）接收与识别命令：接收与识别CPU发送的命令，这些命令放在寄

存器中。由设备驱动程序进行解释与执行。

2）交换数据：

3）标识与报告设备状态

4）地址识别：如内存的每一个单元都有地址，每个设备已都有一个

地址。CPU就是通过这些地址来控制与识别设备。

5）数据缓冲：由于CPU和内存的速度较高，而I/O设备的速度较低，

因此在他们中间必要通过缓冲区进行速度匹配。

6）差错控制

9、引入缓冲主要原因有

（1）缓和CPU与I/O设备间速度不匹配的矛盾。

凡是数据到达和离去速度不匹配的地方均可采用缓冲技术。在操作系

统中采用缓冲是为了实现数据的I/O操作，以缓解CPU与外部设备之

间速度不匹配的矛盾，提高资源利用率

（2）减少对CPU的中断次数（频率）。

14、

1）安全分配方式：当进程发I/O请求后，便进入阻塞状态，直到

I/O完成才被唤醒。不可能造成死锁

2）不安全分配方式：在这种方式中，当进程提I/O请求后，仍然

进行运行，需要时又提出第二个I/O请求。可能造成死锁。

设备独立性是指应用程序独立于具体使用的物理设备。

引入设备独立性有二：

1）设备分配具有灵活性：当进程以物理设备名来请求某设备时，如

果该设备已经分配，而尽管这是还有其它的相同设备正在空闲（但名

字不同），该进程仍然要被阻塞。但如果用逻辑设备名来请求，系统

就会从这类设备中进行分配。

2）易于实现I/O重定向：/O重定向—用于I/O操作的设备可以更换

（即重定向）而不必改变应用程序。

为了实现设备独立性必须引入逻辑设备与物理设备（设备的独立

性是通过逻辑设备来实现的）。在应用程序中使用的是逻辑设备（通

过逻辑设备名来请求设备）；而系统执行时，是使用的物理设备。因

此必须有将逻辑设备转化为物理设备的功能（OS要做的事情）

将一台物理I/O设备虚拟为多个逻辑I/O设备，让多个用户共享一台

物理I/O设备，实现设备虚拟的关键技术是SPOOLing技术。设备驱

动程序属于低级系统程序，它与一般的应用或系统程序比较有下列特

点

（1）驱动程序主要在请求I/O的进程与设备控制器之间的通信与转

换程序

（2）驱动程序与设备控制器和I/O设备的硬件特性紧密相关，因而

不同设备有不同的倾动程序。

（3）驱动程序与I/O控制方式相关

（4）由于驱动程序与硬件紧密相关，因而其中有一部分必须用汇编

语言书写。

21、设备驱动程序完成的功能功能

（1）接受由I/O进程发出的命令与参数，并将这些命令转化为具体

的操作步骤。

（2）检查用户I/O的请求合法性，了解设备的状态，传递有关参数，

设置设备的有关工作方式。

（3）发出I/O命令（完成具体的操作）。

（4）即使响应由控制器发来的中断请求。

22、P169（除了过程的6点）