操作系统课后习题答案4.doc

STYLEREF\n"标题1"\*MERGEFORMAT0STYLEREF"标题1"\*MERGEFORMAT6.设备管理
STYLEREF"标题2"\*MERGEFORMAT习题解答

6.设备管理
例题解析
例6.2.1何谓虚拟设备？请说明SPOOLing系统是如何实现虚拟设备的。
解本题的考核要点是虚拟设备的实现方法。
虚拟设备是指利用软件方法，比如SPOOLing系统，把独享设备分割为若干台逻辑上的独占的设备，使用户感受到系统有出若干独占设备在运行。当然，系统中至少一台拥有物理设备，这是虚拟设备技术的基础。
SPOOLing系统又称“假脱机I/O系统”，其中心思想是，让共享的、高速的、大容量外存储器（比如，磁盘）来模拟若干台独占设备，使系统中的一台或少数几台独占设备变成多台可并行使用的虚拟设备。
SPOOLing系统主要管理外存上的输入井和输出井，以及内存中的输入缓冲区和输出缓冲区。其管理进程主要有输入和输出进程，负责将输入数据装入到输入井，或者将输出井的数据送出。它的特点是：提高了I/O操作的速度；将独占设备改造为共享设备；实现了虚拟设备功能。
例6.2.2有关设备管理要领的下列叙述中，()是不正确的。
A．通道是处理输入、输出的软件
B．所有外围设备都由系统统一来管理
C．来自通道的I/O中断事件由设备管理负责处理
D．编制好的通道程序是存放在主存贮器中的
E．由用户给出的设备编号是设备的绝对号
解本题的考核要点是设备管理的基本概念。
通道是计算机上配置的一种专门用于输入输出的设备，是硬件的组成部分。因此A是错误的。
目前常见I/O系统其外部设备的驱动和输入输出都由系统统一管理。因此B是对的。
设备管理模块中的底层软件中配有专门处理设备中断的处理程序。通道中断属于设备中断的一种。因此C是对的。
通道设备自身只配有一个简单的处理装置（CPU），并不配有存储器，它所运行的通道程序全部来自内存。因此D是对的。
系统在初启时为每台物理设备赋予一个绝对号，设备绝对号是相互独立的。由用户给出的设备号只能是逻辑编号，由系统将逻辑号映射为绝对号。因此E是错误的。
例6.2.3在关于SPOOLING的叙述中，描述是不正确的。
A．SPOOLING系统中不需要独占设备
B．SPOOLING系统加快了作业执行的速度
C．SPOOLING系统使独占设备变成共享设备
D．SPOOLING系统利用了处理器与通道并行工作的能力。
本题的考核要点是SPOOLING技术。涉及的概念有4方面：
该项技术应有外存空间作为物质基础，同时应当至少有一台独占设备实现输入或输出，因此选项A错误。
SPOOLING技术又称“脱机输入输出系统”。它将独享设备改造成与共享设备，使进程避免长期等待I/O操作的完成，因此加快了作业执行的速度。所以说B是正确的。
SPOOLING技术将外存空间模拟成多台独占设备，功能上看，它将一台独占设备变成一台共享设备，因而C是对的。
在计算机系统中安装上通道设备，使处理器与通道可以并行工作。这作为一种硬件配置，与没有通道的系统相比，系统的资源利用率得到提高。不过，无论有没有配置通道，SPOOLING系统都是可以运行的。因此D是不正确的。
例6.2.4I/O软件一般分为4个层次，用户层、与设备无关软件层、设备驱动程序以及中断处理程序。请说明以下各工作是在哪一层完成的？
向设备寄存器写命令；
检查用户是否有权使用设备；
将二进制整数转换成ASCII码以便打印。
解本题的考核要点为设备管理模块的结构。有些系统的结构分为本题所说的4层结构，而有的系统将设备驱动程序与中断处理程序合并为1层，共分为3层（见汤子瀛《计算机操作系统》，P221）。无论如何划分并不影响本题的回答。
设备驱动程序是设备管理的底层软件，用于控制I/O设备进行具体输入输出操作。其功能是：
将抽象的要求转换为具体的要求；
检查用户I/O请求的合法性，了解外设的状态，设置设备的工作方式；
向设备发出I/O命令，启动设备，实现I/O。
由于“向设备寄存器写命令”属于直接操作设备控制器的操作，因此属于设备驱动程序。
用户层软件是用户与设备管理模块的接口，负责解释用户的应用请求，并将这种请求转化为具体的输入输出操作。不过，该层软件并不检查用户的访问权限，因此，“检查用户是否有权使用设备”属于设备驱动程序。
与设备无关软件层软件主要负责将逻辑设备名转换为物理设备，实现设备的分配和回收，进行缓冲区管理等。“将二进制整数转换成ASCII码以便打印”不属于该层软件。它应当是将抽象要求转换为具体要求的一部分，所以也属于设备驱动程序。
例6.2.5在缓冲池中有3个队列，分别为空白缓冲队列em，输入缓冲队列in，以及输出缓冲队列